高爐煉鐵工藝分析及其設備維護探討

張小龍+吳楠

摘要：在經濟快速發展的今天，鋼鐵材料需求量逐年上升，為了保證鋼材的供給需求，要求煉鐵廠采取規范的生產流程并做好煉鐵設備的維護。本文主要對當前煉鐵廠高爐煉鐵工藝進行簡要分析，并指出煉鐵設備的具體維護方法。

關鍵詞：高爐煉鐵；工藝流程；設備維護

引言：工業革命后，以機器為生產方式逐漸取代傳統手工作業方式，當前，隨著機械自動化水平的不斷提升，機械制造行業對鋼鐵的需求量在不斷提升，此外汽車、輪船、高層建筑等行業的快速發展進一步提升鋼鐵需求量的提升。作為鋼鐵生產的關鍵過程，煉鐵工藝以及煉鐵設備維護有著非常重要地位及價值。

1.高爐煉鐵工藝流程分析

高爐煉鐵是鋼鐵生產的基本工藝，融合多種技術與設備，包括上料系統、供料系統、裝料系統、送風系統等設備，通過各設備的連接，使鋼鐵生產連續化。

1.1 高爐本體。鋼鐵生產中，高爐是煉鐵的主要設備，由耐火材料砌筑而成，形狀為圓筒形爐體，與爐基、爐殼、爐襯等設備相連，爐基使用的是鋼筋混凝土以及耐熱混凝土，爐襯則使用耐火材料，其它設備則由金屬構件組成[1]。

1.2 供料系統。該系統的功能主要是保證原料送入裝料系統的準確、連續、均勻，以為高爐提供原料需求，系統主要由儲框槽、給料機以及振動篩等構成。

1.3 上料系統。上料系統與供料系統中的料倉相連，通過對原料、燃料進行篩分，將原料輸入到相連的裝料系統中，因此該系統主要有運料車、卷揚機、斜橋等設備組成。

1.4 裝料系統。裝料系統的作用是將原料、燃料以及熔劑等投入到高爐中，根據爐頂的不同，裝料設備也有較大的差異，其中對鐘式爐頂進行裝料的系統主要由受料漏斗、料鐘、料斗等組成，而無料鐘爐頂則主要由料罐、密封閥、溜槽等設備構成。

1.5 送風系統。送風系統為高爐提供連續的風力，使熱力能夠一直保持較高的狀態，送風系統主要由鼓風機、熱風爐、管道等設備組成。

1.6 煤氣凈化系統。煤氣凈化系統的作用是對生產過程中產生的煤氣進行回收，達到降低生產車間煤氣含量以及實現廢料再生利用的目的[2]。凈化系統由重力除塵器、脫水器以及洗滌塔等設備構成。

2.高爐煉鐵設備維護策略

高爐煉鐵作為鋼鐵生產的技術，系統各設備的組成以及管理對煉鐵質量的提升有重要意義，因此要想保證鋼鐵材料產量，應明確產量與設備維護之間的管理，只有保證設備時刻處于高性能的運行狀態下，才能使鋼鐵的產量不斷提升。在鋼鐵生產中，煉鐵設備的性能與設備使用時間反比，在設備生產后期，可能發生不可預料的問題，為了防止設備后續性能下降問題的發生，需要相關人員做好煉鐵設備的日常維護工作，以提高設備的使用性能，使設備的壽命延長，進而推動鋼鐵行業的安全生產與行業的正常發展。在設備維護工作中，要始終樹立維護先于維修的理念，只有做好設備生產過程中的維護工作，才能降低設備故障發生的可能。具體實施上，應做好以下幾方面的工作。

2.1 重視送風系統的維護。在高爐煉鐵過程中，送風系統的正常運行是煉鐵順利進行的保證，所選的風口面積應滿足風速與動能的相關需求，以具體數據為參考，如果圓筒高爐的直徑大小為11.5m，容積為2500m3，為了保證鋼鐵的順利生產，要求送風系統平均每秒的風速在160- 250m區間范圍內，并且，鼓風機的動能應在70kj- 100kj的單位范圍內；并且為了保證高爐煉鐵設備在富氧狀態下鋼鐵生產的順利進行，要求送風系統合理調整送風量，所以維護人員應根據鼓風機動能與實際生產風速的情況，對風速減小以及動能下降的情況進行檢查，找出相應的問題，從而保證送風機的正常運作以及高爐煉鐵的順利進行。

2.2 高爐爐體的維護。高爐爐體使用壽命直接影響到煉鐵效益的提升，因此在煉鐵生產中，需要采取相應的維護措施[3]。具體實施上，首先可以建立完善的監控系統，監控系統應在高爐設計時就進行完善，監控的內容主要包括對高爐生產過程各個部位的溫度監測以及爐體侵蝕程度的監測?，F代高爐爐體監測裝置通常有300多個，這些監控裝置能夠與計算機相連，能夠實現爐體的遠程控制。其次，要保證高爐生產過程中煤氣流的均勻分布。在煉鐵過程中，要維持合理的高溫煤氣流分布，避免并控制煤氣流不穩性或者出現邊緣煤氣流對高爐使用壽命的影響。一般合理的煤氣流應是中間向四周發散的形式，這樣能夠保證爐體各個部位受熱均勻，提高煤氣的利用率，并且對爐墻也有很好的保護作用，使爐墻不會出現嚴重腐蝕的情況。最后，要加強高爐爐底的冷卻控制，雖然說高爐爐體有很高的耐熱性能，但是如果長期處于高溫下，也會導致爐體的腐蝕，因此應對爐底進行冷卻，風冷爐底溫度一般應控制在250℃～280℃的范圍，而水冷爐底溫度則一般控制在100℃以下，自然冷卻的溫度在400℃以下。高爐爐體各設備所使用的材料不同，因此各個部件的熱流強度也有較大的差異，所以必須使用現代化的監控裝置，避免熱流強度超過臨界位置出現部件燒穿的可能。

2.3 裝料系統的維護。裝料系統是原料送入高爐的重要設備，因此要做好裝料系統的維護工作。裝料系統日常維護工作的重點在于批礦大小問題的解決，現有技術支撐條件下，高爐煉鐵最合理的裝料計量包含兩種類型，使用公式法進行計量，比如對于2500m3的高爐而言，其單位礦批應為65t。

結語：高爐煉鐵工藝與鋼鐵產量以及鋼鐵質量有很大的聯系，因此要求相關生產行業做好設備的維護工作，進行科學的養護，可以通過加入現代化維護的理念與監控設備，使得維護工作人員能夠第一時間發現設備故障，并進行及時、合理的維修，從而保證鋼鐵生產的順利進行。此外，對相應維護人員素質能力的培養設備維護工作的重點，這位高爐煉鐵設備維護質量的提升提供巨大幫助。

參考文獻

[1]徐少兵，許海法.熔融還原煉鐵技術發展情況和未來的思考[J].中國冶金，2016（10）：33-39.

[2]張福明.面向未來的低碳綠色高爐煉鐵技術發展方向[J].煉鐵，2016（01）：1-6.