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(jīng)濟快速發(fā)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(guī)范的生產(chǎn)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(yè)革命后，以機器為生產(chǎn)方式逐漸取代傳統(tǒng)手工作業(yè)方式，當前，隨著機械自動化水平的不斷提升，機械制造行業(yè)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(yè)的快速發(fā)展進一步提升鋼鐵需求量的提升。作為鋼鐵生產(chǎn)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(chǎn)的基本工藝，融合多種技術與設備，包括上料系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、裝料系統(tǒng)、送風系統(tǒng)等設備，通過各設備的連接，使鋼鐵生產(chǎn)連續(xù)化。

1.1 高爐本體。鋼鐵生產(chǎn)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(tǒng)。該系統(tǒng)的功能主要是保證原料送入裝料系統(tǒng)的準確、連續(xù)、均勻，以為高爐提供原料需求，系統(tǒng)主要由儲框槽、給料機以及振動篩等構成。

1.3 上料系統(tǒng)。上料系統(tǒng)與供料系統(tǒng)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(tǒng)中，因此該系統(tǒng)主要有運料車、卷揚機、斜橋等設備組成。

1.4 裝料系統(tǒng)。裝料系統(tǒng)的作用是將原料、燃料以及熔劑等投入到高爐中，根據(jù)爐頂?shù)牟煌b料設備也有較大的差異，其中對鐘式爐頂進行裝料的系統(tǒng)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(tǒng)。送風系統(tǒng)為高爐提供連續(xù)的風力，使熱力能夠一直保持較高的狀態(tài)，送風系統(tǒng)主要由鼓風機、熱風爐、管道等設備組成。

1.6 煤氣凈化系統(tǒng)。煤氣凈化系統(tǒng)的作用是對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤氣進行回收，達到降低生產(chǎn)車間煤氣含量以及實現(xiàn)廢料再生利用的目的[2]。凈化系統(tǒng)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(chǎn)的技術，系統(tǒng)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(chǎn)量，應明確產(chǎn)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(tài)下，才能使鋼鐵的產(chǎn)量不斷提升。在鋼鐵生產(chǎn)中，煉鐵設備的性能與設備使用時間反比，在設備生產(chǎn)后期，可能發(fā)生不可預料的問題，為了防止設備后續(xù)性能下降問題的發(fā)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(yè)的安全生產(chǎn)與行業(yè)的正常發(fā)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(chǎn)過程中的維護工作，才能降低設備故障發(fā)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(tǒng)的維護。在高爐煉鐵過程中，送風系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(chǎn)，要求送風系統(tǒng)平均每秒的風速在160- 250m區(qū)間范圍內(nèi)，并且，鼓風機的動能應在70kj- 100kj的單位范圍內(nèi)；并且為了保證高爐煉鐵設備在富氧狀態(tài)下鋼鐵生產(chǎn)的順利進行，要求送風系統(tǒng)合理調(diào)整送風量，所以維護人員應根據(jù)鼓風機動能與實際生產(chǎn)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(chǎn)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(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)應在高爐設計時就進行完善，監(jiān)控的內(nèi)容主要包括對高爐生產(chǎn)過程各個部位的溫度監(jiān)測以及爐體侵蝕程度的監(jiān)測。現(xiàn)代高爐爐體監(jiān)測裝置通常有300多個，這些監(jiān)控裝置能夠與計算機相連，能夠實現(xiàn)爐體的遠程控制。其次，要保證高爐生產(chǎn)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(wěn)性或者出現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(xiàn)代化的監(jiān)控裝置，避免熱流強度超過臨界位置出現(xiàn)部件燒穿的可能。

2.3 裝料系統(tǒng)的維護。裝料系統(tǒng)是原料送入高爐的重要設備，因此要做好裝料系統(tǒng)的維護工作。裝料系統(tǒng)日常維護工作的重點在于批礦大小問題的解決，現(xiàn)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(chǎn)量以及鋼鐵質量有很大的聯(lián)系，因此要求相關生產(chǎn)行業(yè)做好設備的維護工作，進行科學的養(yǎng)護，可以通過加入現(xiàn)代化維護的理念與監(jiān)控設備，使得維護工作人員能夠第一時間發(fā)現(xiàn)設備故障，并進行及時、合理的維修，從而保證鋼鐵生產(chǎn)的順利進行。此外，對相應維護人員素質能力的培養(yǎng)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(fā)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(fā)展方向[J].煉鐵，2016（01）：1-6.