高爐煉鐵工藝分析及其設(shè)備維護(hù)探討

張小龍+吳楠

摘要：在經(jīng)濟(jì)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(shè)備的維護(hù)。本文主要對(duì)當(dāng)前煉鐵廠高爐煉鐵工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并指出煉鐵設(shè)備的具體維護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵；工藝流程；設(shè)備維護(hù)

引言：工業(yè)革命后，以機(jī)器為生產(chǎn)方式逐漸取代傳統(tǒng)手工作業(yè)方式，當(dāng)前，隨著機(jī)械自動(dòng)化水平的不斷提升，機(jī)械制造行業(yè)對(duì)鋼鐵的需求量在不斷提升，此外汽車(chē)、輪船、高層建筑等行業(yè)的快速發(fā)展進(jìn)一步提升鋼鐵需求量的提升。作為鋼鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵過(guò)程，煉鐵工藝以及煉鐵設(shè)備維護(hù)有著非常重要地位及價(jià)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(shù)與設(shè)備，包括上料系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、裝料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備，通過(guò)各設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備則由金屬構(gòu)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(zhǔn)確、連續(xù)、均勻，以為高爐提供原料需求，系統(tǒng)主要由儲(chǔ)框槽、給料機(jī)以及振動(dòng)篩等構(gòu)成。

1.3 上料系統(tǒng)。上料系統(tǒng)與供料系統(tǒng)中的料倉(cāng)相連，通過(guò)對(duì)原料、燃料進(jìn)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(yùn)料車(chē)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、斜橋等設(shè)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(shè)備也有較大的差異，其中對(duì)鐘式爐頂進(jìn)行裝料的系統(tǒng)主要由受料漏斗、料鐘、料斗等組成，而無(wú)料鐘爐頂則主要由料罐、密封閥、溜槽等設(shè)備構(gòu)成。

1.5 送風(fēng)系統(tǒng)。送風(fēng)系統(tǒng)為高爐提供連續(xù)的風(fēng)力，使熱力能夠一直保持較高的狀態(tài)，送風(fēng)系統(tǒng)主要由鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐、管道等設(shè)備組成。

1.6 煤氣凈化系統(tǒng)。煤氣凈化系統(tǒng)的作用是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行回收，達(dá)到降低生產(chǎn)車(chē)間煤氣含量以及實(shí)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(shè)備構(gòu)成。

2.高爐煉鐵設(shè)備維護(hù)策略

高爐煉鐵作為鋼鐵生產(chǎn)的技術(shù)，系統(tǒng)各設(shè)備的組成以及管理對(duì)煉鐵質(zhì)量的提升有重要意義，因此要想保證鋼鐵材料產(chǎn)量，應(yīng)明確產(chǎn)量與設(shè)備維護(hù)之間的管理，只有保證設(shè)備時(shí)刻處于高性能的運(yùn)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(shè)備的性能與設(shè)備使用時(shí)間反比，在設(shè)備生產(chǎn)后期，可能發(fā)生不可預(yù)料的問(wèn)題，為了防止設(shè)備后續(xù)性能下降問(wèn)題的發(fā)生，需要相關(guān)人員做好煉鐵設(shè)備的日常維護(hù)工作，以提高設(shè)備的使用性能，使設(shè)備的壽命延長(zhǎng)，進(jìn)而推動(dòng)鋼鐵行業(yè)的安全生產(chǎn)與行業(yè)的正常發(fā)展。在設(shè)備維護(hù)工作中，要始終樹(shù)立維護(hù)先于維修的理念，只有做好設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中的維護(hù)工作，才能降低設(shè)備故障發(fā)生的可能。具體實(shí)施上，應(yīng)做好以下幾方面的工作。

2.1 重視送風(fēng)系統(tǒng)的維護(hù)。在高爐煉鐵過(guò)程中，送風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行是煉鐵順利進(jìn)行的保證，所選的風(fēng)口面積應(yīng)滿(mǎn)足風(fēng)速與動(dòng)能的相關(guān)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(fēng)系統(tǒng)平均每秒的風(fēng)速在160- 250m區(qū)間范圍內(nèi)，并且，鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)能應(yīng)在70kj- 100kj的單位范圍內(nèi)；并且為了保證高爐煉鐵設(shè)備在富氧狀態(tài)下鋼鐵生產(chǎn)的順利進(jìn)行，要求送風(fēng)系統(tǒng)合理調(diào)整送風(fēng)量，所以維護(hù)人員應(yīng)根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)能與實(shí)際生產(chǎn)風(fēng)速的情況，對(duì)風(fēng)速減小以及動(dòng)能下降的情況進(jìn)行檢查，找出相應(yīng)的問(wèn)題，從而保證送風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)作以及高爐煉鐵的順利進(jìn)行。

2.2 高爐爐體的維護(hù)。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(yīng)的維護(hù)措施[3]。具體實(shí)施上，首先可以建立完善的監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)在高爐設(shè)計(jì)時(shí)就進(jìn)行完善，監(jiān)控的內(nèi)容主要包括對(duì)高爐生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)部位的溫度監(jiān)測(cè)以及爐體侵蝕程度的監(jiān)測(cè)。現(xiàn)代高爐爐體監(jiān)測(cè)裝置通常有300多個(gè)，這些監(jiān)控裝置能夠與計(jì)算機(jī)相連，能夠?qū)崿F(xiàn)爐體的遠(yuǎn)程控制。其次，要保證高爐生產(chǎn)過(guò)程中煤氣流的均勻分布。在煉鐵過(guò)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(duì)高爐使用壽命的影響。一般合理的煤氣流應(yīng)是中間向四周發(fā)散的形式，這樣能夠保證爐體各個(gè)部位受熱均勻，提高煤氣的利用率，并且對(duì)爐墻也有很好的保護(hù)作用，使?fàn)t墻不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況。最后，要加強(qiáng)高爐爐底的冷卻控制，雖然說(shuō)高爐爐體有很高的耐熱性能，但是如果長(zhǎng)期處于高溫下，也會(huì)導(dǎo)致?tīng)t體的腐蝕，因此應(yīng)對(duì)爐底進(jìn)行冷卻，風(fēng)冷爐底溫度一般應(yīng)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(shè)備所使用的材料不同，因此各個(gè)部件的熱流強(qiáng)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(qiáng)度超過(guò)臨界位置出現(xiàn)部件燒穿的可能。

2.3 裝料系統(tǒng)的維護(hù)。裝料系統(tǒng)是原料送入高爐的重要設(shè)備，因此要做好裝料系統(tǒng)的維護(hù)工作。裝料系統(tǒng)日常維護(hù)工作的重點(diǎn)在于批礦大小問(wèn)題的解決，現(xiàn)有技術(shù)支撐條件下，高爐煉鐵最合理的裝料計(jì)量包含兩種類(lèi)型，使用公式法進(jìn)行計(jì)量，比如對(duì)于2500m3的高爐而言，其單位礦批應(yīng)為65t。

結(jié)語(yǔ)：高爐煉鐵工藝與鋼鐵產(chǎn)量以及鋼鐵質(zhì)量有很大的聯(lián)系，因此要求相關(guān)生產(chǎn)行業(yè)做好設(shè)備的維護(hù)工作，進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，可以通過(guò)加入現(xiàn)代化維護(hù)的理念與監(jiān)控設(shè)備，使得維護(hù)工作人員能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并進(jìn)行及時(shí)、合理的維修，從而保證鋼鐵生產(chǎn)的順利進(jìn)行。此外，對(duì)相應(yīng)維護(hù)人員素質(zhì)能力的培養(yǎng)設(shè)備維護(hù)工作的重點(diǎn)，這位高爐煉鐵設(shè)備維護(hù)質(zhì)量的提升提供巨大幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]徐少兵，許海法.熔融還原煉鐵技術(shù)發(fā)展情況和未來(lái)的思考[J].中國(guó)冶金，2016（10）：33-39.

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