煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備技術(shù)分析

任 星

（廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司，廣西 柳州 545002）

高爐爐體是進(jìn)行鐵水冶煉、發(fā)生多種物理化學(xué)反應(yīng)的工作場所，是一種承受一定壓力和溫度的密閉容器，其結(jié)構(gòu)主要包括爐體內(nèi)型結(jié)構(gòu)、爐體內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、爐頂裝料設(shè)備及爐體冷卻結(jié)構(gòu)等，高爐內(nèi)型一般由爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉組成。現(xiàn)代高爐生產(chǎn)過程是一個龐大的生產(chǎn)體系，主要由高爐本體和五個輔助設(shè)備系統(tǒng)完成。高爐輔助設(shè)備主要包括高爐上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)及噴吹燃料系統(tǒng)設(shè)備。由此可見，高爐機(jī)械設(shè)備具有一定的復(fù)雜性。為了生產(chǎn)高質(zhì)量的鋼，每一個結(jié)構(gòu)都是精心準(zhǔn)備的，為高質(zhì)量的產(chǎn)品奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

1 煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備技術(shù)性探究

1）高爐上料系統(tǒng)設(shè)備。正常情況下，高爐上料系統(tǒng)的燒結(jié)礦、塊料溜槽和礦槽傾角保持在30～60度之間，物料的給料速度在40～400噸/小時之間。礦石、焦炭等物料對貯礦槽和焦槽內(nèi)的襯板磨損很大。磁性襯板在上料系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，它不僅非常耐磨，而且重量輕，安裝方便。磁性襯板在板體內(nèi)設(shè)有永久磁鐵，襯板的工作表面吸附有一層細(xì)小的磁性物質(zhì)。在工作過程中，襯板的主體可以不斷吸收磁性材料，形成一層物料保護(hù)膜。在一定條件下，襯板表面形成的保護(hù)膜，可以使板體不會直接受到物料的沖擊和磨損，從而大大延長襯板的使用壽命。除磁性襯板外，復(fù)合碳化硅襯板也是一種常見的上料系統(tǒng)設(shè)備，一般用于高爐受料斗、料罐、貯礦槽和焦槽內(nèi)，以防止其磨損。可在高溫高壓環(huán)境下使用，并能長期保持使用效果。

2）高爐爐體冷卻設(shè)備。高爐爐內(nèi)的工況非常惡劣，僅靠內(nèi)襯是不能保證高爐長期正常工作的，必須設(shè)置合理的冷卻設(shè)備對爐體進(jìn)行合理、有效的冷卻，同時對冷卻介質(zhì)進(jìn)行有效的控制，使之既不危及耐火爐襯的壽命，又不會因?yàn)槔鋮s元件的泄露而影響高爐操作。高爐爐體各部位的工作條件不同，冷卻的作用也不盡相同，所以所采取的冷卻設(shè)備也不同。高爐使用的冷卻設(shè)備有冷卻壁、冷卻板和冷卻水箱，其中冷卻箱已被淘汰。目前常用的冷卻壁形式有光面冷卻壁、鑲磚冷卻壁和銅冷卻壁，其中鑲磚冷卻壁已經(jīng)發(fā)展到第四代。冷卻壁、冷卻板的材質(zhì)一般為球墨鑄鐵、鑄鋼和銅。

高爐的一代爐齡取決于許多因素，尤其是進(jìn)入爐役的中后期，爐體內(nèi)襯將出現(xiàn)不同程度的損壞，甚至造成爐殼紅熱或冷卻壁被燒損的情況發(fā)生。因此，科學(xué)的爐體維護(hù)和維修技術(shù)是延長高爐壽命的主要因素。當(dāng)冷卻壁發(fā)生大面積破損、危及高爐正常生產(chǎn)時，就要整體更換冷卻壁。近年來出現(xiàn)了對鑄鐵冷卻壁的穿管快速修復(fù)技術(shù)，其原理為：在破損的冷卻壁水管內(nèi)穿入小于原水管直徑的金屬波紋軟管，軟管兩端分別于冷卻水連接形成新的冷卻通道，并在金屬波紋軟管和原冷卻壁水管之間灌入高導(dǎo)熱的碳質(zhì)灌漿料。此方法不僅消除了冷卻壁損壞向爐內(nèi)漏水的現(xiàn)象，又能保持一定的冷卻效果，解決了漏水造成的各種危害和損失，效果顯著，具有推廣價值。

3）送風(fēng)系統(tǒng)熱風(fēng)爐設(shè)備。高爐熱風(fēng)爐是為煉鐵工藝需要提供熱氣流的集燃燒與傳熱過程于一體的熱工設(shè)備，一般有兩個大的類型，即間隙式工作的蓄熱式熱風(fēng)爐和連續(xù)換熱式熱風(fēng)爐。高溫陶瓷換熱裝置，間歇式工作的蓄熱熱風(fēng)爐仍是熱風(fēng)爐的主流產(chǎn)品。蓄熱式熱風(fēng)爐為了持續(xù)提供熱風(fēng)最起碼必須有兩座熱風(fēng)爐交替進(jìn)行工作。熱風(fēng)爐被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域，因工藝要求不同、燃料種類不同、熱風(fēng)介質(zhì)不同而派生出不同用途與不同結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐。

蓄熱式熱風(fēng)爐，按熱風(fēng)爐內(nèi)部的蓄熱體分球式熱風(fēng)爐（簡稱球爐）和采用格子磚的熱風(fēng)爐，按燃燒方式可分為頂燃式、內(nèi)燃式、外燃式等幾種，提高熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度時高爐強(qiáng)化冶煉的關(guān)鍵技術(shù)。如何提高風(fēng)溫，是專業(yè)內(nèi)長期研究的方向。常用的辦法是混燒高熱值煤氣，或增加熱風(fēng)爐格子磚的換熱面積，或改變格子磚的材質(zhì)、密度，或改變蓄熱體的形狀（蓄熱球），以及通過種種方法將煤氣和助燃空氣預(yù)熱。蓄熱式格子磚熱風(fēng)爐是現(xiàn)代高爐、尤其是大高爐最常用的熱風(fēng)爐形式。

4）煤氣凈化除塵設(shè)備。高爐煤氣含有CO、H2等可燃?xì)怏w，發(fā)熱值為3350-4186kJ/m3，但高爐煤氣含塵量一般達(dá)10-40g/m3，不經(jīng)處理不能作為燃料使用。利用高爐除塵器，可以有效地收集高爐煤氣中的粉塵。高爐系統(tǒng)常用的除塵器有：重力除塵器、洗滌塔、文氏管、旋風(fēng)除塵器、脫水器、靜電除塵器、布袋除塵。當(dāng)粉塵為粗粒粉塵時，可采用重力除塵器或旋風(fēng)除塵器除塵，細(xì)顆粒除塵可采用靜電除塵器或布袋除塵。目前國內(nèi)300m3級以上的高爐采用布袋除塵系統(tǒng)的已占同類高爐總數(shù)的25%以上，其生產(chǎn)運(yùn)行情況良好，節(jié)水省電，凈煤氣含塵量達(dá)6mg/m3以下，溫度100℃以上，含水量少，為高爐提高風(fēng)溫、降低焦比和增產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

2 煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備管理措施探討

1）建立完善的煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備管理制度。為了提高煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的管理水平，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的管理需要，建立煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備管理制度。在制度實(shí)施過程中，應(yīng)完善煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備管理制度，結(jié)合實(shí)際執(zhí)行結(jié)果，明確管理者的職責(zé)。煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問題時，責(zé)任人能迅速發(fā)現(xiàn)，并采取相應(yīng)措施及時解決，從而提高管理人員的實(shí)際管理能力，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2）加強(qiáng)對煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的維修和保養(yǎng)。在煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的日常管理中，設(shè)備的維護(hù)占有一定的地位。為了保證生產(chǎn)活動的安全穩(wěn)定，點(diǎn)檢人員需要對煉鐵高爐操作過程中不同階段的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)主要包括定期給設(shè)備加適量潤滑油、脂，定期檢查潤滑油污染程度。對煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，可以保證高爐生產(chǎn)的順利開展，有利于企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

3）建立煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)。不僅要重視煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的管理，還要建立煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的在線監(jiān)測系統(tǒng)。煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時，相關(guān)點(diǎn)檢人員能及時發(fā)現(xiàn)故障。解決設(shè)備故障問題，減少故障對生產(chǎn)活動的影響，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。此外在線監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控人員還可以通過對煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控，制定有針對性的設(shè)備維護(hù)計劃，為煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的管理提供科學(xué) 依據(jù)。

3 結(jié)束語

高爐是鋼鐵工業(yè)中非常重要的煉鐵設(shè)備。在煉鐵過程中，需要經(jīng)過許多工序，每道工序都需要使用相應(yīng)的設(shè)備，這就需要人們投入大量的精力來改進(jìn)工序。我國應(yīng)充分利用國外先進(jìn)技術(shù)，使煉鐵生產(chǎn)更加科學(xué)化。我國應(yīng)加強(qiáng)高爐節(jié)能環(huán)保新技術(shù)的研究，以提高我國煉鐵質(zhì)量。