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布料溜槽防掉落機構在酒鋼煉鐵廠高爐布料器中的應用實踐

2020-09-10 00:23:40楊寶平胡海波
看世界·學術下半月 2020年4期

楊寶平 胡海波

摘要:對酒鋼煉鐵廠高爐布料溜槽掉落的故障原因進行了分析,對酒鋼煉鐵廠現有高爐布料溜槽的掛鉤結構進行一系列的優化改進。生產實踐證明,改進的布料溜槽能夠滿足酒鋼煉鐵廠高爐的使用需求,達到不再掉落的目的,是一種可靠的能夠適應異常爐況條件下使用的高爐布料溜槽。

關鍵詞:布料溜槽;高爐; 爐況;煉鐵

前言

高爐布料溜槽是爐頂氣密箱的重要組成部分,是裝料的關鍵設備,其功能是繞高爐中心線旋轉和傾動,將爐料布入爐膛內,完成高爐不同的布料要求。酒鋼煉鐵廠高爐爐頂布料溜槽傾動采用三個油缸驅動,溜槽旋轉采用電機減速機驅動,溜槽裝卸采用卡掛方式,拆裝方便。隨著高爐進入爐役后期和冶煉強度的提高,高爐伴隨有滑尺崩料的異常爐況,造成爐內氣流突然沖擊布料溜槽,使布料溜槽脫離卡掛點,掉路爐內,現有的溜槽卡掛機構不能解決這一問題。

酒鋼宏興股份公司煉鐵廠高爐爐頂2014-2018年來共發生4次布料溜槽掉落的事故,特別是在2017年的8月18日和2018年1月23日6號高爐、3號高爐投產運行后,接連發生2起布料溜槽掉落的事故,給高爐生產帶來了巨大的影響,調研國內其他鋼廠,均發生過布料溜槽掉落的事故。研究高爐爐頂布料溜槽能夠在爐況異常的工況條件下,滿足生產需求不至于掉落,成為煉鐵工作者迫切需要解決的重要課題。

一、布料溜槽現狀及使用中存在的問題

(一)? 布料溜槽現狀

布料溜槽正常生產狀態是在粗煤氣(含塵蒸汽、煤氣)環境下運行,爐頂溫度為150~250 ℃,爐頂壓力0.13-0.15Mpa。燒結礦、塊礦、焦炭平均日流量8000-8300噸,布料溜槽在高爐內不斷螺旋式旋轉并改變傾角,爐料沿布料溜槽滑向爐內。

目前酒鋼宏興煉鐵廠高爐爐頂布料溜槽懸掛采用的是卡掛結構,布料溜槽背部凸出的弧板與氣密箱托架機構配合,氣密箱托架托住溜槽背部、上部壓住溜槽的方式進行布料溜槽的固定,溜槽總長2.22米,半徑0.35米。

(二)布料溜槽存在問題

(1)布料溜槽從氣密箱內部托架上脫開,掉入爐內。酒鋼宏興煉鐵廠6號高爐2017年8月10日中修投產后,2017年8月18日,溜槽掉落,造成高爐休風10小時。

(2)針對6號高爐布料溜槽掉落事故,在溜槽背部及氣密箱托架背部焊接耳板,并用銷軸連接,于2017年3月在3號高爐中修投產時安裝運行,2018年1月23日,3號高爐滑尺崩料,溜槽掉落。檢查發現溜槽背部耳板開焊后與溜槽本體分離。5號高爐布料溜槽2017年9月2日上線,2018年1月9日檢查時發現背部耳板開裂,及時進行了更換,避免了休風故障

(三)布料溜槽掉落的原因

通過對酒鋼宏興煉鐵廠3號高爐、6號高爐溜槽掉落事故的分析,發現溜槽掉落的主要原因是:

1.布料溜槽未拆裝方便,采用卡掛式結構,雖未拆裝提供了便利性,但在頂壓波動、滑尺崩料的異常爐況下,氣流短時間內急劇上升,將無任何防護措施的布料溜槽頂出托架,是溜槽掉落的主要原因。

2.爐內環境復雜,布料溜槽采用單一焊接形式來防脫落,受粗煤氣、蒸汽、高溫等因素的影響,焊縫逐漸出現開焊,造成防脫落結構失效,也是溜槽掉落的原因。

二、布料溜槽改進措施

針對酒鋼宏興煉鐵廠高爐布料溜槽掉落原因分析,綜合考慮布料溜槽的整體剛度、耐高溫腐蝕輻射性能和布料溜槽重量,以及設備成本等因素,在現有的布料溜槽本體上和氣密箱托架的基礎上進行改進,以止布料溜槽掉落發生搶修事故,使之適應高爐冶煉和設備周期檢修的需求。具體措施如下:

(一)在氣密箱托架上安裝耳板1。制作耳板1,安裝在氣密箱托架中心位置,耳板底部鉆Φ23mm的孔4個,并在托架對應位置鉆孔,裝配后使用M20*120mm高強螺栓把緊。

(二) 布料溜槽本體加裝耳板2。制作耳板2,安裝在布料溜槽背部,距離布料溜槽背部燕尾部分370mm,耳板底部鉆Φ24mm的長孔2個,便于橫向調節耳板位置,并在溜槽背部對應位置鉆孔,裝配后使用M20*100mm高強螺栓把緊。

(三)增強連接部位的強度。耳板1和耳板2分別使用高強螺栓把緊后,將耳板1與耳板2使用可折疊銷軸(Φ40*309mm)連接,需拆卸時,使用長鉤將銷軸拽出。使用E50焊條將耳板1與托架背面貼合處進行焊接加固,將耳板2與溜槽背面貼合處進行焊接加固。耳板所用材質為ZG35,溜槽本體材質為ZG35CrMo,兩材質焊接后焊縫穩定,不易開焊。

三、改進后布料溜槽應用效果

在原有布料溜槽和托架結構的基礎上,新改進的有防掉落機構的布料溜槽在6號高爐布料溜槽2017年8月更換上線,2018年8月在線檢查,背部連接件焊縫無開焊、緊固件完好。2018 年1 月在3 號高爐投入使用后, 運行至2018年8 月9日,在線檢查,背部連接件焊縫無開焊、開裂,螺栓無松動現象,可繼續使用,無需拆除做更換處理,達到預期使用效果。目前該類型布料溜槽在本部高爐已推廣使用, 經過連續的實踐檢驗,基本滿足高爐高溫冶煉的需求,做到杜絕掉落事故的發生。

四、結論

(一)改進的布料溜槽能夠滿足煉鐵廠高爐高強度高溫冶煉要求,具有適應頂壓波動、滑尺崩料異常爐況工作的能力,在異常爐況條件下,布料溜槽穩定運轉,有效杜絕掉落事故的發生,取得良好的經濟效益,有利于實現高爐設備周期化管理和高爐的穩定運行,避免因溜槽掉落搶修事故的發生,在酒鋼高爐和國內外高爐大冶煉中極具推廣價值。

(二)布料溜槽的使用與高爐爐頂溫度、爐頂壓力、爐內氣流有著直接相關性。由于異常爐況,中心氣流的急劇沖擊,對布料溜槽造成掉落危險的威脅仍然存在。因此,如何降低中心氣流對布料溜槽向上沖擊的強度,如何能讓布料溜槽本體自身釋放掉氣流的沖擊,也是我們面臨的新課題。

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