高爐煉鐵工藝與設(shè)備維護(hù)分析

王洪峰

（山東鋼鐵集團(tuán)股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南 271104）

高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)使用的煉鐵技術(shù)為：在高溫下，碳在爐內(nèi)上升過程中與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，此過程可以除去鐵礦石中的氧（并生成一氧化碳），鐵礦石在還原之后得到鐵，產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，煉出的鐵水從鐵口放出。該種爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，并且具有能耗低、生產(chǎn)量大的優(yōu)勢(shì)。

1 高爐煉鐵工藝分析

1.1 工藝設(shè)備

1.1.1 高爐

高爐橫斷面為圓形，爐本體較為復(fù)雜，自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分[1]。具體組成結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 高爐組成結(jié)構(gòu)

高爐殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯，在使用過程中，從爐頂裝入鐵礦石、石灰石、焦炭，高爐除塵器主要吸收煤氣中所含灰塵，重力除塵器可以吸收粗粒灰塵（＞60～90 μm），洗氣機(jī)主要吸收細(xì)粒灰塵。其次，高爐鼓風(fēng)機(jī)可直接提供治煉過程中所需的氧氣，是最重要的動(dòng)力設(shè)備，能夠保證一定碳的燃燒，單位爐容量一般為2.1～2.5 m3/min。

1.1.2 高爐熱風(fēng)爐

該種裝置是一種蓄熱式換熱器，風(fēng)溫最高可達(dá)1 450～1 550 ℃，技術(shù)人員可以通過優(yōu)化熱風(fēng)爐及送風(fēng)管道結(jié)構(gòu)來提高風(fēng)溫，也可以通過改善熱風(fēng)爐操作方法來延長(zhǎng)熱風(fēng)爐壽命。

1.1.3 高爐冷卻裝置

該裝置可以延長(zhǎng)磚襯壽命，高爐爐襯內(nèi)部溫度高達(dá)1 550 ℃，為了保證爐襯內(nèi)的熱量傳遞，可以利用高爐冷卻裝置使?fàn)t渣冷凝成保護(hù)性渣皮。

1.2 操作制度

在爐前操作中，技術(shù)人員應(yīng)該利用專用設(shè)備和各種工具（泥炮、堵渣機(jī)等），按規(guī)定的時(shí)間分別打開渣、鐵口，放出渣、鐵，經(jīng)渣鐵溝分別流入渣、鐵罐內(nèi)，以此完成爐前專用設(shè)備的維護(hù)工作。在生產(chǎn)過程中，高爐煉鐵以精料為基礎(chǔ)，并且要求燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度≥71%～78%，如果是大高爐，焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度M40≥78%～86%。依據(jù)《高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》，維持燒結(jié)礦堿度在1.8～2.0[2]。焦炭在爐缸的空間有40%，送風(fēng)、裝料、造渣、熱制度要穩(wěn)定；在還原、熔化、造渣過程中應(yīng)該調(diào)整好高爐內(nèi)煤氣分布；在脫硫、滲碳、渣鐵分離過程中應(yīng)該始終保持爐缸熱量充沛，還要及時(shí)觀看煤氣燃燒顏色，通過爐頂攝像和休風(fēng)時(shí)觀察爐頂布料，判斷高爐運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化冶煉強(qiáng)度的選擇，提高富氧率和爐頂壓力。

1.3 自動(dòng)化技術(shù)

以寶鋼4 號(hào)高爐為首的大型高爐正在進(jìn)行批量化生產(chǎn)，在自動(dòng)化技術(shù)不斷更新和成熟的現(xiàn)實(shí)背景下，重新制定新的減排政策，設(shè)計(jì)出合理的節(jié)能減排措施，優(yōu)化基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)儀表盤數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)狀況檢測(cè)、風(fēng)口及冷卻壁等漏水檢測(cè)、熱風(fēng)溫度檢測(cè)、渣鐵狀態(tài)檢測(cè)、焦炭水分檢測(cè)、上料設(shè)備順序控制、熱風(fēng)爐換爐自動(dòng)控制等，直接推進(jìn)我國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)向TRT 自動(dòng)化控制發(fā)展，最終完成高質(zhì)量冶煉過程。

2 高爐煉鐵設(shè)備維護(hù)

2.1 設(shè)備點(diǎn)檢和維護(hù)

為了防止高爐煉鐵設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生故障，出現(xiàn)煉鐵問題，檢修工作人員應(yīng)該提升生產(chǎn)質(zhì)量，積極開展設(shè)備點(diǎn)檢和維護(hù)作業(yè)，制定點(diǎn)檢作業(yè)規(guī)劃，確保點(diǎn)檢活動(dòng)能夠順利開展，防止點(diǎn)檢路徑過長(zhǎng)，并合理安排點(diǎn)檢內(nèi)容，對(duì)關(guān)鍵性設(shè)備實(shí)施經(jīng)常性定期監(jiān)管，尤其應(yīng)該優(yōu)化煤氣回收系統(tǒng)的運(yùn)行管控，做好料閘閥、料流閥、下密封閥的數(shù)據(jù)記錄。在當(dāng)前高爐煉鐵設(shè)備維護(hù)過程中，仍然有很多一線人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)和管理不夠重視，甚至出現(xiàn)設(shè)備達(dá)不到煉鐵要求的情況，還有部分技術(shù)人員不能按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)流程執(zhí)行備點(diǎn)檢、維護(hù)等工作。

因此，在對(duì)高爐煉鐵設(shè)備維護(hù)的過程中，應(yīng)該做好機(jī)械設(shè)備的日常保養(yǎng)，比如在無料鐘爐頂設(shè)備的維護(hù)中，技術(shù)人員應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行潤(rùn)滑五定標(biāo)準(zhǔn)，確保無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，檢查料罐襯板的磨損情況，及時(shí)清理粘灰，下密封閥膠圈壓下量始終保持2～3 mm為宜；而對(duì)于高爐鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備，應(yīng)該檢查風(fēng)機(jī)、電機(jī)有無漏油現(xiàn)象，檢查風(fēng)門開度是否與儀表相符，注意電機(jī)電流變化，分析電機(jī)內(nèi)部軸瓦有無異響，發(fā)現(xiàn)存在問題時(shí)及時(shí)查明原因，根據(jù)風(fēng)量情況調(diào)整電機(jī)電流，檢查各軸瓦的潤(rùn)滑回路是否正常，以此來保證高爐煉鐵設(shè)備可以正常使用。

2.2 設(shè)備修復(fù)和利廢

要想使高爐煉鐵設(shè)備的作用得到充分發(fā)揮，應(yīng)該對(duì)維護(hù)完成的設(shè)備做好跟蹤記錄[3]。對(duì)于無法維修的陳舊設(shè)備，應(yīng)該做好及時(shí)更新，保證各項(xiàng)指標(biāo)滿足生產(chǎn)要求。以煉鐵高爐鐵口框燒穿的修復(fù)為例，由于高爐鐵口框長(zhǎng)期受高溫高壓的作用，高溫的鐵水會(huì)由燒穿部位噴濺流出，容易引發(fā)鐵口被高溫?zé)﹩栴}，危險(xiǎn)性很大，因此，此時(shí)技術(shù)人員應(yīng)該制作新鐵口框和澆筑芯子，根據(jù)實(shí)際的鐵口框?qū)挾龋蕹蜔崽沾设F口組合磚，在新鐵口框的上端切割出澆筑口，按照鐵水通道的角度，焊接新鐵口框與爐皮，對(duì)鐵口以下爐殼進(jìn)行重新壓力灌漿，完成后封堵鐵口澆筑料入口，之后對(duì)澆注料進(jìn)行烘干。在冷卻壁修復(fù)過程中，如果燒損不嚴(yán)重，只進(jìn)行簡(jiǎn)單堆焊對(duì)其修復(fù)即可，之后貼焊新爐皮，新爐皮與鐵口框本體要求焊縫飽滿，最終完成整個(gè)修復(fù)過程。同時(shí)，技術(shù)人員和管理者應(yīng)在以后工作中做好設(shè)備的設(shè)計(jì)改進(jìn)，確定鐵口中心與鐵口框側(cè)板距離大于320 mm 以上為宜，以防止焊縫開裂。按照預(yù)防為先的基本原則，重視作業(yè)人員的思想教育，防止安全問題反復(fù)出現(xiàn)，從而始終保持上料設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，做好設(shè)備作業(yè)和故障記錄，確定每次修理、保養(yǎng)、更新的作業(yè)范圍和工作量，從而更好地對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和改造。

2.3 提升技術(shù)人員水平

相關(guān)部門和管理者應(yīng)該積極開展維護(hù)人員對(duì)設(shè)備維護(hù)的知識(shí)培訓(xùn)，以提升煉鐵設(shè)備維護(hù)質(zhì)量。維護(hù)人員要具備一定的責(zé)任心，在安裝、維修、調(diào)試過程中積極吸取國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，明確自身職責(zé)，做好事前管理、事中維護(hù)和事后維修，加強(qiáng)對(duì)高爐煉鐵設(shè)備生產(chǎn)的管控，按照嚴(yán)格的定期檢修周期，構(gòu)建高爐煉鐵設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行檔案，通過精細(xì)化管理手段，提升設(shè)備正常運(yùn)行的壽命。此外，技術(shù)人員應(yīng)該落實(shí)好設(shè)備日常點(diǎn)檢和維護(hù)，對(duì)生產(chǎn)情況展開全面檢查，必要時(shí)可以使用高爐煉鐵工藝節(jié)能減排新技術(shù)，注重新型能源的開發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)高爐在煉鐵工藝方面的創(chuàng)新，最大限度減少能源浪費(fèi)。

同時(shí)還需讓每位員工牢固樹立安全第一思想，精心設(shè)計(jì)修復(fù)方案，尤其是針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)，要及時(shí)采取預(yù)防措施，最終實(shí)現(xiàn)作業(yè)安全管理標(biāo)準(zhǔn)化。在事后管理中，應(yīng)該利用抽查式監(jiān)督和定時(shí)監(jiān)督方法，做好安全交底工作，掌握好現(xiàn)代化維修技術(shù)，按照最新的科學(xué)理論指導(dǎo)，做到預(yù)防與治理相結(jié)合，端正技術(shù)人員的工作心態(tài)，做到全監(jiān)督、全覆蓋。

3 結(jié)語

高爐煉鐵的爐本體較為復(fù)雜，并且在冶煉過程中高爐設(shè)備比較密集，因此一線工作者和技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)情況展開全面體檢，提升煉鐵設(shè)備維護(hù)質(zhì)量，充分利用自動(dòng)化技術(shù)，推進(jìn)我國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)向TRT 自動(dòng)化控制發(fā)展，始終保持上料設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，做好設(shè)備作業(yè)和故障記錄，并嚴(yán)格按照規(guī)定對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢修，做到預(yù)防與治理相結(jié)合，確保高爐煉鐵設(shè)備可以正常使用最終實(shí)現(xiàn)作業(yè)安全管理標(biāo)準(zhǔn)化。