轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩提升系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

江志波

（青島特殊鋼鐵有限公司，山東 青島 266400）

1 前言

轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩的主要作用是通過(guò)鏈條升降來(lái)控制活動(dòng)煙罩與爐口間的距離，有效回收轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程產(chǎn)生的煤氣和粉塵，減少煙氣外泄而導(dǎo)致的爐前環(huán)境惡化，同時(shí)避免吸入空氣影響一次除塵的煤氣質(zhì)量。在吹煉過(guò)程中，煙罩下降到下限位進(jìn)行煤氣回收，在出鋼、倒渣、兌鐵、加廢鋼時(shí)活動(dòng)煙罩升起，不妨礙轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)。轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩通過(guò)吊掛裝置與傳動(dòng)升降裝置相連，活動(dòng)煙罩的自由升降在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程及煙氣粉塵回收過(guò)程中起到了重至關(guān)重要的作用，而活動(dòng)煙罩的行程順行已成為制約煉鋼生產(chǎn)的又一關(guān)鍵原因。為降低活動(dòng)煙罩提升裝置的故障率，提高提升裝置（鏈條、調(diào)節(jié)螺栓等）的壽命，確保活動(dòng)煙罩提升裝置與活動(dòng)煙罩以及轉(zhuǎn)爐爐役進(jìn)行匹配更換，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備活動(dòng)煙罩升降系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，提出改進(jìn)方案。

2 活動(dòng)煙罩提升裝置基本原理

煉鋼廠轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩提升裝置設(shè)計(jì)由電機(jī)、減速機(jī)、傳動(dòng)軸、卷筒、配重、鋼絲繩、鏈條以及滑輪組等組成，如圖1 所示。電機(jī)得電正向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器傳動(dòng)至減速機(jī)，減速機(jī)按照速比調(diào)配后經(jīng)傳動(dòng)軸傳至兩側(cè)的鋼絲繩卷筒，卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩帶動(dòng)鏈條經(jīng)定滑輪進(jìn)行提升，煙罩上升。當(dāng)煙罩上升至上限位時(shí)，電機(jī)斷電，活動(dòng)煙罩停止上升；反之，活動(dòng)煙罩下降［1］。當(dāng)活動(dòng)煙罩制動(dòng)器故障時(shí)，制動(dòng)器失效，軸端的配重可將活動(dòng)煙罩拉起，正常進(jìn)行冶煉、出鋼、倒渣等操作。

圖1 活動(dòng)煙罩提升裝置

3 活動(dòng)煙罩提升系統(tǒng)優(yōu)化及改造效果

3.1 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題

隨著轉(zhuǎn)爐量的增加，工藝降本的深挖，轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)工況環(huán)境的變化，煙氣量的增加，活動(dòng)煙罩升降系統(tǒng)出現(xiàn)了幾個(gè)較為頻繁的問(wèn)題：

（1）轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩無(wú)導(dǎo)向裝置，活動(dòng)煙罩在升降過(guò)程中晃動(dòng)大，因鏈條與鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)距離較近，鏈條與鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)距離為250～300 mm，升降時(shí)晃動(dòng)量太大，易與鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)、大梁鋼結(jié)構(gòu)等進(jìn)行剮蹭［2］。若鏈條掛住鋼結(jié)構(gòu)，不僅會(huì)損傷鏈條，還會(huì)造成設(shè)備停臺(tái)事故。

（2）隨著冶煉強(qiáng)度的增大，冶煉節(jié)奏的加快，轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩吊掛點(diǎn)下側(cè)的調(diào)節(jié)螺栓無(wú)檢修時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)及緊固，如圖2所示。該處的調(diào)節(jié)螺栓在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中易出現(xiàn)松動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致活動(dòng)煙罩傾斜，甚至墜落，最終影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

圖2 鏈條調(diào)節(jié)裝置

冶煉過(guò)程中，反應(yīng)劇烈，火焰較大，長(zhǎng)時(shí)間烘烤升降鏈條受熱變形，拉長(zhǎng)甚至燒斷，如圖3所示，煙罩吊掛點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間受熱也存在變形跡象。若鏈條出現(xiàn)變形，煙罩傾斜，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)爐時(shí)出鋼口護(hù)板容易與煙罩碰撞導(dǎo)致煙罩漏水甚至掛斷導(dǎo)致煙罩墜落，存在極大的安全隱患。若鏈條拉斷，煙罩墜落至爐口，無(wú)法進(jìn)行出鋼倒渣，且人員需要登高進(jìn)行爐蓋吊掛，把爐蓋拉起，造成重大的生產(chǎn)事故，且人員掛吊掛點(diǎn)時(shí)存在高溫燙傷、煤氣中毒等安全隱患。

圖3 受熱拉伸鏈條

通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題分析，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)的正常順行，煙罩升降系統(tǒng)急需要提高運(yùn)行的可靠性和使用壽命，降低事故率。

3.2 設(shè)計(jì)導(dǎo)向管裝置

針對(duì)活動(dòng)煙罩升降過(guò)程中晃動(dòng)大的問(wèn)題，現(xiàn)已在活動(dòng)煙罩和17 m大梁之間增加了活動(dòng)煙罩導(dǎo)向裝置，在活動(dòng)煙罩上4 個(gè)角各焊接1 根Ф89×1 000管道，在17 m 大梁平臺(tái)下焊接Ф108×1 000 的管道，利用大管套小管的形式，使活動(dòng)煙罩在固定的軌跡內(nèi)升降，減輕活動(dòng)煙罩的晃動(dòng)量，避免鏈條剮蹭，使用過(guò)程中效果良好［3］。

3.3 優(yōu)化煙罩連接點(diǎn)

生產(chǎn)節(jié)奏緊張且活動(dòng)煙罩調(diào)節(jié)螺栓位置空間狹小，煙罩下部調(diào)節(jié)螺栓無(wú)法及時(shí)緊。針對(duì)此問(wèn)題，作業(yè)區(qū)對(duì)煙罩吊掛點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用條件，拆除下端調(diào)節(jié)螺栓和Ф36 長(zhǎng)吊環(huán)，加長(zhǎng)Ф 26小鏈節(jié)，利用U型卡環(huán)對(duì)鏈條和活動(dòng)煙罩進(jìn)行連接固定，并把U 型卡環(huán)螺栓焊接，減少易松動(dòng)的薄弱點(diǎn)。使用爐役過(guò)程中，未出現(xiàn)損壞或松動(dòng)情況，大大減輕了維修人員的工作量，同時(shí)保證了生產(chǎn)的順行。

3.4 鏈條改造防護(hù)

為防止活動(dòng)煙罩鏈條或鋼絲繩的斷裂，導(dǎo)致活動(dòng)煙罩墜至爐體無(wú)法第一時(shí)間吊起而影響生產(chǎn)，現(xiàn)在活動(dòng)煙罩鏈條吊掛點(diǎn)外側(cè)各增加1條防墜鏈條，防墜鏈條一端固定在平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)上，另外一端焊接在活動(dòng)煙罩吊掛點(diǎn)外側(cè)。事故鏈條的最長(zhǎng)極限位置在活動(dòng)煙罩下限位處約300～500 mm，事故鏈條平常處于松弛狀態(tài)，若主繩斷裂，事故鏈條拉直，避免煙罩墜落至爐口，同時(shí)可以用吊葫蘆把事故鏈條拽起，檢修時(shí)間約在5～10 min完成，避免轉(zhuǎn)爐無(wú)法出鋼而影響生產(chǎn)節(jié)奏。

為了防止活動(dòng)煙罩鏈條長(zhǎng)時(shí)間烘烤出現(xiàn)變形，拉長(zhǎng)甚至燒斷現(xiàn)象，現(xiàn)對(duì)活動(dòng)煙罩鏈條進(jìn)行二層防烘烤防護(hù)。首先，煉鋼廠活動(dòng)煙罩鏈條最大寬度為80 mm，現(xiàn)用Φ108 mm×6 mm 的碳鋼管從中間割開(kāi)，兩側(cè)套在鏈條外側(cè)并進(jìn)行焊接固定，鏈條可在套管內(nèi)自由活動(dòng)，完成第一步的隔熱防火防護(hù)。其次，制作利用6 mm 鋼板制作焊接方形防護(hù)套150 mm×150 mm，包裹方形鏈條及碳鋼管，在方形防護(hù)套和碳鋼防護(hù)管之間填充耐火噴涂材料，完成最關(guān)鍵的隔熱防火防護(hù)，如圖4所示。活動(dòng)煙罩升降過(guò)程中鏈條升降，方形防護(hù)套和碳鋼套管固定，進(jìn)行兩層隔熱防護(hù)，確保反應(yīng)過(guò)程中的火焰無(wú)法傷及鏈條，使用過(guò)程中鏈條無(wú)變形。改造后，鏈條使用壽命匹配活動(dòng)煙罩的更換周期，大大降低了事故率，提高了煉鋼的冶煉效率及煤氣的回收，同時(shí)降低了維修成本。

圖4 鏈條防護(hù)管

經(jīng)過(guò)上述改造，轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩提升系統(tǒng)鏈條事故次數(shù)已由4 次/爐役縮減至1 次爐役。創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益：爐役節(jié)省備件費(fèi)用24 000 元；每次鏈條更換需8 人進(jìn)行6 h 作業(yè)，節(jié)省檢修時(shí)間18 h，節(jié)省檢修費(fèi)用86 400 元；事故期間按照正常生產(chǎn)折算，按照100 t 出鋼量，150 元/t 利潤(rùn)計(jì)算，生產(chǎn)創(chuàng)效約為46.28萬(wàn)元；副產(chǎn)品煤氣回收創(chuàng)效約7.4萬(wàn)元。每爐役共計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益64.72萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)活動(dòng)煙罩升降系統(tǒng)過(guò)程中存在的問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)改造，實(shí)現(xiàn)了活動(dòng)煙罩提升裝置的壽命與爐役周期同步，大大降低了升降系統(tǒng)的事故率，杜絕了活動(dòng)煙罩掉落至爐體上的情況，大大減少了搶修時(shí)間，不僅減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)保障了生產(chǎn)的高效順行，同時(shí)還創(chuàng)造較多的經(jīng)濟(jì)效益。