廣鋼5號高爐圖拉法爐渣處理設(shè)備的改進(jìn)
前 言
廣州鋼鐵股份有限公司（簡稱廣鋼）在2003年2月投產(chǎn)的5號高爐上采用了圖拉法爐渣處理工藝，該工藝是一種新型高爐熔渣處理工藝，具有節(jié)能、環(huán)保、占地面積小、安全的優(yōu)點(diǎn)。但圖拉法設(shè)備在運(yùn)行初期，故障頻發(fā)，曾成為阻礙高爐正常生產(chǎn)的隱患，經(jīng)過近兩年的整改，設(shè)備運(yùn)行大致走上正常。
2 圖拉法工藝簡介
圖拉法工藝簡單[1]，其工藝結(jié)構(gòu)如圖1所示。從高爐放出的熔渣，直接流向旋轉(zhuǎn)的；，；喌乃俣瓤蛇_(dá)150～330 r/min，在熔渣與；喴r板相碰的瞬間，熔渣被打碎；，而；喿、上、右三側(cè)水箱噴出的冷卻水，壓力一般可達(dá)0.3 MPa，將；喆虺龅乃樵鋮s、水淬，形成真正意義上的水渣。水渣通過粒化輪斜槽流入脫水器，進(jìn)行脫水，同時(shí)進(jìn)一步冷卻，脫水后的渣由皮帶運(yùn)到堆場。渣處理系統(tǒng)采用上渣1套粒化輪，脫水在1號脫水器進(jìn)行；下渣2套；喓兔撍，開1備1。
 圖1 圖拉法渣處理系統(tǒng)工藝結(jié)構(gòu) |
3 設(shè)備存在的問題及改進(jìn)方法
3.1 ；喗Y(jié)構(gòu)不合理
設(shè)備運(yùn)行初期，粒化輪頻繁出現(xiàn)卡死現(xiàn)象， ；嗠姍C(jī)自動(dòng)跳閘，造成系統(tǒng)堵塞，嚴(yán)重時(shí)高爐減風(fēng)，成為高爐正常生產(chǎn)的隱患。最初以為是安裝時(shí)兩端軸承座沒對中，導(dǎo)致軸在工作過程中因熱脹而卡死。但調(diào)整、更換幾次粒化輪后，問題并沒有解決。經(jīng)拆開軸承座檢查，發(fā)現(xiàn)軸承座內(nèi)有水及灰，判斷是軸承的密封不好。為此重新設(shè)計(jì)軸承的密封型式[2]，并在軸承座外增加甩水環(huán)，軸承座改進(jìn)前后的結(jié)構(gòu)見圖2。改進(jìn)后；喸贈]有出現(xiàn)過卡死現(xiàn)象。
 改進(jìn)前 改進(jìn)后 1－透蓋一；2－擋圈；3－軸承座上蓋；4－軸承；5－透蓋二；6－軸；7－甩水環(huán)；8－鎖緊螺釘；9－毛氈；10－軸承底座。 |
3.2 粒化輪外殼變形嚴(yán)重
在設(shè)備運(yùn)行半年后，發(fā)現(xiàn)粒化輪的外殼變形開裂嚴(yán)重，內(nèi)表面基本沒有平整的地方，造成粘渣。操作人員每放1爐鐵都要爬進(jìn)里面清理粘渣，勞動(dòng)強(qiáng)度極大，清理不及時(shí)則影響高爐正常放鐵。而且由于；啲F(xiàn)場場地狹窄，生產(chǎn)節(jié)奏又快，維修外殼變形的難度極大。通過對現(xiàn)場設(shè)備的檢查，認(rèn)為主要原因是；喭鈿だ鋮s面積小，在沒有冷卻的地方，當(dāng)內(nèi)側(cè)有爐渣粘住時(shí)，由于溫度高而變形，外殼的變形又加劇了內(nèi)側(cè)面的不平整，增加了粘渣的機(jī)會，如此惡性循環(huán)。為此，對外殼進(jìn)行改造，使冷卻水基本覆蓋了整個(gè)外殼。在2004年上半年改進(jìn)后，因外殼變形而檢修的次數(shù)大幅減少。
3.3 沖渣泵、沖渣水管道、閥門磨損嚴(yán)重
沖渣泵采用的是300AWFB-BD自吸泵，揚(yáng)程47.5 m，流量400 m3/h，但運(yùn)行3、4個(gè)月后，水壓下降到0.15 MPa左右，因此必須更換新泵。拆開水泵檢查，發(fā)現(xiàn)泵葉、殼體、泵軸均磨損較大，其中1臺泵外殼體磨穿了，這直接導(dǎo)致水泵的壓力、流量減少。沖渣泵設(shè)計(jì)時(shí)是開1備1，但實(shí)際上經(jīng)常要2泵同開才能滿足生產(chǎn)。為了保證水量及壓力，在原來2臺沖渣泵旁邊增加1臺沖渣泵，采用開2備1，同時(shí)選用較耐磨的沖渣泵，特別是葉輪，要求用不銹鋼耐磨件，從而減少了故障，使沖渣水壓達(dá)到0.25～0.3 MPa的生產(chǎn)要求。
沖渣管道、閥門經(jīng)常穿漏，在不到半年時(shí)間就有25個(gè)截止閥閥體穿漏。管道的穿漏也很頻繁，特別是水管的彎頭部位。初期的辦法是哪里漏哪里補(bǔ)，后來則是逐步采用耐磨陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管來更換舊管，提高管道的耐磨性。
對穿漏問題采取的處理方法，雖然減少了故障的發(fā)生，但未從根源上解決。通過對現(xiàn)場的觀察分析，認(rèn)為由于回流水中含渣量多，沉淀池中的水在渣沉淀不充分的情況下，重新被泵吸入沖渣管道，導(dǎo)致相關(guān)管道的快速磨損。根本的辦法應(yīng)是減少回流水中的含渣量。為此，在2004年底，對回流水系統(tǒng)進(jìn)行了改造：截去1節(jié)回流水管，同時(shí)在該處增加1個(gè)小型隔渣池，使回流水中顆粒較大的渣粒先在此沉淀，細(xì)小的渣則再流到小水池沉淀。同時(shí)加強(qiáng)脫水器篩板的檢查，篩板穿漏后及時(shí)更換。經(jīng)過這樣處理，情況得到極大改善，故障率大幅降低。
3.4 粒化輪襯板消耗大
在圖拉法爐渣處理設(shè)備中，；喴r板直接跟熔渣相撞，磨損最嚴(yán)重，也是價(jià)格最貴的備件。在設(shè)備使用的前2年，基本上每半年就要更換一套襯板，磨損更換的頻率快。通過對現(xiàn)場的了解分析，認(rèn)為引起襯板磨損快的原因有4個(gè)方面：1）跟襯板的材質(zhì)耐磨性有關(guān)；2）跟渣中含鐵量的多少有關(guān)，含鐵量高則磨損快；3）跟渣溝嘴的平整性有關(guān)，若渣溝嘴沒鋪開，渣只沖擊一個(gè)地方，襯板磨損也快；4）跟沖渣水量、水的落點(diǎn)有關(guān)。
因此，降低襯板的磨損需要綜合考慮。訂備件時(shí)要求襯板的耐磨性要好，出鐵時(shí)要求渣中含鐵少，渣溝嘴必須平整，更換設(shè)備重裝水管時(shí)要調(diào)整好水的落點(diǎn)。這幾個(gè)方面改進(jìn)后，襯板的消耗大幅度減少，目前襯板壽命約為1 a。
3.5 鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)難
廣鋼5號高爐圖拉法爐渣處理設(shè)備全部采用鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)經(jīng)常浸泡在水中，腐蝕速度比較快。但在高爐不停產(chǎn)的情況下，很難進(jìn)行防腐。為此，利用高爐2005年初中修的機(jī)會，對基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)采用混凝土包覆防腐，以減少腐蝕速度。
3.6 設(shè)備操作中存在意識誤區(qū)
由于圖拉法爐渣處理工藝具有安全性高的特點(diǎn)，操作人員往往會忽視渣中含鐵的危害性。渣中含鐵多，害處有二：一是不易破碎，且易粘結(jié)在設(shè)備上，損壞設(shè)備，增加操作人員清渣量；二是為防止蒸汽的侵蝕，在脫水器煙囪內(nèi)壁貼有防腐保護(hù)層，一旦渣中含鐵多，雖不會大爆炸，但多次輕微的小爆炸會損壞這些保護(hù)層，使其脫落從而增大該處鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕速度。其中第3層煙囪就因?yàn)檫@樣的爆炸導(dǎo)致保護(hù)層部分脫落，致使該處鋼板很快腐蝕穿孔。因此要特別強(qiáng)調(diào)操作的盲點(diǎn)，以利設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
4 改進(jìn)效果及效益
廣鋼圖拉法設(shè)備通過一系列的改進(jìn)后，不僅解決了；喛ㄋ绬栴}，而且減少了設(shè)備的磨損、變形，提高了設(shè)備的壽命，從而減少了設(shè)備的故障，減少了維修人員的勞動(dòng)量，保證了高爐的正常生產(chǎn)。方法雖然簡單，但效果比較明顯：解決了投產(chǎn)40 d出現(xiàn)7次的；喛ㄋ垃F(xiàn)象；粒化輪外殼比較大的變形由15 d延長至30 d；沖渣泵壽命由3個(gè)月延長至7個(gè)月；；喴r板壽命由0.5 a延長至1 a。
沖渣泵由2臺改為3臺，但壽命提高，每年可節(jié)約備件費(fèi)用約28萬元。粒化輪襯板壽命提高可每年節(jié)約備件費(fèi)用約30萬元。截止閥每年大約可減少磨損25個(gè)，節(jié)約備件費(fèi)約2.5萬元。維修工作量大幅減少，每年可節(jié)約施工費(fèi)及委外機(jī)具費(fèi)約25萬元。
以上4項(xiàng)合計(jì)每年可取得經(jīng)濟(jì)效益85.5萬元，而設(shè)備的改進(jìn)成本費(fèi)用大約為20萬元。因此，改造第1年的經(jīng)濟(jì)效益就達(dá)到65.5萬元，還不包括因高爐不用減風(fēng)而增加產(chǎn)量帶來的效益。
參考文獻(xiàn)：
[1] 范彥軍.廣鋼3#高爐大修爐渣處理工藝探討與分析[J].冶金叢刊,2003,(5)：10-11.
[2] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1982.
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