于仁波，王慶柱，馮義平

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

高爐上料系統(tǒng)設(shè)備故障分析及改進(jìn)

于仁波，王慶柱，馮義平

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

針對(duì)高爐上料系統(tǒng)設(shè)備壽命低、故障率高等問題，分析認(rèn)為主要是料斗、料槽等部位的襯板受料流沖刷、磨損快。針對(duì)不同工況，在稱量斗下料口部位采用耐磨陶瓷襯板；在焦炭稱量斗受料線部位采用鎢鉻鉬合金耐磨襯板；在燒結(jié)礦、球團(tuán)礦稱量斗受料點(diǎn)應(yīng)用裝甲板合金襯板；同時(shí)改進(jìn)下料漏斗結(jié)構(gòu)。改進(jìn)后，上料系統(tǒng)襯板使用壽命提高3倍以上，高爐休風(fēng)率由6.2％降至1.3％。

高爐；上料系統(tǒng)；耐磨襯板；漏斗

1 上料系統(tǒng)設(shè)備存在的問題

萊鋼型鋼煉鐵廠3座高爐上料系統(tǒng)設(shè)備主要由皮帶運(yùn)輸設(shè)備、卸料車設(shè)備、篩分設(shè)備、稱量斗設(shè)備組成。上料系統(tǒng)每天轉(zhuǎn)運(yùn)物料近4.5萬t，由于設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，受大量物料沖刷，設(shè)備堆焊的耐磨襯板耐磨性差、磨損速度快，遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需要，經(jīng)常導(dǎo)致物料外漏、襯板脫落等設(shè)備故障。一旦脫落的襯板卡阻爐頂上料設(shè)備，高爐無法正常布料，將直接導(dǎo)致高爐休風(fēng)事故的發(fā)生。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2007～2009年，因上料系統(tǒng)設(shè)備故障導(dǎo)致的高爐休風(fēng)率高達(dá)6.2％。具體故障點(diǎn)主要表現(xiàn)在3個(gè)區(qū)域：皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)頭、機(jī)尾漏斗內(nèi)料流沖擊面；稱量斗下料口周邊區(qū)域；卸料車導(dǎo)料槽內(nèi)部襯板受料流沖擊點(diǎn)部位。

2 故障原因分析

普通堆焊耐磨襯板具有高韌性和高耐磨性，一直被應(yīng)用于生產(chǎn)中，但隨著高爐冶煉強(qiáng)度的不斷提高，上料設(shè)備長期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，致使其中的這種襯板不能滿足生產(chǎn)需要。具體磨損原因：1）高爐上料系統(tǒng)設(shè)備受大量的料流連續(xù)沖刷，導(dǎo)致襯板磨損速度加快；2）上料系統(tǒng)中主要物料有焦炭、生礦、球團(tuán)、燒結(jié)礦等，因其中夾雜大量P、S化合物，對(duì)襯板產(chǎn)生化學(xué)侵蝕，導(dǎo)致襯板磨損速度加快。3）皮帶機(jī)漏斗機(jī)構(gòu)存在設(shè)計(jì)缺陷。

3 改進(jìn)措施

3.1 耐磨襯板材料選擇

通過對(duì)高爐上料系統(tǒng)中主要設(shè)備耐磨形式及情況的分析，依據(jù)各種耐磨材料的耐沖擊、磨損、腐蝕性能試驗(yàn)，針對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)差異及對(duì)襯板性能要求的不同點(diǎn)，合理選擇襯板材料。

1）結(jié)合稱量料斗內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在稱量斗下料口內(nèi)側(cè)壁部位，采用尺寸為120 mm×150 mm（長×寬）、厚度30 mm的陶瓷耐磨板。耐磨陶瓷主要技術(shù)指標(biāo)：①主要成分為Al2O3，氧化鋁含量≥95％；抗壓強(qiáng)度≥850 MPa，耐磨性能好，抗沖擊性能較低，其洛氏硬度為HRA 80～90，硬度僅次于金剛石，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能，其耐磨性相當(dāng)于錳鋼的266倍、高鉻鑄鐵的171.5倍。②重量輕，其密度為3.5 g/cm3，可大大減輕設(shè)備負(fù)荷。③粘接牢固、耐熱性能好。耐磨陶瓷片采用耐熱強(qiáng)力膠粘貼在設(shè)備內(nèi)壁。在350℃下可長期運(yùn)行不老化，用于粘固型產(chǎn)品的無機(jī)粘合劑耐溫750℃。④尺寸小，施工方便，能有效避免卡堵高爐上料閘、下料閘等部位和避免撕裂皮帶等惡性事故的發(fā)生。

2）對(duì)于上料系統(tǒng)設(shè)備中長時(shí)間受料流沖擊的部位，采用抗沖擊性、耐腐蝕性、耐磨性都較強(qiáng)的鎢鉻鉬合金耐磨襯板，應(yīng)用于焦炭稱量斗內(nèi)部的受料線部位。經(jīng)試驗(yàn)證明，鎢鉻鉬合金襯板使用周期可達(dá)2 a以上。

3）裝甲板合金襯板：高強(qiáng)度合金襯板具有較強(qiáng)抗沖擊性能及耐磨損性，試驗(yàn)證明可應(yīng)用于燒結(jié)礦、球團(tuán)礦稱量斗受料點(diǎn)位置，使用周期達(dá)16個(gè)月以上，相當(dāng)于4個(gè)定修周期，經(jīng)與供貨廠家協(xié)商，將其尺寸定為400 mm×400 mm× 50 mm，且與同種材料的沉頭螺栓、墊圈等配套使用，取得了良好的效果。

3.2 下料漏斗結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1）將漏斗結(jié)構(gòu)形式改為箱式漏斗。利用料流的流動(dòng)性，采用積料的耐磨方式替代原各種耐磨襯板。2）增加下料漏斗的有效容積，將漏斗下部積滿碎料，從而抵御料流的沖擊，有效減緩?fù)ㄟ^漏斗中的料流速度，降低料流對(duì)漏斗底部、側(cè)面沖刷點(diǎn)的沖擊力。3）進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)尾漏斗的尺寸，漏斗直段尺寸由原來的800 mm×800 mm改為1 400 mm×1 200 mm，避免因料斗內(nèi)部長期焊補(bǔ)而產(chǎn)生的通頸變小，導(dǎo)致積料、懸料、料流堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。4）將原有漏斗壁厚加大，由原來10 mm的鋼板改為16 mm的鋼板，增加漏斗的抗沖擊、抗腐蝕強(qiáng)度，避免漏斗長期受料流沖擊而產(chǎn)生局部變形。5）為避免由于料線上漏斗襯板脫落而導(dǎo)致的皮帶損傷及引起的高爐休、慢風(fēng)事故，漏斗內(nèi)部無需安裝任何襯板。

4 改進(jìn)效果

通過高爐上料系統(tǒng)設(shè)備耐磨材料的合理選擇及部分設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造，提高了設(shè)備使用壽命和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年高爐上料系統(tǒng)襯板使用壽命較原有堆焊耐磨襯板提高3倍以上，設(shè)備檢修周期由原來的1個(gè)月增加到6個(gè)月，因上料系統(tǒng)設(shè)備故障導(dǎo)致的高爐休風(fēng)率由2009年的6.2％降到2010年的1.3％，明顯降低了設(shè)備的故障停機(jī)率，保障了高爐上料系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

TF321.3

B

1004-4620（2011）04-00479-01

2011-05-31

于仁波，男，1963年生，1984年畢業(yè)于山東冶金學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼煉鐵廠副廠長，高級(jí)工程師，從事機(jī)動(dòng)設(shè)備管理工作。