供稿|劉竟陵 / LIU Jing-ling

邯鋼5號高爐于1992年建成投產(chǎn)，初建有效容積為1260 m3，爐頂采用并罐無料鐘爐頂上料。2005年對該高爐進行了擴容改造，其有效容積由1260 m3改造為2000 m3。由于受施工時間限制，爐頂只對該高爐爐頂料罐直段加高700 mm，料罐有效容積由22 m3加大至30 m3。經(jīng)過5年的生產(chǎn)與運行，發(fā)現(xiàn)原有的爐頂供料設(shè)備已不能滿足高爐優(yōu)化操作與生產(chǎn)技術(shù)指標的提高，部分設(shè)備缺陷逐漸暴露出來，設(shè)備故障頻繁，嚴重制約高爐的優(yōu)化操作與生產(chǎn)技術(shù)指標的提高，無法滿足節(jié)能降耗、節(jié)能環(huán)保的要求。

問題調(diào)查

爐頂料罐容積不足

隨著對高爐操作實踐的深入研究發(fā)現(xiàn)，合理的布料制度、礦焦批重、爐內(nèi)礦 焦層厚度是優(yōu)化高爐操作，提高高爐生產(chǎn)技術(shù)指標的重要保證。根據(jù)冶煉操作實踐發(fā)現(xiàn)，爐內(nèi)焦炭層的平均厚度到爐腹區(qū)應(yīng)保持在200 mm以上，焦炭負荷(礦石批重/焦炭批重)加重到5.0~5.5才能實現(xiàn)進一步挖潛增效和節(jié)能降耗的需要，也就是說高爐對焦炭和礦石都有下限批重的要求。要滿足以上要求，2000 m3高爐料罐的有效容積至少需要36 m3以上，而5號高爐料罐的有效容積僅為30 m3。

爐頂粉塵污染嚴重

原5號高爐入爐原料經(jīng)上料主運輸帶到達爐頂后落入料罐上部移動受料斗內(nèi)，移動受料斗通過四個車輪在兩根道軌上左右移動，實現(xiàn)向兩料罐內(nèi)裝料，由于移動受料斗的移動性，造成上部密封困難，下部分叉漏斗根本無法密封，因此在上料主運輸帶放料時礦粉大量外逸，造成高爐區(qū)域嚴重污染，無法滿足國家技能環(huán) 保的相關(guān)規(guī)范要求。

潤滑系統(tǒng)可控性差，無法滿足正常潤滑要求或造成潤滑油脂浪費

5號高爐原爐頂干油潤滑系統(tǒng)靠壓差控制進行潤滑油脂的分配，不僅無法實現(xiàn)對各潤滑點實現(xiàn)監(jiān)控，而且無法對潤滑油脂實現(xiàn)定量控制，因此造成一部分潤滑點無法實現(xiàn)正常潤滑，而另外一部分潤滑點由于因潤滑油脂供應(yīng)過量而造成浪費和對環(huán)境的污染。

因供料設(shè)備缺陷導(dǎo)致故障頻繁、影響高爐正常生產(chǎn)

5號高爐原料流閥傳動軸為通軸結(jié)構(gòu)，因此每臺料流閥都在閥箱兩側(cè)設(shè)置軸承座，由于料罐稱重的需要，料流閥的軸承座都懸掛于料罐下部，所以極易造成料流閥兩軸承座不同心，結(jié)果頻繁導(dǎo)致料流閥軸頭波紋補償器破裂泄露煤氣，多次造成高爐休風(fēng)。

原上下密封閥閥板與曲柄為銷軸連接形式，該結(jié)構(gòu)依靠銷軸配合間隙及曲柄上部頂絲與墊板調(diào)整閥板位置，自動調(diào)整能力不足，所以經(jīng)常出現(xiàn)因閥板與閥座密封閥密封不嚴而導(dǎo)致高爐事故休風(fēng)。

閥箱兩錐形斗中心距不足，造成中心喉管更換困難，影響高爐的正常檢修

由于5號高爐閥箱原設(shè)計兩錐形斗的中心距不足，造成閥箱中心檢修孔空間尺寸無法實現(xiàn)對中心喉管的更換。而中心喉管為易磨損件，高爐檢修時更換頻繁，每次更換中心喉管時必須將料罐下錐段襯板及八角溜槽拆除后方能拆除中心喉管，因此在高爐休風(fēng)時間低于48 h根本無法實施中心喉管的更換。

設(shè)計改進和技術(shù)措施

2010年，針對5號高爐原有的設(shè)備配置所存在的問題進行了理論計算和可行性研究，制訂出對5號高爐供料設(shè)備進行優(yōu)化改造的方案。

根據(jù)高爐現(xiàn)場空間情況，實施料罐擴容

根據(jù)上料主運輸帶機頭與下部排料斗之間的高度空間和框架梁的平面空間，以及閥箱錐形斗的中心距離來加大料罐的容積。通過采用改移動受料斗為翻板裝置、對上料主運輸帶機頭頭部漏斗進行改造等措施來加大兩料罐的有效容積，料罐內(nèi)徑由3600 mm加大至3900 mm，有效容積由30 m3擴容到38 m3，同時考慮在兩料罐之間留出從閥箱中心檢修孔拆除中心喉管的檢修空間。

對爐頂移動受料斗優(yōu)化改造，徹底杜絕粉塵污染

考慮到移動受料斗易造成揚塵的缺陷，移動受料斗改造為翻板裝置，并在翻板裝置上部設(shè)置上料主運輸帶機頭頭輪罩，翻板閥下部與分叉漏斗固定連接并進行有效密封，從爐前除塵引一個除塵管道，并在頭輪罩上部設(shè)置除塵點，引至爐前除塵，這樣從密封和除塵兩方面解決了移動受料斗存在的缺陷。改進后大幅度降低了該高爐爐頂及周邊區(qū)域的粉塵污染，有效改善了區(qū)域環(huán)境。

淘汰落后的干油潤滑方式，實現(xiàn)智能潤滑

鑒于原爐頂干油集中潤滑存在以上問題，經(jīng)過多方學(xué)習(xí)及考察，將該潤滑系統(tǒng)改造為智能集中潤滑系統(tǒng)，該系統(tǒng)存在如下優(yōu)點。

◆ 逐點供油

按設(shè)定程序、順次給油，單位時間內(nèi)潤滑泵只給一個潤滑點供油；

對每一點供油量可根據(jù)需要1mL、10mL甚至100mL任意設(shè)定油量；

給油時間、間隔時間可根據(jù)需要任意設(shè)定；

逐點供油可與系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)鎖。

◆ 逐點檢測

檢測油在管道內(nèi)的位移信號，真實反映潤滑點的給油狀態(tài)；區(qū)別于壓力、壓差信號。因壓力、壓差信號可靠性差，不能真實反映潤滑點的給油狀態(tài)。

◆ 故障智能判斷

可判斷每個潤滑點、潤滑元件故障；

能判斷出現(xiàn)場每一個潤滑點的故障類型(堵、通、漏、卡、壞)；

程序內(nèi)有經(jīng)多年實踐積累的故障類型數(shù)據(jù)庫供實際使用參考。

◆ 遠程監(jiān)控

適應(yīng)、滿足現(xiàn)代工廠自動化生產(chǎn)的需要；

真實反映每個潤滑點供油狀態(tài)，讓設(shè)備管理人員做到心中有數(shù)；

遠程設(shè)定、調(diào)整每點供油參數(shù)；

能滿足當前設(shè)備潤滑(重要性)的迫切需要。

◆ 定量、定時供油，并能隨時調(diào)整供油參數(shù)

通過對干油集中潤滑的改造，保證了各潤滑點的可靠潤滑，杜絕了潤滑脂的浪費。

對料流閥及上下密封閥進行優(yōu)化改造

◆ 對料流閥傳動機構(gòu)改造

5號高爐原料流閥傳動軸為通軸結(jié)構(gòu)，因此每臺料流閥都在閥箱兩側(cè)設(shè)置軸承座，由于料罐稱重的需要，料流閥的軸承座都懸掛于料罐下部，所以極易造成料流閥兩軸承座不同心，結(jié)果頻繁導(dǎo)致料流閥軸頭波紋補償器破裂。本次改造取消了料流閥一側(cè)傳動軸軸承座，將傳動軸改造為曲柄結(jié)構(gòu)，杜絕了兩軸承座的相互干涉，這樣使設(shè)備得到了精簡優(yōu)化，大幅度延長了料流閥的使用壽命。

◆ 對上下密封閥閥板結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造

5號高爐原上下密封閥閥板與曲柄為銷軸連接形式，該結(jié)構(gòu)依靠銷軸配合間隙及曲柄上部頂絲與墊板調(diào)整閥板位置，自動調(diào)整能力不足，所以經(jīng)常出現(xiàn)因閥板與閥座密封不嚴而導(dǎo)致泄漏煤氣現(xiàn)象。本次改造將閥板與曲柄連接改造為球面鉸型連接，該結(jié)構(gòu)閥板自我調(diào)整能力強，因此使閥座與閥板配合更加嚴密，改造使用后從未發(fā)現(xiàn)因閥板與閥座配合密封不好而泄露煤氣現(xiàn)象。

◆ 對上下密封閥閥座優(yōu)化改造

由于入爐燒結(jié)礦及焦炭含粉量和水分較高，而上下密封閥又頻繁開關(guān)，極易造成粉塵在閥座處板結(jié)，因此造成閥板膠圈使用壽命降低，從而縮短了高爐的檢修周期。

本次將上下密封閥閥座結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改造，將閥座密封面處通蒸汽伴溫，因此閥座處避免了因產(chǎn)生冷凝水而發(fā)生板結(jié)，延長了上下密封閥膠圈的使用壽命。

對閥箱進行優(yōu)化改造

由于5號高爐原閥箱結(jié)構(gòu)尺寸無法滿足更換中心喉管的要求，因此在加大料罐容積的同時依照中心喉管尺寸對閥箱結(jié)構(gòu)尺寸進行改造，確保中心喉管通過閥箱中心檢修孔進行吊裝，便于中心喉管更換。

改造后設(shè)備運行效果

2010年10月，邯鋼利用一煉鋼搬遷改造之際實現(xiàn)了對5號高爐供料系統(tǒng)的優(yōu)化改造。2011年2月25日，5號高爐改造后投產(chǎn)，設(shè)備運行良好，生產(chǎn)技術(shù)指標得到明顯改善，見表1。

表1 邯鋼5號高爐料罐改造前后生產(chǎn)參數(shù)對比

結(jié)語

邯鋼5號高爐通過對爐頂供料系統(tǒng)兩料罐的改造，有效優(yōu)化高爐的工藝操作，從而實現(xiàn)高爐節(jié)能降耗和降本增效；將移動受料斗設(shè)計成固定的翻板閥形式，并安裝了頭輪罩和除塵點，實現(xiàn)了爐頂放料密封，有利于高爐節(jié)能環(huán)保；爐頂干油集中潤滑的改造使?jié)櫥到y(tǒng)運行情況得到了可視化、可控化，不僅便于查找故障，保證正常潤滑，還降低了潤滑脂的消耗量；將上下密封閥閥板結(jié)構(gòu)改造為球面鉸接形式，并將閥座改造為蒸汽伴溫結(jié)構(gòu)，延長了上下密封閥的使用壽命并減少了設(shè)備故障。改造閥箱不但滿足了料罐加大的要求，還考慮到中心喉管的檢修更換。通過改造，不僅滿足了高爐的優(yōu)化操作與生產(chǎn)技術(shù)指標提高的需要，還滿足了設(shè)備提升及環(huán)保的要求，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟及社會效益。