田霄龍

（河鋼股份有限公司唐山分公司，河北 唐山 065000）

鋼鐵企業(yè)高爐冶煉工藝中產(chǎn)生大量高溫爐渣，底濾式水沖渣法作為一種常用的爐渣處理工藝，普遍應(yīng)用于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)冶金企業(yè)。由于水渣系統(tǒng)設(shè)備受環(huán)境影響較大，易磨損、泄露，設(shè)備故障率高。通過(guò)對(duì)渣漿轉(zhuǎn)換裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)、改進(jìn)，有效延長(zhǎng)了水渣設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備故障率，保證高爐系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行[1-3]。

1 水渣系統(tǒng)存在的問(wèn)題

在高爐水沖渣系統(tǒng)中，沖渣水通過(guò)沖渣溝將水渣帶入渣池對(duì)水渣進(jìn)行過(guò)濾，為便于抓斗起重機(jī)連續(xù)作業(yè)，通常在渣池中間設(shè)置隔離墻，通過(guò)渣漿轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)水渣分區(qū)流動(dòng)。

水渣系統(tǒng)渣漿轉(zhuǎn)換裝置中吸泥膠管作為渣漿轉(zhuǎn)換的主要管道，位于渣溝和過(guò)濾池之間，它的作用是待高爐出鐵時(shí)，將由渣溝排出的水渣引向過(guò)濾池，由于經(jīng)常承受高溫水渣的沖刷，吸泥膠管很容易磨損，尤其是下半部位磨損最為嚴(yán)重，因而更換比較頻繁。同時(shí)由于只能在休風(fēng)的時(shí)候才能檢查內(nèi)部是否磨損需要更換，因此平時(shí)很難把握膠管內(nèi)部情況，一旦發(fā)生膠管磨漏現(xiàn)象，造成水渣外泄將對(duì)周邊設(shè)備及環(huán)境造成不可恢復(fù)的破壞，為此，需要采取出干渣對(duì)事故進(jìn)行處理。

按照高爐生產(chǎn)要求，老式渣漿轉(zhuǎn)換裝置需依靠擺動(dòng)渣漿管道實(shí)現(xiàn)兩個(gè)渣池分區(qū)作業(yè)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期經(jīng)受左推右拉的力，絲杠容易發(fā)生彎曲，需要頻繁更換絲杠，而且絲杠彎曲到一定程度，不但對(duì)減速機(jī)造成破壞，而且無(wú)法完成管道左右的擺動(dòng)，造成水渣外泄，需要緊急出干渣處理、休風(fēng)更換吸泥膠管，故障率高，無(wú)法保證高爐系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 改進(jìn)及設(shè)計(jì)方案

2.1 優(yōu)化渣漿轉(zhuǎn)換吸泥膠管的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)

①結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，根據(jù)吸泥膠管的半圓弧長(zhǎng)，選取適當(dāng)規(guī)格的槽鋼，每段長(zhǎng)度為膠管半圓弧長(zhǎng)，將每段槽鋼沿長(zhǎng)度方向在中心線上均布鉆9個(gè)孔，鉆孔后，將每段槽鋼圍成和吸泥膠管同半徑的半圓弧，如圖1所示。

②對(duì)舊皮帶進(jìn)行回收利用。根據(jù)吸泥膠管的長(zhǎng)度，利用舊皮帶制作整體幅寬為吸泥膠管半圓弧長(zhǎng)的搭接部位雙層皮帶保護(hù)，根據(jù)皮帶與槽鋼之間的配合尺寸，在皮帶的配合位置上均布鉆孔；

③將制作好的槽鋼，均勻安裝在搭接皮帶上，它們?nèi)坎捎寐菟ㄟB接，為了使螺栓不刮蹭吸泥膠管，采用平頭螺栓進(jìn)行連接，平頭部分嵌入到皮帶里；

④在每段槽鋼內(nèi)澆筑高強(qiáng)陶瓷涂抹料，澆筑高度與槽鋼側(cè)邊高度齊平，根據(jù)水渣沖刷方向，面向渣溝方向的每個(gè)槽鋼的側(cè)面受到的沖刷磨損最為嚴(yán)重，因而在每個(gè)面向渣溝的槽鋼側(cè)面采用堆焊耐磨層，提高耐磨性。

圖1 保護(hù)吸泥膠管的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)

⑤將整體組裝好的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)放置在吸泥膠管的下半部位，擺放到位，在渣溝靠近吸泥膠管的側(cè)邊預(yù)埋鐵板，利用鐵板將預(yù)埋鐵板與內(nèi)襯最外側(cè)槽鋼的側(cè)邊焊接，并使用高強(qiáng)陶瓷涂抹料將鐵板與兩側(cè)焊口處澆筑覆蓋，從而固定內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防止其活動(dòng)。

2.2 改進(jìn)并設(shè)計(jì)一種新型的渣漿轉(zhuǎn)換裝置

老式渣漿轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用過(guò)程中，吸泥膠管長(zhǎng)期經(jīng)受高溫水渣沖刷，易磨損更換頻繁，同時(shí)平常點(diǎn)檢無(wú)法把握吸泥膠管的磨損情況；由于渣漿管道需要在兩個(gè)過(guò)濾池之間擺動(dòng)，驅(qū)動(dòng)絲杠長(zhǎng)期經(jīng)受左推右拉的力，容易發(fā)生彎曲，需要頻繁更換絲杠，一定程度上對(duì)減速機(jī)造成損壞。老式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 老式渣漿轉(zhuǎn)換示意圖

為保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，降低系統(tǒng)維護(hù)成本，減少水渣系統(tǒng)故障率，設(shè)計(jì)新型的渣漿轉(zhuǎn)換裝置，如圖3所示。

圖3 新型渣漿轉(zhuǎn)換示意圖

（1）澆筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)。澆筑高度由渣溝向兩個(gè)過(guò)濾池方向保持一定的坡度，在基礎(chǔ)上部澆筑分叉管道，相連部位使用水泥澆筑，并在上部澆筑一層高強(qiáng)陶瓷涂抹料，兩個(gè)分管道與兩個(gè)過(guò)濾池相搭接，在分叉管道內(nèi)測(cè)鑲嵌一層碳化硅襯板，增強(qiáng)其耐磨性。

（2）制作兩個(gè)閘門來(lái)實(shí)現(xiàn)水渣運(yùn)輸?shù)淖笥曳峙?。閘門大小與分叉管道的內(nèi)部尺寸相同，并且在閘門關(guān)閉的位置處將分叉管道的碳化硅襯板之間留一定的縫隙，達(dá)到閘門能夠關(guān)嚴(yán)的目的，同時(shí)利用槽鋼制作閘門上下運(yùn)動(dòng)的軌道機(jī)架，在軌道機(jī)架的內(nèi)側(cè)兩邊，每邊沿中心線方向兩側(cè)各焊接一段角鐵，利用兩側(cè)角鐵的縫隙作為閘門的軌道，并且采用防銹油漆對(duì)軌道機(jī)架的表面進(jìn)行涂刷，并且在防銹油漆的上部再涂刷一層黃油，作為閘門與軌道機(jī)架的潤(rùn)滑劑，而且也在一定程度上起到了對(duì)軌道機(jī)架進(jìn)行二次保護(hù)的防腐蝕作用。

（3）設(shè)計(jì)動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)。在閘門上部適當(dāng)位置增設(shè)安裝框架，采用電機(jī)、聯(lián)軸器、擺線針減速機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，利用卷筒與鋼絲繩實(shí)現(xiàn)動(dòng)力源與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接，卷筒與擺線針減速機(jī)的連接采用鍵連接形式，為了防止動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障，閘門無(wú)法正常開(kāi)啟，在動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)側(cè)邊的適當(dāng)位置處，設(shè)計(jì)一個(gè)吊耳，并將其直接焊接在安裝框架上，在閘門無(wú)法開(kāi)啟的時(shí)候，作為倒鏈的固定端，利用倒鏈實(shí)現(xiàn)閘門的正常開(kāi)啟。

3 改造效果

新設(shè)計(jì)的對(duì)渣漿轉(zhuǎn)換裝置吸泥膠管內(nèi)襯結(jié)構(gòu)已經(jīng)在該高爐投入使用半年，抗磨損效果顯著，吸泥膠管頻繁磨損、設(shè)備維護(hù)難度大、出干渣事故等高發(fā)問(wèn)題已經(jīng)徹底消除，為生產(chǎn)順行創(chuàng)造了條件，達(dá)到了預(yù)期的效果，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，并且該裝置是對(duì)舊件的一種回收利用，制作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。

新型渣漿轉(zhuǎn)換裝置使用效果良好，消除了原來(lái)的吸泥膠管磨漏，絲杠彎曲變形，小車輪、減速機(jī)和軸承頻繁損壞等問(wèn)題，連續(xù)運(yùn)行8個(gè)月故障為零，故障率較改造前明細(xì)降低，設(shè)備維護(hù)成本大幅降低，確保高爐順利生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐應(yīng)用證明，該套水渣系統(tǒng)渣漿轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)過(guò)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作安全、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠較好的適應(yīng)水渣系統(tǒng)的惡劣工作環(huán)境，降低水渣系統(tǒng)設(shè)備故障率，投入及維護(hù)成本低廉，適合在傳統(tǒng)鋼鐵冶金企業(yè)中推廣，具有可觀的經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)價(jià)值。