分析配套设施对高炉期限的效应探究.doc

分析配套设施对高炉期限的效应探究近30多年来，国内外新建了不少大容积炼铁高炉。与此高炉大型化同步进行的还有提高入炉风量、风温，采用富氧鼓风，喷吹辅助燃料，提高炉内煤气压力等强化冶炼措施被广泛采用，其结果是有效地提高了高炉容积利用系数，降低了焦比，劳动生产率大大提高，然而也使炉体寿命缩短，有些高炉甚至还发生过恶性损坏大事故。高炉是一种长时间连续生产设备，影响其使用寿命的因素较多，除炼铁生产操作、管理方面的因素影响至关重要外，炉体本身的结构性能与配套机电设备、检测维修设施的结构性能也会影响高炉寿命。1主要配套机械设备的影响因供应电、水、风（压缩空气）、汽（蒸汽）的机电设备发生故障使高炉处于危险状态的现象常可见到。这些设备尽管多数离高炉较远，但影响极大。高炉本体上、下配套设备，如炉顶装料设备、炉前渣铁处理设备等，更会直接影响高炉炼铁生产状况与炉体使用寿命，如果其中某些关键设备出现严重问题，轻则会导致高炉短时停产，重则会引起炉体严重损坏，不得不提前停炉大修，结束一代炉龄。炉内冷却壁对保护炉壳与内衬十分重要，近年来出现的球墨铸铁双层冷却壁与铜冷却壁使用效果比较好。在内衬局部损坏后，冷却壁表面可形成保护性渣壳，暂时替代内衬工作。在炉内冷却壁损坏数量未超过总量的1/ 3、尚可维持必需的冷却效果时，可暂不停炉更换冷却壁，让确认已损坏的冷却壁仍保留在炉内，将其进、出冷却水口堵住，只使用其余未坏冷却壁即可。现行钟式炉顶装料设备工作比较可靠，其技术已早为我国掌握，目前国内仍有不少高炉沿用此种炉顶设备。此设备中的大钟结构性能直接影响炉喉内衬使用寿命，炉料经大钟锥面流入炉内时易撞击、磨削炉喉内壁，使其快速损坏；炉顶设备自身的使用寿命也不够长久。某些国家的高炉一代炉龄为15a左右，在一代炉龄内一般不需停炉检修，我国有些高炉一代炉龄较短，有的还需在一代炉龄内进行中修，其重要原因之一就是炉顶装料设备损坏严重需处理。炉顶设备中的大、小钟使用寿命尤其短，每次检修工期又比较长，如更换大钟一次就得6d左右，对炼铁生产影响极大。料钟损坏的一个重要原因是铸造后退火消除内应力不彻底，在炉内承受料重与高温时变形严重，料钟与相配料斗的贴合面易受入炉料冲磨与含尘煤气冲刷而严重损伤，大、小钟拉杆间的密封件也受煤气冲刷极易损坏。不少高炉大钟将下部加强环上移至与大料斗贴合带处，使大钟贴合带刚性增加，与弹性较好的料斗贴合情况有所改善，而且减轻了大钟质量；同时，在大钟与大料斗的各自贴合面镶焊碳化钨，采用双倾角锥面大钟防止料流冲擦贴合面，大钟下方内壁喷涂耐火材料层以隔绝炉内上升煤气的高温热幅射作用，这些措施都有可取之处。国内有些高炉曾发生过大钟拉杆被炉内料面顶弯的事故，其原因是探料装置探测料面高度不准确，大钟过早下降后接触到料面，加上料面各处高度不一致，大钟下底面歪坐在料面上，如果再遇到料钟操纵钢绳上的张力限制器控制失灵，大钟落坐在料面上后操纵机构仍继续牵引钢绳强压大钟拉杆，致使形状细长、承受不了太大轴向压力的大钟拉杆被顶弯，炉顶装料装置加速损坏。进一步改进料钟吊挂装置结构是个有效办法，采用机构优化设计方法确定吊挂料钟的直线运动机构尺寸可改善大、小钟间的密封件磨损状况及钟、斗贴合状况，有些高炉将炉顶装料装置改用液压传动也已显露出优越性。为了便于检修炉顶设备，最好将炉顶装料设备中的受料斗、旋转布料器、料钟设计成三个独立部件，分别设置水平轨道供三部件推入、拉出，但要实现此设想难度太大。我国有些高炉采用了钟阀式炉顶或无钟炉顶，这有利于调节炉内冶炼状况，延长高炉使用寿命。不过，将钟式炉顶改为钟阀式炉顶多数效果不太明显。自60年代卢森堡PW公司推出无钟炉顶装料装置以来，由于它布料灵活，容易实现炉顶密封，很快被世界各国广泛采用。尽管此设备要求原料粒度比较均匀，生产操作控制复杂，使其在我国炼铁生产的一定时期内难占主导地位，但我国新建或改建的容积在1000m 3以上的高炉几乎全采用了无钟炉顶结构型式。无钟炉顶装料装置本身应解决好密封阀与旋转溜槽传动箱的密封问题，我国高炉对密封阀采用耐热硅橡胶密封，对旋转溜槽传动箱采用水封也取得了一些有益经验。高炉炉前至今仍是炼铁生产自动化程度最低、工人劳动强度最大的场所，炉前设备如开口机、泥炮、堵渣机等，国内许多高炉所用机型欠佳，也影响到高炉正常生产操作甚至殃及炉体寿命。开口机开出铁口角度若不合适，就可能导致铁口处炉衬被铁水加速侵蚀；泥炮如果不能正常打泥修补好铁口处炉内被侵蚀的砖衬，则会使砖衬受侵蚀日渐扩大，最终引起炉缸严重损坏。采用不可燃液压介质传动的冲钻式可折叠开口机比较方便； WG炼铁厂使用的BG型液压泥炮用一个往复式油缸驱动转臂吊着炮身旋转，效果较好；堵渣机问题少一些，有些新建的大高炉未设渣口就无需设堵渣机了。热风炉也是高炉的重要配套设备，应采用结构合理、工作性能好的热风炉。热风炉向高炉送热风的温度、压力、流量不稳定将会严重影响高炉正常生产及使用寿命。热风炉内的耐火砖衬、蓄热格子砖与燃烧煤气起化学作用，加上温度升降波动，极易使砖组织松弛破损。我国有些高炉的热风炉发生过燃烧器爆炸事故，一般发生在送风燃烧转换操作时，因煤气阀、燃烧阀漏气，煤气与空气在燃烧器内不恰当混合引起爆炸。使煤气阀、燃烧阀能关闭严密，并严格控制送风燃烧转换操作时间，可避免燃烧器爆炸事故发生。近年来我国不少高炉采用外燃式或顶燃式热风炉，取得了高风温、长炉龄的良好效果，许多高炉采用的内燃式热风炉也在保证风温达1150的条件下取得热风炉寿命较长的好效果。2检测维修设施的影响高炉炉体周围检测设备完善与否，也是关系到高炉能否实现优质、高产、低耗，炉体能否长寿的重要问题。炉体损坏事故发生前常有先兆出现，如炉身下段结瘤时多表现为炉身上段温度偏高，结瘤处温度低很多；炉壳损坏部位在完全损坏前冷却水温度大多超过正常值，测冷却水温数据可用于分析炉内状况；用测厚仪测定炉壳变形、损伤部位残存厚度更为可靠，有时可直接凭肉眼观察到炉壳的异常变形，从而判断出炉内冶炼情况及炉衬损坏状况。实践说明，对高炉炉体损坏情况实行监测至关重要。国内外广泛采用炉顶煤气取样分析装置（测煤气温度、成分、压力、流速分布情况）、料面轮廓记录仪、炉喉温度计、炉身静压计、冷却壁温度计、入炉热风流量计、风压计、风温计、铁水温度计、炉壳各段温度计及炉身边缘探测器、风口探测器、炉壳测厚仪等装置，对炉体内外情况进行自动监测，防患于未然，对事故隐患及早发现，把事故特别是恶性大事故消灭在萌芽状态，日本、西德发生炉壳开裂事故就因发现早、处理及时，未酿成象我国JG炼铁厂10年前发生的那种高炉崩塌大事故。对高炉装料、配料及热风炉系统实行计算机控制更有利于提高炼铁生产经济效益，延长高炉使用寿命。至今我国不少炼铁高炉监测设施仍不健全，有些设施长期缺检失修，使用不灵，某些高炉发生事故后查看相关检测记录，见到的竟是“正常”数据，无法“防患于未然”；有些设备检测装置灵敏度太差、测量精度不高，实际作用也不太明显，最终还是靠现场操作人员凭直觉近似检测、凭经验判断。某些管理水平较高的高炉配备了比较先进的监测诊断设备，一般使用效果都相当好。监测得知炉体及主要配套