李云祥  胡  剛

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司） 

摘  要  本文介紹了陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵公司1號高爐爐頂裝料設(shè)備存在的問題及設(shè)計(jì)缺陷，針對現(xiàn)場實(shí)際情況量身制訂了改造方案，利用系統(tǒng)檢修機(jī)會(huì)，對爐頂裝料設(shè)備及均排壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級改造，大大提升了裝料能力，解決了放散過程中的冒黑煙及消音器堵塞問題，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞  料罐擴(kuò)容  旋風(fēng)除塵  探尺

1  概述

漢鋼公司煉鐵廠1號高爐由唐鋼設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，于2011年12月建成投產(chǎn)，目前已運(yùn)行8年多。爐頂裝料設(shè)備采用串罐式，由河北華遠(yuǎn)冶金設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造，上部閥箱擋料閥通徑700mm，上密封閥通徑850mm，下部閥箱與上部閥箱尺寸一致，料流閥通徑700mm，下密封閥通徑850mm，上、下料罐有效容積均為26m3，均壓放散與下料罐直接連通，頂部設(shè)置消音器，均壓煤氣直接外排，2臺緊湊型機(jī)械探尺，采用直流伺服控制。

2  原系統(tǒng)生產(chǎn)過程中存在的問題

2.1  裝料能力不足

在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，料罐裝料能力礦批重最大只能到40t，因受燒結(jié)礦粒度變化影響，有時(shí)39t就會(huì)將上料罐裝溢，造成主皮帶機(jī)頭受料斗溢料。裝入下料罐后上密封閥無法關(guān)閉，直接導(dǎo)致無法放料，需高爐截煤氣改常壓放料，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行，嚴(yán)重制約高爐產(chǎn)能釋放。

受上料罐擋料閥通徑偏小影響，礦批按40噸計(jì)算，從上料罐放一批燒結(jié)礦用時(shí)約40s，每小時(shí)最多能上到7批料，影響高爐裝料、放料、趕料線速度。

2.2  均壓放散系統(tǒng)存在缺陷

（1）均壓煤氣放散時(shí)造成環(huán)境污染。上料罐每往下料罐裝一次料就需要放散一次，罐內(nèi)的含塵煤氣從高爐最頂部消音器排出時(shí)，形成大量黑煙，影響公司環(huán)保形象。

（2）影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。因漢鋼公司位于漢中盆地西部，屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。地區(qū)潮濕多雨，年平均相對濕度77.4%，降水量786.7mm。原燃料水分含量大，均壓放散系統(tǒng)等堵塞嚴(yán)重，特別是消音器極易堵塞，造成均壓放散不暢，影響裝料速度。

（3）清理消音器難度高，安全隱患大。每次清理都安排至少一個(gè)工段員工，采取人工清理的方式，將消音器內(nèi)部堵塞的稀泥、污物清理出來，通過多層轉(zhuǎn)運(yùn)至爐底，至少消耗80個(gè)工時(shí)以上。在清理、吊裝倒運(yùn)過程中存在煤氣中毒、高空墜物等諸多安全隱患。

（4）備件使用周期短、維修成本高。由于含塵煤氣沖刷放散閥使用壽命平均不足3個(gè)月。在不考慮人工成本及輔材的情況下，放散閥備件價(jià)值5萬元，每年至少消耗8臺，價(jià)值40萬元。

2.3  探尺存在問題

兩臺機(jī)械探尺最大探測深度24m，使用直流伺服控制器控制。運(yùn)行過程中扶尺力矩難以調(diào)整，頻繁出現(xiàn)重錘傾倒現(xiàn)象，導(dǎo)致料線偏差大，不能準(zhǔn)確為工藝操作提供參考依據(jù)。因伺服控制器已升級換代多次，原有系統(tǒng)備件難以采購，造成維修不便。

3  改造思路及方案

3.1  料罐裝料能力提升

在不改動(dòng)爐頂框架結(jié)構(gòu)前提下，增加上下料罐容積，提高裝料能力，同時(shí)加大擋料閥和上密封閥直徑，加快上罐向下罐裝料的速度，保證下料順暢，提高整體裝料、放料效率。

經(jīng)過反復(fù)進(jìn)行理論計(jì)算和多次現(xiàn)場實(shí)地測量，在不改變爐頂框架結(jié)構(gòu)、不改動(dòng)爐臺吊裝孔和出鐵場屋面吊裝孔大小的前提下，將上料罐直徑由原來4000mm增加到4300mm。取消原氣密箱和下閥箱之間的插板閥，將下密封組合下移335mm，下料罐直段高度增加600mm，有效容積由26m3增加至29.5m3，滿足比原料罐至少多裝6噸燒結(jié)礦的要求。上密封組合中擋料閥直徑由700mm增大至850mm，上密封閥直徑由850mm增大至950mm，可滿足每小時(shí)8批以上料批需求。

3.2  均壓放散系統(tǒng)改造

在均排壓系統(tǒng)中增設(shè)一套旋風(fēng)除塵器，利用氣流在除塵器中旋流減速，依靠離心力使煤氣中的灰塵顆粒物沉降，起到凈化煤氣，分離灰塵顆粒物作用。改造后從上料罐往下料罐裝料前關(guān)閉均壓閥3、卸灰閥5，開啟放散閥2，罐內(nèi)含塵煤氣經(jīng)由旋風(fēng)除塵器4后通過放散閥2由消音器1排出。下料罐向爐內(nèi)放料前關(guān)閉放散閥2，開啟均壓閥3、卸灰閥5，來自布袋除塵的凈煤氣將沉降在旋風(fēng)除塵器4底部的灰塵吹入下罐。

3.3  探尺控制系統(tǒng)改造

（1）將直流伺服控制改為交流變頻控制，優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維護(hù)便利。

（2）增加一套雷達(dá)探尺作為輔助測量手段。

4  改造實(shí)施及運(yùn)行效果

所有改造項(xiàng)目制定好方案后利用2020年3月份1號高爐大修機(jī)會(huì)實(shí)施，送風(fēng)后運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，完全達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

4.1  料罐

改造后礦批最大到43噸（生產(chǎn)工藝需求，還有繼續(xù)擴(kuò)大能力），裝料時(shí)間從40秒縮短到12秒，料速平均每小時(shí)8批，趕料線時(shí)最大能到9批。

4.2  均壓放散系統(tǒng)

改造后均壓煤氣放散時(shí)料罐中的含塵煤氣經(jīng)過旋風(fēng)除塵器過濾后通過放散閥、消音器排出，含塵量大幅減小，看不到可視污染，消除了爐頂黑煙現(xiàn)象。從4月19日高爐復(fù)風(fēng)投運(yùn)至今，消音器再未發(fā)生過積灰堵塞影響放料問題，備件材料消耗大幅降低，改造取得了良好效果。

4.3  探尺

改造后探尺穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)過為期一周的電氣參數(shù)調(diào)整，跟蹤料面準(zhǔn)確，再無重錘傾倒現(xiàn)象，運(yùn)行狀態(tài)良好。雷達(dá)探尺數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，為高爐操作提供了準(zhǔn)確的指導(dǎo)支撐。

4.4  其它

本次利用1號高爐大修還同步實(shí)施了爐頂料面激光探測可視化技術(shù)改造，對爐頂布料后料面成型可直觀判斷，在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)。

5  總結(jié)

通過改造徹底消除1號高爐爐頂裝料系統(tǒng)設(shè)備的缺陷，突破了制約生產(chǎn)的瓶頸環(huán)節(jié)；控制爐頂煙塵污染，極大改善了周邊環(huán)境；解決消音器堵塞清理難題，減少了檢修工人勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。通過改造取得了顯著的生產(chǎn)、安全、環(huán)保效益。