并罐爐頂設備在鄂鋼的應用

李道智 陳 飛

（武漢鋼鐵集團鄂鋼公司煉鐵廠 湖北鄂州）

一、概述

高爐爐頂設備是高爐關(guān)鍵設備，是高爐本體最復雜、設備事故最多的部位。爐頂裝料設備以并罐式和串罐式為主，并罐式爐頂相對于串罐爐頂有上料快的特點，廣泛用于大中型高爐，其中以盧森堡PW公司技術(shù)的爐頂設備居多。鄂鋼5#高爐（容積2200 m3）為 PW公司并罐爐頂形式，該爐頂為國內(nèi)某冶金機械廠制造。高爐工藝技術(shù)及設備參數(shù)見表1。

二、爐頂設備的組成維護和檢修

爐頂設備從上至下依次為上料主皮帶機受料斗（頭輪罩）、翻板裝置、稱量料罐（含上密封閥）、下部閥箱、排料斗對中裝置、多段波紋管裝置、水冷傳動齒輪箱、爐頂鋼圈、布料溜槽。

（1）頭輪罩。頭輪罩是爐頂裝料設備的最上部，它的主要作用是將皮帶運送的高爐原料導入受料斗中，同時具有收集粉塵作用，其維護主要是定期檢查，更換及焊補耐磨襯板。頭輪罩和受料斗之間原設計是用橡膠連接，生產(chǎn)幾個月后橡膠連接處積灰嚴重將橡膠壓變形，后將該橡膠改成薄鋼板焊接，不影響其他的。

表1 高爐工藝參數(shù)

（2）翻板裝置。翻板裝置是由油缸驅(qū)動的翻板，向兩個料罐裝料的裝置，其維護主要是翻板的襯板要定期檢查、油缸是否漏油，翻板的襯板一般可使用1～2年，可利用檢修時從側(cè)邊的檢修門打開檢查，一般是整體更換翻板溜槽，更換翻板溜槽6～8 h即可完成。

（3）上密封閥。上密封閥位于稱量料罐的上部錐體處，在稱量料罐排壓后，上密封閥打開，是保證料罐密封性的關(guān)鍵設備，閥座密封處是硬質(zhì)合金，閥蓋為耐高溫的硅橡膠，上密閥座沒有蒸汽加熱裝置，要保證該處蒸汽暢通，檢查可以用于觸摸該管道是否有高溫，閥座接觸面保持一定的溫度（105～120℃），可使密封處不易積灰，影響密封。維護要點：定期更換硅橡膠密封圈（3～6月），檢查蒸汽加熱是否正常，油缸是否漏油，密封閥軸端是否泄漏，潤滑要好。

（4）稱量料罐。稱量料罐是用來儲存、轉(zhuǎn)運和稱量爐料，并實現(xiàn)帶壓上料的裝置。料罐下部和中部殼體內(nèi)表面都裝有耐磨襯板，用特制螺栓固定在料罐殼體上，殼體外表面螺栓有密封罩罩住，起密封作用。投產(chǎn)前料罐要進行試壓，螺栓密封罩不能漏氣。料罐的下部外側(cè)裝有3個電子秤（傳感器），電子秤是判斷料罐里面的爐料是否下完的依據(jù)，其稱量的準確性也影響高爐操作。影響稱量準確性的因素很多，特別是并罐爐頂，其重心不在料罐中心線上。作為機械方面來講，要保證料罐、上面的翻板裝置和下面的下閥箱等都是軟連接，均壓管道要用金屬補償器相連。料罐和上面的翻板裝置的連接是軟橡膠，該處易積灰，檢修時要清灰，以免在料罐均壓時，料罐上升和翻板裝置接觸影響稱量。料罐下部和下閥箱之間的連接采用金屬膨脹節(jié)和垂直拉緊彈簧。要想稱量準確，將彈簧拉開即可，但如果彈簧全部松開，料罐均壓時料罐有上升的浮力，料罐上下位移較大，會損壞金屬補償器壽命?？紤]到安全生產(chǎn)的問題，只能將彈簧預緊力控制在適當范圍，降低了料罐稱的精度要求，一般情況下，入焦炭時控制在300 kg左右誤差是正常的。

圖1 并罐式爐頂裝料設備示意圖

料罐在稱量方面沒有問題的話，正常維護主要考慮耐磨襯板的磨損，可以利用檢修時對襯板檢查，對料罐進行檢修時要注意相關(guān)安全事項。需要排盡爐料；關(guān)閉爐頂眼鏡閥或插盲板，斷開爐內(nèi)與爐頂設備的煤氣流；關(guān)閉料流調(diào)節(jié)閥、下密、一次和二次均壓閥；排盡煤氣；打開上密閥和均壓放散閥；關(guān)閉通往下閥箱的N2；最后進行通風。

（5）下部閥箱。下閥箱主要由料流調(diào)節(jié)閥、下密封閥、防扭裝置等組成，并罐下閥箱由2個料流調(diào)節(jié)閥和2個下密閥組成。料流調(diào)節(jié)閥工作原理：閥門固定在轉(zhuǎn)臂上驅(qū)動液壓缸使轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，帶動閥門完成開關(guān)動作，整個料流調(diào)節(jié)閥固定在料罐連在一起，其重量和料罐一起稱量。料流調(diào)節(jié)閥軸向金屬補償器，投產(chǎn)10個月后破裂、漏煤氣。在外面補焊效果不好，整體更換工作量非常大。廠家建議在該補償器外，包一個大的補償器，單波、對開，厚一點的補償器，現(xiàn)場對焊，該方法簡單可行。

下密封閥和上密封閥結(jié)構(gòu)相似。高爐投產(chǎn)后半年，1#下密閥閥板突然掉了，后經(jīng)搶修發(fā)現(xiàn)閥板中間的銷軸兩個螺母在生產(chǎn)過程中自動退絲了，兩個螺母的下面有一個開口銷斷裂，導致閥板掉落。為避免該事故重復發(fā)生，將外銷軸端部焊接扁鋼擋住螺母。

下部閥箱維護要點。正常生產(chǎn)時，檢查閥門是否運行平穩(wěn)，液壓缸管道是否漏油，閥門軸端是否漏煤氣，潤滑是否到位。檢修時要檢查料流調(diào)節(jié)閥、閥板、襯板是否磨損，下密硅橡膠是否要更換，工作人員要進下閥箱檢修時要注意安全，同進入料罐一樣注意采取必要的安全措施。

（6）排料斗對中裝置。收集1#、2#料流調(diào)節(jié)閥排出的爐料到高爐中心線上，防止爐料的偏移，由2個檢修門和內(nèi)部耐磨襯板構(gòu)成，檢修時定期檢查即可。

（7）多段波紋管裝置。多段波紋管裝置主要是檢修時收緊補償器插入盲板用，將爐內(nèi)產(chǎn)生的煤氣在此處與爐頂切斷，以免檢修人員到料罐等處檢修時受熱及煤氣中毒的危險。主要檢查內(nèi)部襯套是否磨損。

（8）水冷傳動齒輪箱。水冷傳動齒輪箱是爐頂核心部件，水冷氮封齒輪傳動形式、旋轉(zhuǎn)和傾動的傳動部件，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復雜。設計使用壽命為一代爐齡（8～10年），只要使用維護得當，主體設備用8～10年一般沒有問題。齒輪箱位于高爐爐頂設備的最下部，直接受爐頂高溫影響。齒輪箱內(nèi)部應在≤65℃的環(huán)境下工作，高爐生產(chǎn)時要注意控制爐頂溫度，頂溫超過350℃就要采取爐頂打水冷卻措施。為保證設備正常工作，其內(nèi)部設有冷卻水管，循環(huán)冷卻水水量設計為8～20 m3/h。高爐剛投產(chǎn)時水量可以達到20 m3/h，生產(chǎn)約1年左右水量下降到10～15 m3/h。水量減少的原因主要是管壁結(jié)垢和雜質(zhì)堵塞在回水槽中間，為此需要在檢修時進行堿洗。同時為解決結(jié)垢問題，將冷卻水由凈化水改為軟水。通往齒輪箱的氮氣壓力要比爐頂壓力大0.01 MPa，氮氣流量500 m3/h，充氮氣主要起降溫和封住爐內(nèi)灰塵的作用。高爐正常生產(chǎn)時要監(jiān)控齒輪箱傾動和旋轉(zhuǎn)電流，傾動和旋轉(zhuǎn)電流要保持有規(guī)律、無較大的波動。當電流偏大時要分析原因，可能是機械、電機、電氣3方面原因。機械主要是潤滑不好、溜槽動作時有卡阻；電機主要是制動器過緊等原因；電氣要檢查變頻器等原因。

中心喉管在齒輪箱的中部，起引導爐料的作用，防止爐料飛濺到齒輪箱內(nèi)部。原供廠家中心喉管使用壽命在8～12個月，由于其位置關(guān)系正常生產(chǎn)時無法檢查喉管是否磨穿，一旦磨穿，將會威脅到齒輪箱內(nèi)部冷卻水管，而冷卻水管磨破后不易焊補，冷卻水會流到高爐里面造成爐況失常。為保證喉管可靠耐用，在喉管內(nèi)壁落料點處用環(huán)形厚鋼板進行多層焊接，使用壽命可達18個月。中心喉管吊進和吊出是從下閥箱上面的大檢修孔進行的，和廠家的說明書不一樣。從上面吊裝更換中心喉管只需8～10 h，檢修時從對中裝置側(cè)邊的檢修門觀察中心喉管的磨損程度，要在插入盲板之前檢查。

（9）溜槽。溜槽是齒輪箱最下端布料裝置的執(zhí)行機構(gòu)，負責將爐料按一定規(guī)律布在爐內(nèi)。屬易損件，要求耐高溫和耐磨。要經(jīng)常檢查溜槽磨損情況，利用檢修機會打開人孔，可以看到其磨損情況。目前溜槽可以使用1年以上，最高可達18個月。

三、結(jié)束語

PW公司并罐無料鐘爐頂在廠使用已有5年，總體運行情況良好，目前高爐3～4個月檢修1次。近幾年有高爐使用新并罐爐頂，和舊并罐相比，新并罐有了些改進，一是料罐稱重的精度有所提高，二是料流偏析情況有改善，再是檢修下閥箱時比較方便。