高爐送風(fēng)裝置延壽技術(shù)的應(yīng)用

付友龍

（酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

雖然高爐在鋼鐵市場的不斷發(fā)展之下不斷進(jìn)步，優(yōu)勢也較為明顯，但是高爐的送風(fēng)裝置仍然存在使用壽命短的弊端。頻繁的維修甚至更換高爐送風(fēng)裝置對于鋼鐵企業(yè)是沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。為了高爐送風(fēng)裝置使用壽命的延長，對于影響高爐送風(fēng)裝置壽命的因素進(jìn)行研究，采用從高爐送風(fēng)設(shè)備形狀的設(shè)計(jì)、表面耐火隔熱材料的選用，通過多種措施實(shí)現(xiàn)對高爐送風(fēng)設(shè)備使用壽命的有效延長，實(shí)現(xiàn)高爐送風(fēng)設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展。

1 高爐送風(fēng)裝置存在的問題

操作人員對于高爐送風(fēng)設(shè)備的使用壽命影響重大，對于操作中送風(fēng)設(shè)備產(chǎn)生的問題要采取措施，防止對送風(fēng)設(shè)備造成進(jìn)一步損傷，并且能夠第一時(shí)間向上級反映，對于送風(fēng)設(shè)備故障問題要做出具有針對性、優(yōu)先性的處理方案，防止因事故而導(dǎo)致送風(fēng)設(shè)備折損使用年限。

1.1 材料的選用

高爐需要長時(shí)間在高溫下完成日常的工作，所以高爐送風(fēng)設(shè)備材料的選用要具有較高的耐高溫性。普通情況下，由于高爐有些部位的溫度較高，高爐送風(fēng)裝置的局部也會(huì)有溫度較高的地方，有些地方甚至?xí)霈F(xiàn)發(fā)紅的情況。在這種工作情況下，如果無法保證高爐送風(fēng)設(shè)備耐火隔熱材料的耐高溫性以及穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致高爐送風(fēng)設(shè)備局部因?yàn)闇囟冗^高而出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象。由于有些鋼鐵企業(yè)過度關(guān)注成本，而導(dǎo)致高爐送風(fēng)設(shè)備表面選用廉價(jià)的耐火隔熱材料。導(dǎo)致后期安全事故頻發(fā)，還需要為后期的維護(hù)與整修支付昂貴的費(fèi)用與時(shí)間成本。嚴(yán)重時(shí)還有可能造成高爐送風(fēng)設(shè)備的直接報(bào)廢。因此，對于高爐送風(fēng)設(shè)備耐火隔熱材料的選用極其重要。

1.2 專業(yè)人員的操作水平

在正式操作高爐送風(fēng)裝置之前，需要對于操作人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)。操作人員通過培訓(xùn)具備判斷高爐送風(fēng)裝置正常工作與故障狀態(tài)的能力。在每日工作完成之后需要對高爐送風(fēng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，通過培訓(xùn)提高員工對送風(fēng)裝置的每日維護(hù)保養(yǎng)意識(shí)。同時(shí)，如果操作人員責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)，有時(shí)會(huì)因?yàn)橥婧雎毷?、粗心大意，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障。發(fā)生設(shè)備事故之后對于設(shè)備的有效使用壽命會(huì)有嚴(yán)重的影響。

2 延長高爐送風(fēng)裝置壽命的主要方法與途徑

對于延長高爐送風(fēng)裝置的使用年限，可以通過以下方法來達(dá)到延長設(shè)備使用壽命的目地。

2.1 對于設(shè)備的設(shè)計(jì)要求

高爐送風(fēng)裝置的主要作用是將熱風(fēng)圍管送來的熱風(fēng)通過風(fēng)口送入高爐爐缸，還可通過其向高爐噴吹燃料，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要將高爐送風(fēng)設(shè)備高度與高爐的整體高度要一致。實(shí)現(xiàn)高爐與送風(fēng)設(shè)備的延長年限一同增長。對于高爐送風(fēng)設(shè)備的冷卻裝置需要與高爐的耐火隔熱達(dá)到一定的匹配，達(dá)到冷卻效率最大化。在面對不同形狀的高爐時(shí)送風(fēng)設(shè)備需要靈活應(yīng)變，使用不同的措施來達(dá)到企業(yè)需要的冷卻效果。

2.2 延壽技術(shù)的應(yīng)用

在延壽技術(shù)的應(yīng)用過程中企業(yè)需要重視對專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)。做到積極開設(shè)高爐操作及維護(hù)保養(yǎng)培訓(xùn)課程。對于專業(yè)人員的技術(shù)檢測可以通過開設(shè)不定期的考核檢測，來判斷專業(yè)技術(shù)操作人員是否具有一定基本的專業(yè)能力。最后，對于專業(yè)人員測試之后將所有測試結(jié)果做出總結(jié)和匯總，整理出大部分人員所存在的問題，對于相對集中問題采取相應(yīng)的措施。實(shí)行專業(yè)人員的內(nèi)部管理制度，對于不具備專業(yè)知識(shí)的或者工作態(tài)度不認(rèn)真的人員做到及時(shí)淘汰。在選用高爐送風(fēng)設(shè)備材料時(shí)，可以對于市場上常見的材料進(jìn)行記錄分析。對各種材料的材質(zhì)、價(jià)格、使用壽命以及后期的保養(yǎng)難度做出評估，最后為企業(yè)選出經(jīng)濟(jì)效益最好的材料。此外，鋼鐵企業(yè)需要不定期積極開展創(chuàng)新技術(shù)交流會(huì)，對于員工要積極交流自己的心得與工作遇到的難題，集思廣益解決問題和分享經(jīng)驗(yàn)，取長補(bǔ)短。實(shí)現(xiàn)高爐送風(fēng)設(shè)備未來可持續(xù)發(fā)展。

3 延壽技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

將延壽技術(shù)應(yīng)用于高爐設(shè)備相關(guān)案例的研究和分析。

3.1 延壽技術(shù)應(yīng)用案例

對于高爐送風(fēng)設(shè)備在鋼鐵產(chǎn)業(yè)在高爐的應(yīng)用上，送風(fēng)設(shè)備的耐火性是最為基本的一項(xiàng)要求。高爐送風(fēng)設(shè)備的防火程度一般需要達(dá)到1250 ℃以上，雖然高爐正常工作時(shí)的溫度可以達(dá)到這個(gè)溫度，但是在高爐休風(fēng)的時(shí)候溫度一般會(huì)高達(dá)1400 ℃，這是在冷卻器能夠正常工作且高爐冷卻壁未發(fā)生泄漏的情況下，如果高爐冷卻壁破損發(fā)生冷卻水泄漏，爐內(nèi)溫度甚至?xí)_(dá)到1500 ℃，有可能出現(xiàn)送風(fēng)管耐熱材料融化的現(xiàn)象。某鋼鐵企業(yè)在高爐煉鐵的工作過程中，設(shè)備處于異常的工作狀態(tài)，高爐送風(fēng)裝置的送風(fēng)管轉(zhuǎn)彎接頭處由于溫度過高產(chǎn)生局部燒穿。高爐送風(fēng)裝置送風(fēng)管的損壞極有可能會(huì)使煉鐵時(shí)溫度過高，所以高爐被迫停止工作。在維修過程中，維修技術(shù)人員對于高爐送風(fēng)裝置進(jìn)行一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)，最為重要的是提高高爐送風(fēng)裝置送風(fēng)管的耐熱度。送風(fēng)管不僅有耐高溫性能還要有高的耐火程度，需要在高爐工作室承受230 m/s 的熱風(fēng)，因?yàn)檫@個(gè)原因送風(fēng)管的材料除了耐熱還需要具有一定的耐沖刷性，這樣才能將送風(fēng)管的耐熱溫度提高到1790 ℃以上。

3.2 高爐送風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對于高爐送風(fēng)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要目的是防止高爐工作時(shí)過高的溫度以及有效提升高爐煉鐵的效率。對于高爐送風(fēng)裝置的安裝與設(shè)置還需要根據(jù)高爐以及當(dāng)時(shí)的情況隨機(jī)應(yīng)變。通過對熱風(fēng)爐格子磚的優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得更高的鼓風(fēng)加熱溫度。設(shè)計(jì)出較為先進(jìn)的超音速風(fēng)口，通過對送風(fēng)支管的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)改進(jìn)、波紋管補(bǔ)償器的選擇，支管耐火材料的傳熱模型的求解，基本解決了高爐送風(fēng)支管長期漏風(fēng)、發(fā)紅現(xiàn)象。

3.3 溫度控制

在高爐送風(fēng)設(shè)備使用年限較長時(shí)，會(huì)導(dǎo)致高爐的送風(fēng)能力達(dá)不到原始設(shè)計(jì)要求，從而使高爐內(nèi)部溫度較高。想要延長高爐送風(fēng)設(shè)備的使用壽命，對于溫度的控制至關(guān)重要。隨著科技技術(shù)水平的提高，對于溫度的測量與控制已經(jīng)可以通過溫度傳感器、PLC、HMI（Human Machine Interface，人機(jī)界面）等智能設(shè)備完成。專業(yè)人員只需要通過人機(jī)界面接受溫度傳感器的信息，通過PLC 程序?qū)崿F(xiàn)溫度的監(jiān)測與控制。在高爐內(nèi)的爐溫溫度超過控制程序中溫度傳感器設(shè)定的最高溫度時(shí)，溫度傳感器會(huì)通過人機(jī)界面對于超溫信號進(jìn)行反饋，同時(shí)具有蜂鳴器報(bào)警，引起維修工作人員的警惕。鋼鐵企業(yè)需要合理安排高爐的工作時(shí)間，不能讓高爐長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)作，以免高爐送風(fēng)設(shè)備長時(shí)間處于高負(fù)荷工作狀態(tài)引起勞損。

3.4 操作優(yōu)化

在高爐送風(fēng)裝置的工作當(dāng)中，為了提高送風(fēng)設(shè)備的使用時(shí)間和價(jià)值可以采取長壽技術(shù)。高爐送風(fēng)設(shè)備的使用壽命與專業(yè)人員的操作技術(shù)有直接關(guān)系。操作人員需要研究應(yīng)用長壽技術(shù)提高高爐煉鐵的產(chǎn)量的途徑。通過規(guī)范操作流程，提高高爐送風(fēng)裝置的智能化水平，提高高爐產(chǎn)量的同時(shí)減輕操作人員的工作內(nèi)容和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵項(xiàng)目的未來可持續(xù)發(fā)展。想要延長設(shè)備的使用壽命不僅需要做好高爐送風(fēng)設(shè)備的日常維護(hù)和維修，專業(yè)人員在日常工作中要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對于以往出現(xiàn)的問題及時(shí)記錄匯總，利用現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)制定措施來預(yù)防這一類問題再次發(fā)生。

延壽技術(shù)的應(yīng)用對于一般員工有一定的難度，所以在專業(yè)人員上崗操作之前要做好相關(guān)專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，提高普通員工對于高爐送風(fēng)設(shè)備操作、維護(hù)保養(yǎng)的專業(yè)技能。對于設(shè)備的優(yōu)化包括設(shè)備的結(jié)構(gòu)、選用的材料、高爐溫度的控制等。延壽技術(shù)在高爐上的應(yīng)用，將工作過程去繁從簡間接保證高爐煉鐵的穩(wěn)定性與安全性。另外，企業(yè)要是想高爐設(shè)備延長壽命必須對于延壽技術(shù)做相應(yīng)的研究。

3.5 材料改進(jìn)

過去高爐送風(fēng)裝置采用的單一纖維棉作為隔熱材料，不僅性價(jià)比較低而且效果也不理想。將高鋁纖維棉改用為纖維板和纖維毯搭配的隔熱組合，并在送風(fēng)裝置的關(guān)鍵部分使用纖維毯進(jìn)行隔熱保護(hù)，對于高爐送風(fēng)裝置延長壽命有了本質(zhì)上的保證。

高爐送風(fēng)裝置送風(fēng)管做出優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化送風(fēng)管的固定方式，保障送風(fēng)管的固定，確保隔熱材料與送風(fēng)管完整的貼合，達(dá)到隔熱的效果。相比于之前由于送風(fēng)管固定不牢，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)送風(fēng)管局部溫度過高發(fā)熱甚至穿透。為了保證送風(fēng)管牢牢地固定，對于法蘭盤也做出相應(yīng)的改造。

最后是對于生產(chǎn)檢查工藝的改進(jìn)，對于注入原料、澆注模、澆注之前等諸多操作做出了許多改進(jìn)：①注料時(shí)加水的總量降低到5%左右，因?yàn)橹坝捎诩铀康倪^多導(dǎo)致水分蒸發(fā)的不徹底，在煉鐵的烘烤過程中會(huì)使表面產(chǎn)生不同程度的裂痕；②在不影響送風(fēng)管進(jìn)風(fēng)量的情況下，要求最大程度上減少表面濕度以及最大程度上增加送風(fēng)管的管壁厚度，進(jìn)一步防止局部管壁由于溫度過高而導(dǎo)致發(fā)熱、發(fā)火甚至被穿透的現(xiàn)象。通過材料選型、溫度的監(jiān)控、送風(fēng)管的固定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等的改進(jìn)之后，有效延長了高爐送風(fēng)裝置的壽命。

4 結(jié)束語

綜上所述，從高爐送風(fēng)裝置送風(fēng)管的固定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、耐熱防火材料的選擇，煉鐵溫度的監(jiān)控以及操作流程的優(yōu)化等方面，將延壽技術(shù)應(yīng)用于高爐送風(fēng)裝置，可以有效節(jié)約鋼鐵企業(yè)的成本，對于未來企業(yè)的發(fā)展有重要作用。