楊瑞軍 吳興茂 同武奎

(陜西龍門鋼鐵有限責(zé)任公司，陜西韓城 715405)

1 概述

在高爐煉鐵生產(chǎn)中，高爐無料鐘爐頂裝料設(shè)備占有至關(guān)重要的地位。在鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的今天，加快高爐無料鐘爐頂裝料設(shè)備工藝的優(yōu)化和提升裝備水平，具有十分重要的意義。目前，國內(nèi)高爐無料鐘成套設(shè)備研制取得較多新成果，龍鋼1號～4號高爐爐頂設(shè)備采用的秦皇島冶金機(jī)械有限公司和中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司在PW公司爐頂設(shè)備基礎(chǔ)上改進(jìn)的SS型及Z型無料鐘爐頂，技術(shù)先進(jìn)、性能良好。從目前應(yīng)用的效果來看，該設(shè)備能夠滿足鋼鐵行業(yè)的需求，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2 無料鐘爐頂

2.1 無料鐘爐頂發(fā)展概況

19世紀(jì)70年代初，森堡PW公司推出新型積木式結(jié)構(gòu)的高爐裝料裝置——無料鐘爐頂。1972年德國蒂森鋼鐵公司首次使用并罐式無料鐘爐頂，隨后無料鐘爐頂在世界范圍內(nèi)得到了迅速的推廣。19世紀(jì)80年代，PW公司相繼推出了串罐式無料鐘爐頂和串并罐式無料鐘爐頂。到20世紀(jì)，無料鐘爐頂已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，世界各地研發(fā)出不同型式的無料鐘爐頂。

就國內(nèi)而言，已經(jīng)有多家企業(yè)自主研發(fā)出無料鐘爐頂成套設(shè)備并且投入使用。例如:由寶鋼湛江、中冶賽迪、秦冶聯(lián)合研發(fā)的寶鋼湛江5 700 m3大型高爐無料鐘爐頂設(shè)備，在技術(shù)和價格上都具有明顯優(yōu)勢，為中國鋼鐵企業(yè)降低成本提供了支撐。又如秦皇島冶金機(jī)械有限公司開發(fā)的SS型無料鐘爐頂，故障率小，技術(shù)先進(jìn)。從設(shè)備使用情況來看，國內(nèi)各個公司自主研發(fā)的無料鐘爐頂都有自己的優(yōu)勢，但由于國外大型高爐無料鐘爐頂在世界上已有30多年的應(yīng)用歷史，要全面趕超國外先進(jìn)水平還需要長期的工程實踐［1，2］。

2.2 無料鐘爐頂?shù)姆诸?/h3>

無料鐘爐頂可分為并罐式、串罐式和串并罐式三種。其中應(yīng)用較多的是并罐式和串罐式。在龍鋼1號～4號高爐爐頂設(shè)備中均采用串罐式無料鐘爐頂。在無料鐘爐頂發(fā)展初期，并罐式無料鐘爐頂應(yīng)用較為普遍，該種鐘爐頂裝料能力大，但由于其采用并列的兩個上料罐分別向稱量料罐裝料，存在布料偏析現(xiàn)象，且需兩套均排壓設(shè)備，設(shè)備部件多，成本較高。串罐式無料鐘爐頂是近幾年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)。該形式的無料鐘將并罐式鐘爐頂?shù)膬蓚€上料罐合并為一個上料罐，僅由一個料罐單獨(dú)向稱量料罐內(nèi)裝料，與規(guī)格相同的并罐無料鐘爐頂設(shè)備相比，串罐式無料鐘爐頂具有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn):

1)下料口中心與高爐中心重合，實現(xiàn)了爐內(nèi)均勻布料，且可避免料流對中心喉管的集中撞擊，大大延長了設(shè)備的使用壽命。2)布料精度高，解決了并罐式無料鐘爐頂存在的偏析現(xiàn)象。3)生產(chǎn)成本降低。由于采用一個上料罐，設(shè)備部件少，故障率低、檢修維護(hù)方便，生產(chǎn)成本較低?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，串罐式無料鐘爐頂是目前廣泛采用的無料鐘爐頂型式［3］。

3 串罐式無料鐘爐頂?shù)姆诸?/h2>

根據(jù)上料罐的結(jié)構(gòu)型式，可將串罐式無料鐘爐頂分為固定料罐與旋轉(zhuǎn)料罐兩種。早期的串罐式無料鐘爐頂主要是固定料罐式，該結(jié)構(gòu)簡化了并罐式無料鐘爐頂?shù)臓t頂，但并沒有完全解決布料偏析的問題。在隨后PW公司推出的上罐旋轉(zhuǎn)式無料鐘爐頂中，通過使上料罐旋轉(zhuǎn)來解決布料偏析問題，但旋轉(zhuǎn)料罐所需減速機(jī)構(gòu)故障較多，維修困難，使用效果不佳。隨著技術(shù)的改進(jìn)，旋轉(zhuǎn)料罐式無料鐘爐頂?shù)膯栴}正在逐步被解決。

龍鋼1號～4號高爐采用的是秦皇島冶金機(jī)械有限公司和中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司在PW公司爐頂設(shè)備基礎(chǔ)上改進(jìn)的SS型及Z型無料鐘爐頂，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，故障率低，且簡化了爐頂小框架的布置，使檢修維護(hù)空間加大，維修更容易。

4 龍鋼無料鐘爐頂設(shè)備結(jié)構(gòu)分析

龍鋼1號～4號高爐爐頂設(shè)備分別采用的SS型及Z型無料鐘爐頂，其兩者最大的不同點(diǎn)是齒輪箱，其1號、2號高爐布料器的原理是主、副傳動與其機(jī)構(gòu)分別為2套相對獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，其間用于回轉(zhuǎn)支撐的鋼圈相連接，溜槽的旋轉(zhuǎn)、傾動是利用α角和β角來控制，傳動裝置是采用數(shù)字油缸編碼器來實現(xiàn)。3號、4號高爐布料器的原理與其1號、2號高爐基本相同，其不同點(diǎn)是布料器的傳動裝置是采用差動減速機(jī)，差動減速機(jī)相比數(shù)字油缸故障率較低、維修簡單。但是相比原料鐘爐頂技術(shù)先進(jìn)、性能良好。

5 結(jié)語

龍鋼成功應(yīng)用新型無料鐘爐頂?shù)膶嵺`表明，采用新型無料鐘爐頂給鋼鐵行業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，國內(nèi)高爐技術(shù)的研究為中國鋼鐵企業(yè)降低成本提供了重要支撐。隨著高爐技術(shù)的發(fā)展，高爐煉鐵生產(chǎn)也得到了快速的發(fā)展，新型的無料鐘爐頂將會受到更多企業(yè)的青睞。

［1］母 惺.新型上罐固定式串罐無料鐘爐頂在本鋼的應(yīng)用［J］.本鋼技術(shù)，2008(2):8-10.

［2］夏杰生.攜手打造大型高爐無料鐘爐頂國際品牌［N］.中國冶金報，2012-01-19(B02).

［3］周龍義.對中型高爐無料鐘爐頂幾個問題的討論［J］.鋼鐵，2002，37(sup):122-125.