高路路+張繼沛+尹奎升+婁振國(guó)

摘 要：由于高爐煉鐵具有生產(chǎn)持續(xù)性很強(qiáng)的特點(diǎn)，且各種設(shè)備長(zhǎng)期處于高溫、高壓和多塵的環(huán)境中，都容易導(dǎo)致設(shè)備的損壞，甚至引發(fā)安全事故。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分析了高爐煉鐵主要工藝流程，并著重就相關(guān)設(shè)備的維護(hù)措施進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵；工藝技術(shù)；設(shè)備維護(hù)

一、高爐煉鐵的工藝流程分析

高爐煉鐵生產(chǎn)是一個(gè)非常復(fù)雜和龐大的系統(tǒng)，其設(shè)備包括了高爐本體以及上料系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、裝料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)等輔助設(shè)備所組成。一般而言，在建設(shè)投資上高爐本體約占15～20%，各類輔助系統(tǒng)則占據(jù)了80～85%左右。在生產(chǎn)中，高爐本體和各個(gè)輔助系統(tǒng)被緊密聯(lián)系在一起，通過相互配合形成了巨大的生產(chǎn)能力。

（一）高爐本體

高爐本體也是冶煉煉鐵工藝的主體設(shè)備，它是由耐火材料所砌筑成的豎立式圓筒形爐體，并由爐基、爐殼、爐襯、冷卻設(shè)備以及高爐框架等部分所組成。其中，爐基采用的是鋼筋混凝土和耐熱混凝土結(jié)構(gòu)砌筑，爐襯采用的是耐火材料砌筑，其它設(shè)備則是金屬構(gòu)件制成。在高爐的內(nèi)部共分為5段，在高爐上部設(shè)置有爐料的裝入口和煤氣的導(dǎo)出口，在下部還設(shè)置由風(fēng)口、渣口和鐵口。

（二）供料系統(tǒng)

供料系統(tǒng)的功能是準(zhǔn)確、連續(xù)、均衡的將合格原料送入到裝料系統(tǒng)中，保證高爐煉鐵的原料需要。它主要由貯礦槽、貯焦槽、給料機(jī)、振動(dòng)篩以及稱量裝置等設(shè)備組成。

（三）上料系統(tǒng)

上料系統(tǒng)功能是將料倉(cāng)輸出的原料、燃料以及熔劑進(jìn)行系統(tǒng)篩分，然后再按照一定的比例輸入到裝料系統(tǒng)當(dāng)中，它主要由運(yùn)料車、卷?yè)P(yáng)機(jī)、斜橋等設(shè)備組成。

（四）裝料系統(tǒng)

裝料系統(tǒng)的主要功能是將爐料裝入高爐中，使其在爐內(nèi)合理分布，并具有防止?fàn)t頂煤氣外泄的功能。根據(jù)爐頂型式的不同，裝料系統(tǒng)的設(shè)備也有所區(qū)別。其中，鐘式爐頂?shù)难b料系統(tǒng)主要由受料漏斗、旋轉(zhuǎn)布料器、料鐘、料斗等設(shè)備組成；而無(wú)料鐘爐頂?shù)难b料系統(tǒng)，則主要由料罐、密封閥、溜槽等設(shè)備所組成。

（五）送風(fēng)系統(tǒng)

送風(fēng)系統(tǒng)功能是為高爐煉鐵提高充分、連續(xù)的熱風(fēng)，它主要由鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐、管道、閥門等設(shè)備所組成。

（六）煤氣凈化系統(tǒng)

煤氣凈化系統(tǒng)的功能是對(duì)高爐生產(chǎn)過程中煤氣的回收利用，使車間內(nèi)含塵量能低于10mg/m3，以滿足生產(chǎn)和人體健康的要求。它主要由重力除塵器（或者是靜電除塵、布袋除塵器）、脫水器、洗滌塔等設(shè)備組成。

二、高爐煉鐵中相關(guān)設(shè)備的維護(hù)措施

本文主要以日常生產(chǎn)中，較容易出現(xiàn)損壞問題的爐體和出鐵口為例，就其相關(guān)維護(hù)措施進(jìn)行了分析與探討。

（一）爐體的維護(hù)措施

為了盡量延長(zhǎng)爐體的正常使用壽命，在投產(chǎn)時(shí)就應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的維護(hù)措施：

1.建立完善的爐體監(jiān)控設(shè)施

在高爐設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)建立完善的爐體監(jiān)控設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)爐體各部位的溫度監(jiān)測(cè)和侵蝕程度的監(jiān)測(cè)。以現(xiàn)代化高爐為例，在爐體上可共設(shè)置約20～30層約300多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，并將裝置與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)相連接，以便于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.維持合理的高溫煤氣流分布

在高爐煉鐵生產(chǎn)中，應(yīng)始終維持合理的高溫煤氣流分布，盡量避免和控制在生產(chǎn)中出現(xiàn)對(duì)高爐正常壽命有嚴(yán)重影響的邊緣煤氣流。合理的高溫煤氣流分布應(yīng)力求達(dá)到中心開放型，這樣不僅能保證爐況順行、爐溫充沛、煤氣利用效率高，而且對(duì)于爐體的爐墻也是很好的保護(hù)，既不會(huì)對(duì)爐墻嚴(yán)重腐蝕，也不會(huì)結(jié)厚。

3.加強(qiáng)爐底冷卻控制，加強(qiáng)熱流強(qiáng)度監(jiān)控

加強(qiáng)爐底冷卻控制的作用，是使?fàn)t體的基礎(chǔ)和爐殼能遠(yuǎn)離1150℃等溫線。其中，風(fēng)冷爐底的溫度適宜控制在250～280℃以下，水冷爐底的溫度則適宜控制在100℃以下，自然通風(fēng)爐底的溫度則應(yīng)控制在400℃以下。

由于高爐各部件結(jié)構(gòu)和耐火材料的不同，以及生產(chǎn)條件的差異，都會(huì)導(dǎo)致各部件熱流強(qiáng)度有所差別。我們必須密切監(jiān)控?zé)崃鲝?qiáng)度的變化情況，以避免熱流強(qiáng)度值超過安全臨界值，而導(dǎo)致部件燒穿的可能。

4.灌漿與噴補(bǔ)

當(dāng)爐體出現(xiàn)局部侵蝕嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用灌漿或噴補(bǔ)的方法來恢復(fù)爐襯，以改善生產(chǎn)指標(biāo)，并延長(zhǎng)爐體的使用壽命。其中，灌漿維護(hù)多在高爐休風(fēng)期間，從爐殼的外部鉆孔，并插入噴嘴，用泥漿泵壓入膏狀的耐火型泥料，在灌漿前還應(yīng)測(cè)定好灌漿的范圍和噴嘴的數(shù)目；而噴補(bǔ)則是在高爐內(nèi)部往損壞的爐襯上噴補(bǔ)不定形耐火材料的方法。

（二）出鐵口的維護(hù)措施

在高爐投產(chǎn)運(yùn)行以后，由于受到渣、鐵的沖刷以及化學(xué)侵蝕，出鐵口附近的磚襯會(huì)很快侵蝕，當(dāng)侵蝕蔓延到冷卻壁附近時(shí)，就會(huì)對(duì)高爐安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的威脅。因此，必須對(duì)出鐵口采取有效的維護(hù)措施，主要包括了以下幾方面：

1.在每次出完鐵以后，應(yīng)當(dāng)選擇性能優(yōu)異的耐火泥，用泥炮將其打入到爐內(nèi)一定的深度。這樣不僅能起到對(duì)孔道的堵塞作用，而且還能在侵蝕部位形成泥包，以彌補(bǔ)鐵口區(qū)域磚襯的侵蝕。要求所選擇的耐火泥應(yīng)具備良好的耐火度與耐侵蝕性，而且還應(yīng)具備一定的透氣性與導(dǎo)熱性。

2.每次出鐵時(shí)，應(yīng)盡量出凈鐵、渣，通常要求實(shí)際出鐵量和理論出鐵量的差值不宜大于15%。但是也不能為了出鐵，而過分噴吹出鐵口，這對(duì)于鐵口有著嚴(yán)重的損害，尤其是在高壓操作時(shí)嚴(yán)禁大噴吹鐵口。

3.出鐵口的角度應(yīng)當(dāng)設(shè)置合理。通過設(shè)置合理的出鐵口角度，能使?fàn)t缸內(nèi)留存一定量的殘鐵，不僅能對(duì)爐底起到保護(hù)作用，而且也可以使出鐵口處的泥包更加穩(wěn)定堅(jiān)固。

三、總結(jié)

在高爐的日常生產(chǎn)操作中，必須做好對(duì)高爐煉鐵相關(guān)設(shè)備的檢查與維護(hù)工作，這不僅有利于延長(zhǎng)設(shè)備的正常使用壽命，而且能有效保障高爐煉鐵生產(chǎn)的安全性和持續(xù)性，從而為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。