馬潤(rùn)森

（晉能控股裝備制造集團(tuán)中央機(jī)廠鑄造車間，山西 大同 037000）

目前，我國(guó)鑄造企業(yè)主要以電弧爐煉鋼為主，該種煉鋼方式相比于傳統(tǒng)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼方式，不僅所消耗的原料鋼鐵較少，而且在煉鋼過(guò)程中所排放的CO2量也非常少[1]。因此，電弧爐煉鋼方式被廣泛應(yīng)用。電弧爐煉鋼方式主要以廢棄鋼鐵和少量生鐵為原料，其煉鋼主要能源為電能。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋼鐵的需求量越來(lái)越大，對(duì)煉鋼工業(yè)的效率提出了更高的要求，尤其是對(duì)能量利用率、生產(chǎn)率以及電耗等方面的要求。

1 電弧爐煉鋼液壓系統(tǒng)的改造

液壓系統(tǒng)為電弧爐煉鋼中的關(guān)鍵系統(tǒng)，電弧爐的各項(xiàng)動(dòng)作均是通過(guò)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制。因此，電弧爐液壓系統(tǒng)正常與否直接決定設(shè)備能否正常運(yùn)行。目前，電弧爐液壓系統(tǒng)主要存在電弧爐傾動(dòng)時(shí)發(fā)生了非常劇烈的振動(dòng)、液壓泵的打壓工序存在滯后現(xiàn)象、無(wú)法對(duì)液壓泵的電極升降系統(tǒng)進(jìn)行在線維修等問(wèn)題。

1.1 電弧爐傾動(dòng)振動(dòng)劇烈問(wèn)題原因分析及改造

在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)電弧爐出渣時(shí)，液壓油缸會(huì)出現(xiàn)顫動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)電弧爐出現(xiàn)劇烈振動(dòng)。電弧爐出現(xiàn)劇烈的振動(dòng)，不僅會(huì)導(dǎo)致鋼渣外溢，而且還會(huì)導(dǎo)致鋼渣出現(xiàn)噴濺的現(xiàn)象，同時(shí)，劇烈的振動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致鋼渣進(jìn)入鋼包中，影響最終所煉鋼鐵的質(zhì)量。

原因分析：電弧爐傾動(dòng)對(duì)應(yīng)液壓部件的動(dòng)作為通過(guò)油缸活塞桿下移實(shí)現(xiàn)，在傾動(dòng)過(guò)程中由于液壓油缸上腔壓力在0.6 MPa上下浮動(dòng)，而該液壓系統(tǒng)中液控單向閥的啟動(dòng)壓力為0.6 MPa，導(dǎo)致液控單向閥頻繁地開(kāi)啟關(guān)閉，從而引起電弧煉鋼爐時(shí)動(dòng)時(shí)停，直接表現(xiàn)為電弧爐出現(xiàn)了振動(dòng)現(xiàn)象。

改造方案：鑒于上述由于液壓油缸上腔壓力導(dǎo)致液控單向閥頻繁開(kāi)啟或關(guān)閉，將液控單向閥的控制油管改進(jìn)為單獨(dú)控制回路，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)液控單向閥開(kāi)啟與關(guān)閉的主動(dòng)控制，其直接控制部件為二位三通的電磁球閥[2-3]。

1.2 柱塞泵打壓操作滯后問(wèn)題的原因分析及改造

目前，電弧爐柱塞泵的液壓控制回路與整個(gè)系統(tǒng)的主回路是連接在一起的。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電弧爐已經(jīng)正常啟動(dòng)，柱塞泵卻無(wú)法達(dá)到其啟動(dòng)所需的壓力，從而導(dǎo)致電弧爐出現(xiàn)傾動(dòng)、爐蓋旋轉(zhuǎn)以及電機(jī)升降動(dòng)作異常的情況。同時(shí)，由于柱塞泵打壓滯后的問(wèn)題，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)液壓泵進(jìn)行及時(shí)更換，從而影響了整個(gè)鋼鐵冶煉工藝[4-6]。

原因分析：電弧爐整個(gè)液壓系統(tǒng)主回路的液壓油的壓力設(shè)定為0.6 MPa，而對(duì)應(yīng)的柱塞泵的卸油壓力為0.4 MPa。由于主回路液壓壓力大于柱塞泵的卸油壓力，導(dǎo)致柱塞泵不能夠正常完成卸油操作，從而影響其后續(xù)的正常打壓操作。

改造方案：將柱塞泵液壓油管路與主回路分開(kāi)，為柱塞泵單獨(dú)設(shè)定一條控制回路，與液壓油箱直接連接，并將壓力控制在0.05～0.1 MPa，保證柱塞泵液壓油可正常卸載。

1.3 電極升降系統(tǒng)無(wú)法在線維修問(wèn)題原因分析及改造

在實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)法對(duì)電極升降系統(tǒng)中出現(xiàn)異常的閥組進(jìn)行單獨(dú)在線維修，只有將所有設(shè)備都停機(jī)后才能維修[7-8]。

原因分析：現(xiàn)場(chǎng)總共有4套電極升降閥組，其中3套為常用，另外1套為備用。但是，4套升降閥組均采用一個(gè)公共控制油閥門對(duì)其進(jìn)行控制。當(dāng)其中一個(gè)電極升降閥組出現(xiàn)故障時(shí)，在公共控制油閥的作用下關(guān)閉所有電極升級(jí)閥組才能夠?qū)ζ渲幸粋€(gè)出故障的閥組進(jìn)行維修。此時(shí)，備用電極升降閥組也不能夠正常運(yùn)行，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線維修。

改造措施：將現(xiàn)場(chǎng)4套電極升降閥組的控制油路采用閥門對(duì)其進(jìn)行逐一隔離。當(dāng)某個(gè)電極升降閥組出現(xiàn)故障，只需關(guān)閉其對(duì)應(yīng)的閥門，并啟動(dòng)備用電極升降閥組，即可在不停機(jī)的情況下對(duì)升降閥組進(jìn)行維修。改造后電極升降閥組液壓原理如圖1所示。

圖1 改造后的電極升降系統(tǒng)液壓控制原理圖

2 電弧爐煉鋼用氧技術(shù)的改造

2.1 現(xiàn)狀分析

目前，電弧爐煉鋼的主要生產(chǎn)工況如下頁(yè)表1所示。

表1 改造前電弧爐煉鋼主要生產(chǎn)工況

目前，電弧爐煉鋼主要采用爐門氧槍進(jìn)行供氧，由于供氧能力不足，導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)系統(tǒng)脫碳速度過(guò)慢，在煉鋼熔池中的鋼水溫度及其組分分布不均勻，在整個(gè)煉鋼工藝存在O2利用率低等問(wèn)題。

2.2 用氧技術(shù)的改造

為解決傳統(tǒng)供氧方式的供氧不足所導(dǎo)致的系列問(wèn)題，在本工程擬投入高效多位SGOB用氧技術(shù)[9]。具體實(shí)施方案如下：在電弧爐側(cè)裝一支碳粉槍、一支EBT氧槍和兩支爐壁氧槍，在偏心區(qū)域側(cè)裝一支氧槍。在上述氧槍、碳粉槍的相互配合作用下，使得電弧爐中的用氧情況達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)。具體安裝效果見(jiàn)圖2。

圖2 多位SGOB用氧改造示意圖

實(shí)踐表明，采用多位SGOB用氧技術(shù)進(jìn)行改造后，系統(tǒng)的脫碳速度明顯增加，每分鐘脫碳可達(dá)到0.10%左右，較之前的0.03%有顯著提升。同時(shí)，電耗和冶煉周期方面也有明顯提升，具體如表2所示。

表2 用氧技術(shù)改造效果

3 結(jié)論

本文重點(diǎn)對(duì)電弧爐煉鋼工藝中液壓系統(tǒng)存在的缺陷以及用氧不足的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到提高電弧爐煉鋼效率和安全性的目的，具體如下：

1）針對(duì)電弧爐煉鋼中液壓系統(tǒng)存在的不足，重點(diǎn)對(duì)電弧爐傾動(dòng)振動(dòng)劇烈、柱塞泵打壓滯后以及電極升降系統(tǒng)無(wú)法實(shí)時(shí)在線維修問(wèn)題進(jìn)行改造。

2）采用高效多位SGOB用氧技術(shù)，解決了用氧不足所導(dǎo)致的脫碳速率低、電耗大以及冶煉周期長(zhǎng)的問(wèn)題。