布料溜槽的“整形術”
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首鋼通鋼集團通化鋼鐵公司的7號高爐是該公司第一座2000m3以上的大高爐,高爐容積為2680m3。高爐于2007年9月投產以來,各項指標不斷攀升,高爐保持在良好的運行狀態。 布料溜槽是高爐無料…
首鋼通鋼集團通化鋼鐵公司的7號高爐是該公司第一座2000m3以上的大高爐,高爐容積為2680m3。高爐于2007年9月投產以來,各項指標不斷攀升,高爐保持在良好的運行狀態。
布料溜槽是高爐無料鐘爐頂設備的重要組成部分,是高爐布料操作的重要設備,但是布料溜槽因為設計上是采用PW圖紙,制作工藝一般以其原圖為主。而實際上高爐操作多以發展中心氣流為主,這樣就造成布料溜槽受熱溫度過高,爐內溫度在400攝氏度~800攝氏度。PW原圖紙要求爐頂條件為:正常生產定溫是150攝氏度~250攝氏度;在高爐出現事故的條件下,溫度不高于600攝氏度,一年不超過20次,每次不超過30分鐘。溜槽設備滿足不了現階段高爐工藝生產要求,須進行優化改進。
設計不合理亟待改進
布料溜槽的上料過程是:爐料由上料主皮帶送到爐頂,由固定受料斗經上料閘進入稱量料罐,通過下料調節閥調節后的料經布料器、中心喉管、布料溜槽按照高爐工藝要求裝入高爐。無料鐘布料溜槽的耐磨原理是:落料區為料打料結構,襯板為堆焊耐磨材料,具有雙重保護作用;料流區襯板為堆焊耐磨合金。
改造前,布料溜槽表現出一些不適應生產的狀況:
一是爐頂布料溜槽設計不合理,高爐爐內操作以發展中心氣流為主,致使溜槽在使用過程中集中受熱,鵝頭與槽身連接的支撐板經常變形斷裂,或掉入爐內,被迫無計劃檢修、搶修。
二是內部襯板拋料點處磨損量大,而提前檢修更換。
三是由于溜槽使用時間短(一般使用平均在6個月),造成設備備件費、維修費用消耗增加,高爐冶煉成本增加,不利于企業降本增效。
造成這些狀況的原因主要是溜槽存在的問題:其一,爐頂布料溜槽由于設計不合理,鵝頭長度短至720mm,與槽身連接又為兩排M24螺栓連接,支撐板也是兩個M24螺栓,板厚為30mm,螺栓孔為25mm,支撐板螺栓孔兩邊各剩2.5mm厚度連接,連接單薄。槽身和支撐板受力集中在連接處,再加上中心溫度高,支撐板螺栓孔處受熱變形,并發展為開裂、斷裂。其二,鵝頭與槽身、支撐板連接螺栓也受熱變形拉伸變細,使連接處活動間隙變大受力磨損,也進一步導致支撐板連接螺栓孔開裂、斷裂,同時因為有間隙后煤氣流穿透磨損加劇。其三,溜槽內襯板雖然設計是料打料合金襯板,但堆焊耐磨材料薄,致使拋料點處襯板在短時間內磨損大進而磨漏。其四,溜槽槽身出口窄,下料時槽身存料多,尤其是焦炭容易向外亂射,導致工藝操作數據不準確,同時氣密箱旋轉力矩增大,電流過高。其五,槽身背部護板薄,爐內高溫處受熱短時間內易變形嚴重。
改造結構延長使用壽命
經過與相關專家研討,通鋼結合現有生產狀況,對整個布料溜槽結構重新進行設計改造,使其結構更合理、設備更耐磨、使用時間更長。
布料溜槽主要有以下幾部分構成:鵝頭體、基體、中部襯板、迎料襯板、下部導料板、護板、橫梁及加固板。具體的改造內容包括:
第一,基體母板厚度由10mm增加到16mm,槽身厚度增加33%。
第二,鵝頭長度由原來720mm增加到820mm,使其槽身與鵝頭連接,改為3排螺栓連接,螺栓數量增加了50%,螺栓由原來的M24改成M27且螺栓強度增加11.4%,材質由1Cr18Ni9改成耐熱白鋼304,鵝頭與槽身整體連接強度增加了50%。
第三,槽身與鵝頭連接受力最大部位增加30mm厚的加固板,同時支撐板厚度由30mm改為50mm,形式由原來的階梯型改成整板長方形。
第四,槽身外護板由原來的保護板厚度6mm增加到8mm,槽身外護板在溜槽燒損最大部位的厚度增加25%,其材質換成耐火度更好的材料,原來的1Cr18Ni9改成耐熱白鋼310S,耐高溫達1150攝氏度以上。
第五,槽身、加固板形式變化為出口放寬了一半,使旋轉力矩變小。
第六,堆焊耐磨層厚度增加25%,在其上面又加鋪一個耐磨弧形板,耐磨性大大增加。
第七,溜槽使用壽命可增加到12個月以上。
降本增效經濟效益凸顯
改造溜槽1臺:改造前設備采購費用65萬元,改造后設備采購費用為76萬元,每臺溜槽增加成本11萬元。改造前由于溜槽使用周期在6個月左右,改造后使用周期可延長至1年以上,按1個使用周期12個月更換2次計算,可節省備件年創效益達到54萬元。
詳細計算改造后減少高爐產量和焦炭損失、節省檢修費用及風口中小套等備件損失等方面創造的經濟效益一年總計可達到199.57萬元。而且實踐表明,改造后的溜槽是7號高爐投產后在線使用時間最長的一個。新上溜槽也是改造以后的溜槽,目前一直在線使用。