延長高爐設備檢修周期技術措施的實踐探索

魏波

（安陽鋼鐵集團有限責任公司，河南 安陽 455000）

摘　要：高爐是鋼鐵冶煉生產(chǎn)過程中的核心設備，高爐設備運行狀態(tài)直接影響作業(yè)效率、產(chǎn)品質量與企業(yè)效益。然而，在高爐設備投運使用期間，受多方面因素影響，需頻繁開展設備檢修作業(yè)，影響到正常生產(chǎn)活動的開展。因此，為改善企業(yè)生產(chǎn)情況，文章以高爐設備檢修為切入點，結合自身工作經(jīng)驗，探討制約高爐設備檢修周期的主要因素，提出相應技術措施，旨在延長高爐檢修周期，實現(xiàn)大計劃、長周期檢修目標。

關鍵詞：高爐設備；檢修周期；技術措施

1　制約高爐設備檢修周期的主要因素

1.1 爐頂系統(tǒng)

在傳統(tǒng)設備檢修模式中，受到爐頂設備性能限制，將檢修周期設定為 2~3 個月，如果檢修間隔時間超過這一期間，容易在性能薄弱部位出現(xiàn)設備老化速度加快、磨損嚴重、料罐襯板抖動的問題，使爐頂設備使用壽命縮短，嚴重時引發(fā)多項故障問題出現(xiàn)。爐頂設備的性能薄弱部位包括氣密箱、上下料罐襯板與均壓放散閥三處。首先，氣密箱內部設有潤滑泵，運行期間重復執(zhí)行布料溜槽打料、自動加油的動作，起到潤滑效果，但由于油泵可儲油量有限，單次注入油量至多可使用100 天，常出現(xiàn)油料泄露等突發(fā)情況，進一步縮短了爐頂氣密箱檢修周期。其次，爐頂設備多為高碳合金材料制成，這類材質爐頂設備的抗沖擊、耐磨損效果并不理想，在使用期間受到復雜作業(yè)條件影響，出現(xiàn)嚴重磨損，需頻繁更換全新設備或修補磨損部位，以爐料沖擊部位的磨損問題嚴重。臨末，均壓放散閥在高爐運行期間重復執(zhí)行閥門啟閉動作，起到控制料罐沖壓放散、保證高爐正常上料的效果。然而，部分老舊型號高爐設備采取閥板-閥座硬接觸的落后密封方式，使用若干定位塊將閥門支撐，在均壓放散閥使用期間，定位塊持續(xù)受到關閥振動力與氣流沖擊力作用影響，隨著時間延長，出現(xiàn)定位塊松動脫落、閥門關閉不嚴的問題。

1.2 沖渣系統(tǒng)

在高爐設備運行期間，沖渣系統(tǒng)設備長時間與高度腐蝕性的焦化廢水直接接觸，設備嚴重腐蝕，不得不頻繁更換受損設備、修補防腐保護層，將沖渣系統(tǒng)的檢修周期限制在 2 個月左右，可設定在 3 個月，如果未及時開展檢修，將出現(xiàn)管道破裂、閥門失效等故障問題。根據(jù)實際生產(chǎn)情況，沖渣系統(tǒng)中的循環(huán)泵閥門與配套管道的檢修周期為 2 個月，沖渣設備檢修周期在 2~3個月，?；喲b置的檢修周期為 3 個月。

1.3 其他高爐系統(tǒng)設備

根據(jù)高爐檢修工作情況來看，除高爐爐頂、沖渣系統(tǒng)等核心設備外，系統(tǒng)泵房、主皮帶傳動系統(tǒng)等其他系統(tǒng)設備的工況穩(wěn)定性較差，沒有滿足實際生產(chǎn)需要，或是頻繁出現(xiàn)故障問題。以國內鋼鐵企業(yè)的 2000 m³ 級和4000 m³ 級高爐設備為例，某些 2000 m³ 級高爐設備存在軟水量過少的問題，高爐在高強度冶煉運行工況時的爐體水流量超過 4500 m³ /h，而系統(tǒng)泵房所能承受的軟水流量僅為 4000 m³ /h，因缺少軟水，出現(xiàn)爐缸工作溫度過高、碳磚侵蝕程度嚴重的問題，且高爐爐體使用壽命有所縮短。同時，4000 m³ 級高爐設備存在主皮帶傳動系統(tǒng)過幅振動的問題，電機與減速機等設備在振動作用下出現(xiàn)故障問題，對高爐上料效果造成影響，雖然該企業(yè)采取灌漿加固設備底座的方法，但實際處理效果并不理想。

2　延長高爐設備檢修周期的技術措施

2.1 爐頂設備檢修技術攻關

（1）氣密箱。目前來看，多數(shù)型號高爐設備均采取氣密箱雙泵潤滑方式，在箱內傾動軸部位各設置一個潤滑泵與配套油管，受到潤滑油泵數(shù)量限制，儲油量有限，在全天候給油潤滑條件下至多可支撐 100 天。針對這一問題，可以對氣密箱結構進行優(yōu)化改進，將原本的雙泵潤滑方式調整為三泵潤滑或是四泵潤滑，額外設置 1~2 個潤滑油泵與配套油管，通過增加儲油量的方法來延長氣密箱設備檢修周期，理論層面上，可以將檢修周期延長至 150 天或 200 天，但這會提高氣密箱結構復雜程度。此外，高爐設備的爐內作業(yè)條件較為復雜，長時間處于高溫高壓條件，并產(chǎn)生大量粉塵，這也是氣密箱潤滑油泵全天候工作、給油的根本原因。

因此，可選擇采取改善氣密箱各部件冷卻效果及轉動部位密封的措施，改善氣密箱在爐內作業(yè)的條件、減少氣密箱加油量與加油頻率，間接延長氣密箱檢修周期。

（2）上下料罐襯板。為解決上下料罐襯板承受過強沖刷力、落料點老化磨損速度過快、需要頻繁更換全新襯板的問題，應從料罐襯板優(yōu)化設計、表面附加磨料保護層、應用耐磨瓷片的技術改進措施。

第一，料罐襯板優(yōu)化設計措施是對襯板磨損嚴重部位的規(guī)格尺寸進行調整，適當減小易磨損襯板環(huán)的高度，或是對料罐襯板結構、材質進行調整。根據(jù)實際效果來看，對襯板結構、材質的優(yōu)化改進，可以全面強化襯板的耐磨性，但襯板表面性能的提升幅度有限，如果無限制使用新型耐磨材料來改造整體襯板，會產(chǎn)生高昂成本。

第二，表面附加磨料保護層措施是在襯板表面加裝一層保護層，采取局部強化襯板耐磨性能方法。如某鋼鐵企業(yè)選擇在料罐襯板表面加裝 Q345 低合金鋼強度板，與原有襯板共同形成魚鱗狀結構，將單段鋼板的長寬度保持在 400 mm 與 100 mm 內，相鄰兩段鋼板間隙在 90 mm 內，由板層間爐料替代襯板承受沖擊作用。

第三，應用耐磨瓷片措施是在襯板表面鋪貼由Al2O3 材料制成的特種剛玉陶瓷片，此類陶瓷的洛氏硬度高達 85~90 HRC，同一工況條件時的耐磨性能為錳鋼280 倍，可以保持 10 年左右使用壽命，有效適應高溫、高壓環(huán)境。然而，特種剛玉陶瓷有著易破碎、無法采取襯板開孔方式或強力膠粘貼方式來固定陶瓷片的局限性，可采取襯板表面焊接鋼方盒，在方盒底座涂刷強力膠粘固陶瓷片的安裝方法。

（3）均壓放散閥。對于均壓放散閥，可采取改進密封方式、調整閥板關閉方向和改變支撐形式的技術措施。其中，將密封方式改進為軟密封加裝一道硅膠密封圈，保持閥座與硅膠密封圈的緊密貼合狀態(tài)。將閥板關閉方向由原先的朝高爐內部氣流流向調整至逆氣流方向，以此來減輕閥板在執(zhí)行開啟、閉合動作時的磨損程度。將閥板支撐結構由若干定位塊固定方式改變?yōu)殚y板主軸一體化支撐方式，解決定位塊受振動影響頻繁松脫掉落的問題。

2.2 沖渣設備檢修技術攻關

（1）單泵沖渣。現(xiàn)有高爐沖渣系統(tǒng)普遍設置 4 臺循環(huán)泵，將循環(huán)泵分為 2 組，定期切換兩組循環(huán)泵的投用、備用工作狀態(tài)，在循環(huán)泵切換期間，閥門和管道將受到水渣沖擊力與焦化廢水腐蝕作用影響，由此出現(xiàn)泄漏問題。因此，需要對高爐沖渣方法加以改造，將原本的多臺循環(huán)泵進行功能整合處理，減少循環(huán)泵數(shù)量，設置一臺循環(huán)泵獨立開展沖渣作業(yè)，以及對噴嘴、渣溝等部位結構進行優(yōu)化改進，重點體現(xiàn)沖制點合理性與爐渣流動順暢性，這將起到減輕管道閥門磨損量、保證設備穩(wěn)定運行的作用，延長檢修周期。

（2）改善設備耐磨性能。為解決沖渣系統(tǒng)設備磨損速度過快的問題，應使用新型耐磨材質的設備裝置，從根源上解決這類問題，延長沖渣設備的使用壽命。例如，對于粒化池，可涂抹耐磨陶瓷涂料。對于?；ǖ?，可選擇使用陶瓷金屬復合材質和耐磨合金材質制成的通道。對于沖渣閥門設備，則使用滲碳化鎢鋼材質制成的閥件。如此，可以將沖渣設備實際使用壽命從 2~3 個月延長至 6~12 個月不等，以此來延長沖渣設備檢修周期，并具備同步開展沖渣、爐頂與其他高爐設備檢修作業(yè)的 條件。

2.3 其他高爐設備檢修技術攻關

（1）高爐強化冷卻改造。針對高爐軟水量無法滿足高強冶煉生產(chǎn)需要的問題，應采取強化冷卻改造措施，將高爐軟水系統(tǒng)的一路供水方式改變?yōu)槎嗦饭┧绞?，通過對應冷卻壁直冷管流向高爐爐體、爐底等部位，并控制軟水始終保持循環(huán)流通狀態(tài)，以此來改善高爐冷卻效果，在實際軟水流量稍低于爐體水流量的條件下，也可以滿足生產(chǎn)需要，有效控制爐缸溫度。例如，某些企業(yè)已將 2000 m³ 級軟水系統(tǒng)改造為兩路供水，一路 600 m³ /h 軟水流向高爐底部，另一路 3400 m³ /h 軟水流向高爐爐體，額外設置加壓泵設備，對高爐爐底回流軟水進行加壓處理，將處理后的軟水用于冷卻局部爐體，在加壓作用下，軟水流速大幅增加，由此取得理想的循環(huán)冷卻效果。

（2）主皮帶永磁渦流柔性傳動改造。針對主皮帶傳動系統(tǒng)過幅振動的問題，可采取永磁渦流柔性傳動技術，對原有主皮帶系統(tǒng)進行升級改造，去除系統(tǒng)中的液力耦合器等設備，加裝永磁調速器，以磁力連接方式來取代原有的機械連接方式，在永磁調速器控制下形成磁場，基于感應電流磁場與永磁場的相互作用力，形成磁力矩、帶動轉子旋轉和輸出扭矩，實現(xiàn)動力傳遞，使主皮帶傳動系統(tǒng)和配套電機、減速機等設備可以在無振動條件下完成生產(chǎn)任務。

3　延長高爐設備檢修周期的幾點建議

3.1 優(yōu)化作業(yè)操作方法

在高爐設備檢修工作展開前，檢修人員應根據(jù)自身的工作經(jīng)驗選擇相應的檢修方法，以此強化檢修工作質量及水平。其次，應擬定科學完善的檢修方案，對檢修標準工藝要求、檢修工具使用要點加以明確，充分考慮到檢修過程中極易出現(xiàn)的各項問題，通過事前控制措施對其加以解決。

3.2 科學選擇檢修材料

在高爐設備檢修期間，各類檢修材料的質量也能夠對檢修工作質量產(chǎn)生不可忽視的影響。以螺絲材料為例，在檢修過程中，不同種類螺絲的性質會存在著明顯的差異，一旦未做好螺絲材料的選擇工作，雖然短時間內檢修工作能夠達到標準，但在長時間運行過程中，螺絲性能將會對高爐設備的功能發(fā)揮產(chǎn)生負面影響。

在各項檢修工作展開前，應根據(jù)檢修工作要求，選擇相應的檢修材料進行使用，以此延長高爐設備使用年限。此外，通過檢修材料質量控制措施，還能夠為后續(xù)檢修工作的展開提供有利的條件。

3.3 科學選擇檢修工具

在高爐設備檢修過程中，檢修工具的重要作用也不容忽視?？茖W合理的對檢修工具加以應用不但能夠降低檢修人員工作壓力，還能夠提升檢修工作效率。例如，在主卷揚鋼絲繩更換期間，可通過彎形裝置使鋼絲繩更換過程更加安全高效。

3.4 優(yōu)化配置檢修人員

在檢修人員配置過程中，應對各檢修人員的責任加以明確，以此使檢修人員養(yǎng)成良好的工作態(tài)度。其次，應根據(jù)檢修工作要求，做好人員分配工作。此外，還可將檢修過程與績效相互結合，以此使檢修人員能夠全身心的投入到工作當中，避免返工問題出現(xiàn)。臨末，高爐設備檢修過程極為繁瑣，檢修過程涉及多個工種，應做好相應的培訓工作，使檢修人員充分掌握各項檢修工作要點。當設備出現(xiàn)臨時狀況時，應及時采取措施加以解決。通過這種方式不但能夠提高高爐設備檢修工作效率，還能夠確保檢修過程更加安全。

3.5 做好檢修記錄工作

在高爐設備檢修過程中，檢修人員還應做好相關信息記錄工作，及時對檢修過程中出現(xiàn)的故障問題加以總結，明確故障問題產(chǎn)生的原因，隨后好后續(xù)此類故障應對方案擬定工作。當后續(xù)再次出現(xiàn)此類故障時，能夠及時采取有效的措施對其加以解決。

4　結語

綜上所述，為同步實現(xiàn)保證高爐設備穩(wěn)定運行、延長高爐檢修周期、降低設備檢修成本與減輕工作量的目標。鋼鐵冶煉企業(yè)必須對高爐設備檢修周期問題予以高度重視，深入了解高爐檢修周期過短問題的產(chǎn)生原因，針對性落實爐頂設備、沖渣設備與其他高爐設備的技術改造措施，始終維持高爐設備的良好運行工況，做到對癥下藥。

參考文獻

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（來源：冶金信息裝備網(wǎng)）

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