高爐上料系統(tǒng)設備故障分析及改進

于仁波，王慶柱，馮義平

（萊蕪鋼鐵集團有限公司型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

高爐上料系統(tǒng)設備故障分析及改進

于仁波，王慶柱，馮義平

（萊蕪鋼鐵集團有限公司型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

針對高爐上料系統(tǒng)設備壽命低、故障率高等問題，分析認為主要是料斗、料槽等部位的襯板受料流沖刷、磨損快。針對不同工況，在稱量斗下料口部位采用耐磨陶瓷襯板；在焦炭稱量斗受料線部位采用鎢鉻鉬合金耐磨襯板；在燒結礦、球團礦稱量斗受料點應用裝甲板合金襯板；同時改進下料漏斗結構。改進后，上料系統(tǒng)襯板使用壽命提高3倍以上，高爐休風率由6.2％降至1.3％。

高爐；上料系統(tǒng)；耐磨襯板；漏斗

1 上料系統(tǒng)設備存在的問題

萊鋼型鋼煉鐵廠3座高爐上料系統(tǒng)設備主要由皮帶運輸設備、卸料車設備、篩分設備、稱量斗設備組成。上料系統(tǒng)每天轉運物料近4.5萬t，由于設備連續(xù)運轉，受大量物料沖刷，設備堆焊的耐磨襯板耐磨性差、磨損速度快，遠不能滿足生產(chǎn)需要，經(jīng)常導致物料外漏、襯板脫落等設備故障。一旦脫落的襯板卡阻爐頂上料設備，高爐無法正常布料，將直接導致高爐休風事故的發(fā)生。經(jīng)統(tǒng)計，2007～2009年，因上料系統(tǒng)設備故障導致的高爐休風率高達6.2％。具體故障點主要表現(xiàn)在3個區(qū)域：皮帶機系統(tǒng)機頭、機尾漏斗內料流沖擊面；稱量斗下料口周邊區(qū)域；卸料車導料槽內部襯板受料流沖擊點部位。

2 故障原因分析

普通堆焊耐磨襯板具有高韌性和高耐磨性，一直被應用于生產(chǎn)中，但隨著高爐冶煉強度的不斷提高，上料設備長期處于超負荷運轉狀態(tài)，致使其中的這種襯板不能滿足生產(chǎn)需要。具體磨損原因：1）高爐上料系統(tǒng)設備受大量的料流連續(xù)沖刷，導致襯板磨損速度加快；2）上料系統(tǒng)中主要物料有焦炭、生礦、球團、燒結礦等，因其中夾雜大量P、S化合物，對襯板產(chǎn)生化學侵蝕，導致襯板磨損速度加快。3）皮帶機漏斗機構存在設計缺陷。

3 改進措施

3.1 耐磨襯板材料選擇

通過對高爐上料系統(tǒng)中主要設備耐磨形式及情況的分析，依據(jù)各種耐磨材料的耐沖擊、磨損、腐蝕性能試驗，針對設備結構差異及對襯板性能要求的不同點，合理選擇襯板材料。

1）結合稱量料斗內部結構，在稱量斗下料口內側壁部位，采用尺寸為120 mm×150 mm（長×寬）、厚度30 mm的陶瓷耐磨板。耐磨陶瓷主要技術指標：①主要成分為Al2O3，氧化鋁含量≥95％；抗壓強度≥850 MPa，耐磨性能好，抗沖擊性能較低，其洛氏硬度為HRA 80～90，硬度僅次于金剛石，遠遠超過耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能，其耐磨性相當于錳鋼的266倍、高鉻鑄鐵的171.5倍。②重量輕，其密度為3.5 g/cm3，可大大減輕設備負荷。③粘接牢固、耐熱性能好。耐磨陶瓷片采用耐熱強力膠粘貼在設備內壁。在350℃下可長期運行不老化，用于粘固型產(chǎn)品的無機粘合劑耐溫750℃。④尺寸小，施工方便，能有效避免卡堵高爐上料閘、下料閘等部位和避免撕裂皮帶等惡性事故的發(fā)生。

2）對于上料系統(tǒng)設備中長時間受料流沖擊的部位，采用抗沖擊性、耐腐蝕性、耐磨性都較強的鎢鉻鉬合金耐磨襯板，應用于焦炭稱量斗內部的受料線部位。經(jīng)試驗證明，鎢鉻鉬合金襯板使用周期可達2 a以上。

3）裝甲板合金襯板：高強度合金襯板具有較強抗沖擊性能及耐磨損性，試驗證明可應用于燒結礦、球團礦稱量斗受料點位置，使用周期達16個月以上，相當于4個定修周期，經(jīng)與供貨廠家協(xié)商，將其尺寸定為400 mm×400 mm× 50 mm，且與同種材料的沉頭螺栓、墊圈等配套使用，取得了良好的效果。

3.2 下料漏斗結構改進

1）將漏斗結構形式改為箱式漏斗。利用料流的流動性，采用積料的耐磨方式替代原各種耐磨襯板。2）增加下料漏斗的有效容積，將漏斗下部積滿碎料，從而抵御料流的沖擊，有效減緩通過漏斗中的料流速度，降低料流對漏斗底部、側面沖刷點的沖擊力。3）進一步優(yōu)化機尾漏斗的尺寸，漏斗直段尺寸由原來的800 mm×800 mm改為1 400 mm×1 200 mm，避免因料斗內部長期焊補而產(chǎn)生的通頸變小，導致積料、懸料、料流堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。4）將原有漏斗壁厚加大，由原來10 mm的鋼板改為16 mm的鋼板，增加漏斗的抗沖擊、抗腐蝕強度，避免漏斗長期受料流沖擊而產(chǎn)生局部變形。5）為避免由于料線上漏斗襯板脫落而導致的皮帶損傷及引起的高爐休、慢風事故，漏斗內部無需安裝任何襯板。

4 改進效果

通過高爐上料系統(tǒng)設備耐磨材料的合理選擇及部分設備結構的優(yōu)化改造，提高了設備使用壽命和設備運行穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計，2010年高爐上料系統(tǒng)襯板使用壽命較原有堆焊耐磨襯板提高3倍以上，設備檢修周期由原來的1個月增加到6個月，因上料系統(tǒng)設備故障導致的高爐休風率由2009年的6.2％降到2010年的1.3％，明顯降低了設備的故障停機率，保障了高爐上料系統(tǒng)的運行可靠性。

TF321.3

B

1004-4620（2011）04-00479-01

2011-05-31

于仁波，男，1963年生，1984年畢業(yè)于山東冶金學院機械工程專業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼煉鐵廠副廠長，高級工程師，從事機動設備管理工作。