永通公司1號豎爐中修改造

王 麗， 王迎坤， 白艷強

（安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責任公司， 河南 安陽 455133）

永通公司1號豎爐中修改造

王 麗， 王迎坤， 白艷強

（安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責任公司， 河南 安陽 455133）

永通公司針對其1號豎爐由于長時間運行在工藝部分和設備部分出現(xiàn)的問題，分別進行了改造，改造效果和經(jīng)濟效益顯著。不僅減少了濕球入爐及爆裂現(xiàn)象的發(fā)生，提高了球團礦的產(chǎn)質(zhì)量和設備作業(yè)率，降低了工人的勞動強度，而且每年可增效220.63萬元。

豎爐 球團礦 齒輥系統(tǒng) 排料設備 布料設備 導墻

永通球墨鑄鐵管有限責任公司（全文簡稱永通公司）1號豎爐于1998年9月投運，并在2006年7月進行一次中修，至今又運行了近8年的時間，其工藝設備均出現(xiàn)了問題，于是制定出切實可行的方案，對1號豎爐進行中修改造。改造后，改善了爐內(nèi)氣流分布，提高了設備作業(yè)率，降低了工人勞動強度，球團礦產(chǎn)量明顯提高。

1 1號豎爐系統(tǒng)介紹

1號豎爐是一個中等爐身豎爐，其設備主要有豎爐爐體、布料及排料設備、齒輥及其液壓傳動系統(tǒng)、二次冷卻設備。

豎爐爐體由燃燒室和爐膛兩部分組成。1號豎爐南北長6 535 mm，東西長5 068 mm。燃燒室有2個，東西各1個，南北走向，直徑為2 860 mm，長度為6 580 mm，每個燃燒室有2個通道與分配室相連，單個通道面積為1.6 m2。

采用復式布料車作為布料設備。此布料車實際上是一條膠帶運輸機在爐頂干燥床脊上來回運動，同時將生球布下。排料設備為密封式電振動給礦機，將球團礦均勻、連續(xù)排出，遇到爐況要求大量排料。在排料設備與爐體交接處密封良好，嚴防爐內(nèi)冷卻風逸出。

齒輥系統(tǒng)是設在爐底的靠液壓傳動的一組齒輪，嚴格地說是一種排料設備，經(jīng)過焙燒的球團礦通過齒輥間隙，落到漏斗。1號豎爐齒輥系統(tǒng)為“四動三靜”，即采用4根扒輥、3根固定梁，扒輥之間利用連桿連接，通過兩臺液壓缸與連桿之間的連接來控制扒輥的轉(zhuǎn)動，扒輥的轉(zhuǎn)動為兩根同向（1、3同向，2、4同向）。二次冷卻設備為冷卻倉。

2 1號豎爐存在的問題

2.1 工藝部分存在的問題

1）導風墻老化，出現(xiàn)蝕洞，其穩(wěn)定性受到嚴重破壞，導致導風墻坍塌、脫落，致使振動器下料嘴卡磚。每掉一塊磚，將導致振動器下料嘴卡料一次，需停爐處理，影響豎爐正常生產(chǎn)。同時，1號豎爐導風墻寬800 mm，其通風孔尺寸為400 mm×520 mm，總通風面積為1.872 m2，通風面積較小，制約冷風流量的增加。

2）爐頂烘床梁管路“北高南低”，爐膛北側(cè)為布料入口端，“北高”造成北側(cè)料層厚度較薄，對皮帶損傷較大，經(jīng)常造成布料跑車帶扣焦化，降低皮帶使用壽命，且需頻繁扎帶扣。

3）1號豎爐烘干床傾角為37°，在實際生產(chǎn)中，生球在烘干床上的下滑速度較快，干燥時間短，易使?jié)袂蛉霠t，造成生球堆積粘連，透氣性惡化，影響焙燒操作和成品礦產(chǎn)質(zhì)量。

4）1號豎爐燃燒室有兩個，每個燃燒室各有1個PW4500型和1個PW4800型高爐煤氣專用燒嘴。兩個不同型號的燒嘴閥門開合程度不同，不利于燃燒室內(nèi)燃氣的均勻燃燒。同時，燒嘴型號不統(tǒng)一，備件管理復雜。

2.2 設備部分存在的問題

1）1號豎爐現(xiàn)在所用排料齒輥系統(tǒng)為“四動三靜”，即采用4根扒輥、3根固定梁，扒輥與固定梁之間的間隙為180 mm。扒輥以上的料較松散，料柱透氣性較好，但固定梁以上的料柱透氣性較差，影響球團礦的產(chǎn)質(zhì)量。同時由于固定梁不動，只有扒輥單側(cè)動，所以在排料過程中容易產(chǎn)生死角，造成卡料、積料甚至結(jié)塊，一旦結(jié)塊變大影響正常排料時，就必須停機處理，處理一次需要一天時間，如積料嚴重則需要兩天，不僅增加了工人的勞動強度，而且影響了球團礦的產(chǎn)質(zhì)量。

2）1號豎爐扒輥的的直徑為Φ520 mm，總長為3 581 mm，扒輥密封部位的長度不夠，只有120 mm，僅能壓4道盤根，經(jīng)常發(fā)生跑風現(xiàn)象；同時，扒輥較細，使用壽命短，只有1年，備件費用較高。

3 改造內(nèi)容

3.1 工藝部分的改造

1）將1號豎爐爐體內(nèi)的導風墻及大水梁加寬，由原來的800 mm加寬到930 mm，其內(nèi)部通氣孔尺寸由400 mm×520 mm擴大到400 mm×580 mm，總通風面積由原來的1.872 m2增加到2.088 m2。導風墻磚采用L-65高鋁材質(zhì)（其理化指標見表1），其尺寸偏差符合高鋁磚尺寸允許偏差及外形（GB 2988—87）之規(guī)定，磚的取樣、驗收按YB 367—75《耐火制品取樣、驗收、保管和運輸規(guī)則》進行。

表1 L-65高鋁導風墻磚的理化指標

2）調(diào)整1號豎爐烘床梁管路走向，改烘床北側(cè)為下降管，南側(cè)為上升管，即改造成“南高北低”，使北側(cè)入料端料層厚度增加，減小對跑車皮帶的影響，提高皮帶及帶扣使用壽命，降低勞動強度。

3）永通公司豎爐烘干床為屋脊形，烘干床傾角一般在35°～40°。將1號豎爐烘干床傾角由37°降為35°。適當減緩烘干床角度，有利于控制生球下滑速度，延長干燥時間，減少入爐濕球，改善爐內(nèi)透氣性。

4）更換燃燒室燒嘴，統(tǒng)一采用PW4800型高爐煤氣專用燒嘴。型號統(tǒng)一有利于燃燒室內(nèi)燃氣的均勻燃燒，也有利于對備品備件的統(tǒng)一管理。同時該燒嘴中煤氣和空氣的送入均為直流形式，出口處無局部強回流，不易堵塞，可保證煤氣和空氣充分混合，得到較高的燃燒效率，提供更加穩(wěn)定充沛的熱量，滿足生產(chǎn)需要。

3.2 設備部分的改造

1）排料齒輥系統(tǒng)由原來的“四動三靜”布置改為“六動”布置，即不再用固定梁，全部使用6根扒輥，相鄰扒輥間的間隙為160 mm，爐膛南北端各加焊一根小水梁以縮短爐皮與扒輥間隙，扒輥之間仍利用連桿連接，通過兩臺液壓缸與連桿之間的連接來控制扒輥的轉(zhuǎn)動，扒輥的轉(zhuǎn)動為三根同向（1、3、5同向，2、4、6同向）。

2）將1號豎爐扒輥加粗加長，由原來的直徑520 mm、長3 581 mm改為直徑560 mm、長3 850 mm，即同3號豎爐所用扒輥相同。加長后增加密封長度到240 mm，盤根數(shù)量由4道增加到8道；采用通水密封，減少密封跑風、跑灰現(xiàn)象。

4 改造效果

1）導風墻的加寬增加了11.5%的通風面積，有利于爐膛內(nèi)透氣性的改善，降低燃燒室的壓力，增加球團礦產(chǎn)量（見表2）。

2）烘床梁管路改造后爐內(nèi)氣流順暢，跑車皮帶使用壽命由原來的3個月增加到5個月，帶扣更換次數(shù)也由原來的1次/月減少到1次/1.5月，提高了設備作業(yè)率，降低了工人勞動強度。

3）烘干床傾角的適當降低減緩了生球的下滑速度，提高了生球的干燥效果，減少了濕球入爐及爆裂現(xiàn)象的發(fā)生。

4）燒嘴更換后，助燃風量及煤氣流量增加，燃燒充分，熱量滿足穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)需要。

5）排料齒輥改為“六動”后，扒料和破塊效果明顯提高，爐內(nèi)的透氣性增加，減少了料柱死角和結(jié)塊的產(chǎn)生，扒輥壽命能達3年。同時，扒輥尺寸與3號豎爐扒輥統(tǒng)一，有利于備件的存用，方便檢修之用。

表2 1號豎爐中修前后的工藝參數(shù)對比

5 經(jīng)濟效益分析

在1號豎爐中修改造中，備件費用為66.03萬元，材料費用為33.1萬元，耐火材料費用為75萬元，總計費用為174.13萬元。

1號豎爐中修改造后日均產(chǎn)礦1 280 t，較改造前1 100 t/d提高了16%的產(chǎn)能，按作業(yè)率94%、每噸球團礦利潤30元計算，每年可增加產(chǎn)量效益（1 280-1 100）×365×94%×30=185.27萬元。

烘床梁管路改向后，跑車皮帶使用壽命增加，帶扣更換次數(shù)減少，每次更換皮帶需要2 h，每次更換帶扣需要1 h，則每年減少產(chǎn)量損失［（12/3-12/5）×2+（12-12/1.5）×1］×1 280×30=1.15萬元。

同時，項目攻關(guān)后減少了由于卡料等造成的非計劃停爐問題，跑風現(xiàn)象減少，作業(yè)率提高。改造前結(jié)塊現(xiàn)象每年出現(xiàn)2～3次，每次處理需要1～2 d，則每年減少產(chǎn)量損失3×2×1 280×30=23.04萬元。

此外，齒輥改為“六動”后，扒輥使用壽命延長到3年，不再用固定梁及其保護套，備件費用大大降低。改造后扒輥價格為5萬元/根，改造前扒輥價格為3.2萬元/根，固定梁價格為3 150元/根，固定梁保護套470元/塊，14塊/根，改造前扒輥壽命為1年、固定梁壽命為2年，固定梁保護套壽命為3個月，則每年的備件費用降低3.2×4+（3 150×3）/2+ 470×14×3×4-（5×6）/3=11.17萬元。

1號豎爐中修改造總費用為174.13萬元，改造后每年可增效185.27+1.15+23.04+11.17=220.63萬元。

6 結(jié)語

1號豎爐中修改造后，工藝得到優(yōu)化，爐內(nèi)氣流分布均勻，透氣性改善，助燃風量和煤氣量增加，燃燒室壓力降低，同時減緩了生球的下滑速度，提高了生球干燥效果，球團礦產(chǎn)量明顯增加。此外跑車皮帶使用壽命增加到5個月，帶扣更換次數(shù)也減少到1次/1.5月，齒輥扒料和破塊效果明顯提高，減少料柱死角和結(jié)塊的產(chǎn)生，其使用壽命延長到3年，提高了設備作業(yè)率，減少了備件費用，降低了工人勞動強度。此次改造，每年可增效220.63萬元（未扣除改造費用）。

（編輯：胡玉香）

［1］ 王薇，呂其棟，張雪亮.深入淺出西門子運動控制器-SIMOTION實用手冊［J］.北京：機械工業(yè)出版社，2013.

［2］ 金其龍，孫鷂鴻，嚴萍，等.IGBT串聯(lián)技術(shù)動態(tài)均壓電路的研究［J］.高電壓技術(shù)，2009，35（1）：176-177.

［3］ 安德列亞斯福爾克麥克爾，郝康普.IGBT模塊：技術(shù)、驅(qū)動和應用（中文版）：第2版［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2016.

（編輯：胡玉香）

Abstract：Based on the burning of SM150 power module of pre-precision rolling of Tongcai Industrial and Trading Co.，Ltd.，the bfailure curve，faults records and its sources are analyzed，and the burning reason have been found out by integrating and excluding，at last，the related countermeasures and matters are put forward.

Key words：pre-precision rolling，SM150 drive，IGBT power module，dust，change in pairs

Minor Repair and Reform of No.1 Shaft Furnace of Yongtong Company

WANG Li，WANG Yingkun，BAI Yanqiang
（Angang Group Yongtong Ductile Cast Iron Pipe Co.，Ltd.，Anyang Henan 455133）

According to the problems on technology and equipment with the long time operation of No.1 shaft furnace，the shaft furnace has been reformed and it got great effects and benefits that it not only can reduce wet-bulb into furnace and bursting，but can improve the production quality and working efficiency as well as work intensity of staff. At last，the benefits can increase 220.63 million yuan annual.

shaft furnace，pellet，tooth roller system，discharging equipment，feeding equipment，guide wall

Reasons and Countermeasures on Burning of SM150 Power Module of Pre-precision Rolling

YANG Yunfeng
（Shanxi Tongcai Industrial and Trading Co.，Ltd.，Quwo Shanxi 043400）

TF063

A

1672-1152（2016）05-0093-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.33

2016-07-29

王麗（1981—），女，安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責任公司原料車間技術(shù)員，工程師。

A31+A32和A33+A34。A15、A25和A35均為鉗位二極管（無反饋信號送至控制系統(tǒng)），由于此次事故A11損壞，所以A12也必須予以同時更換。