稀貴金屬卡爾多爐爐修實踐與優(yōu)化改進

鄒 賢，孫先如

（金隆銅業(yè)有限公司，安徽 銅陵 244000）

金隆公司稀貴金屬（銅陽極泥）冶煉加工生產(chǎn)系統(tǒng)原為銅陵有色控股旗下稀貴金屬分公司，設(shè)計年處理陽極泥4000t，核心設(shè)備卡爾多爐從瑞典奧托泰科技公司(OUTOTEC)引進[1]，規(guī)格為Φ2500mm×3975mm，有效容積2m3，傾動電機30kW，旋轉(zhuǎn)電機56kW（2臺），爐膛采用半再結(jié)合鉻鎂磚砌筑。該系統(tǒng)自2009年1月投產(chǎn)至今，已連續(xù)安全穩(wěn)定生產(chǎn)11年，截止目前已歷經(jīng)三十多次爐修，通過持續(xù)優(yōu)化改進和技術(shù)創(chuàng)新升級，卡爐處理能力已提升至6000t以上，爐修周期由原平均4.5次/年縮短至3.5次/年，爐修時耗由原來的15天/期縮短至平均6天/期，爐壽、作業(yè)率和生產(chǎn)成本各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)得到大幅度提升。

1 卡爾多爐爐修概述

1.1 爐修主要條件及判定標(biāo)準(zhǔn)

卡爾多爐爐修具有周期性、計劃性，由單爐壽命決定。根據(jù)多年來的實際經(jīng)驗總結(jié)：每期爐壽基本維持在80～90爐次，爐內(nèi)耐火材料基本損耗到安全線。圖1是主要展示內(nèi)襯的主要腐蝕部位分布在渣線區(qū)：一是渣線區(qū)內(nèi)襯侵蝕過大，只剩下80mm～100mm，其他侵蝕較小的部分，厚度仍然有150mm～200mm，上下內(nèi)襯之間厚度差距較大，會導(dǎo)致內(nèi)襯整體倒塌的危險（腐蝕見圖一紅色曲線所示），此時必須停爐檢修，整體更換工作層內(nèi)襯；二是當(dāng)耐火材料損耗達到一定程度后，爐鋼體外殼溫度會有直接反映，通過檢測爐體達到臨界溫度510℃，或是觀察發(fā)現(xiàn)爐體外殼出現(xiàn)局部發(fā)紅等現(xiàn)象，持續(xù)的高溫會造成外殼的溫度超過鋼殼上限，極易導(dǎo)致鋼殼變形，必須停爐檢修。

1.2 爐修主要內(nèi)容

1.2.1 常規(guī)檢修內(nèi)容

根據(jù)卡爐生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備運行情況確定，通常包括：爐體工作層重新砌筑，卡爐燃燒、吹煉噴槍噴嘴檢查、更換，煙道、噴槍冷卻循環(huán)水系統(tǒng)過濾器等清理檢查，循環(huán)水泵常規(guī)檢查、加油，直升煙道清理，搗打料修補，新喇叭口搗打料搗打，自動加油系統(tǒng)各接口檢查、調(diào)整，卡爾多爐儀表、電氣、氣動調(diào)節(jié)閥等控制系統(tǒng)檢查，各應(yīng)急開關(guān)校驗應(yīng)急靈敏度等。

1.2.2 優(yōu)化改進方面

從上期爐修結(jié)束投產(chǎn)開始，一是對上期檢修過程總結(jié)中存在的不足進一步研究優(yōu)化改進；二是對當(dāng)期卡爐生產(chǎn)過程進行系統(tǒng)跟蹤和梳理發(fā)生的各類問題，可以按照專業(yè)劃分為機械、電儀、工藝三大類進行統(tǒng)計匯總；三是針對生產(chǎn)指標(biāo)和專項技術(shù)升級改造項目。整個檢修內(nèi)容和項目部，通常在距離下期爐修一個半月前組織爐修籌備工作。

2 爐修組織

2.1 爐修方案和計劃的確定

生產(chǎn)車間或工廠通常組建爐修技術(shù)隊伍，涵蓋工藝、機械、電氣等各專業(yè)技術(shù)人員。各專業(yè)結(jié)合當(dāng)期卡爐生產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題進行分析，同時涵蓋技術(shù)升級改造項目，前期由各專業(yè)負責(zé)人牽頭組織各專業(yè)內(nèi)部討論制定方案，然后集中全部專業(yè)進行綜合討論審定，并確定爐修周期計劃，編寫計劃檢修進度表。

2.2 爐修組織實施關(guān)鍵工作

2.2.1 安全管理第一位

一是安全管理，爐修每個檢修項目必須實施“三方”確認：屬地負責(zé)人（主要指生產(chǎn)操作方）、專業(yè)管理責(zé)任人、檢修實施負責(zé)人（檢修操作人員），并以檢修指令書方式進行書面確認；二是安全培訓(xùn)，要求參加施工的全部人員，包括需要進入作業(yè)區(qū)的設(shè)備廠家工作人員，至少提前一天進入車間，由安全管理人員組織安全學(xué)習(xí)培訓(xùn)；強調(diào)登高作業(yè)、動火作業(yè)、受限空間作業(yè)等八大危險作業(yè)注意事項及防護措施，要求必須穿戴齊全勞動保護用品方可進入作業(yè)區(qū)域；三是建立安全責(zé)任制，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，將現(xiàn)場劃分成若干個責(zé)任區(qū)，由施工單位、公司指定專職安全員，對作業(yè)責(zé)任區(qū)的安全負責(zé)。要求專職安全員每天對作業(yè)現(xiàn)場進行專責(zé)檢查，并對大型作業(yè)進行全面跟蹤，還要負責(zé)編制安全通報、隱患快報等，檢查安全活動及安全學(xué)習(xí)情況，做到分工明確，責(zé)任落實。對于檢查中發(fā)現(xiàn)的違章等不安全現(xiàn)象及時曝光，及時通報檢查中發(fā)現(xiàn)的不安全問題，防患于未然，同時教育警示他人。

圖1 卡爾多爐內(nèi)襯侵蝕示意圖

2.2.2 檢修實施組織注意事項

一是從組織上落實統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，每個檢修項目確定負責(zé)人，每天定時召開檢修例會，協(xié)調(diào)解決檢修過程遇到的問題確保主線安全、按期完成；二是加強檢修后勤保障、人員安排，為整個檢修施工提供全面的基礎(chǔ)保障；三是做好檢修過程記錄，重點做好爐內(nèi)影像資料的收集保存工作。

2.2.3 制定檢修應(yīng)急措施

針對爐修期間發(fā)生的臨時性故障與維修，對可能導(dǎo)致延期的項目及時作出了調(diào)整與安排，相關(guān)管理人員堅守爐修一線，組織調(diào)度現(xiàn)場爐修工作，保證了爐修按時間按質(zhì)量完成，確保爐修工作如期完成。

3 爐修的優(yōu)化改進

通過對三十多次爐修的梳理總結(jié)，我們從檢修模式、設(shè)備改進、技術(shù)升級改造等各方面進行了持續(xù)優(yōu)化，并在實踐中取得了一定成效。

3.1 檢修模式優(yōu)化提升

卡爐爐修的主體工作是卡爐內(nèi)襯更換，經(jīng)過多次試驗，將原來的在線檢修模式改為離線檢修。通過不斷優(yōu)化改進，制作備用爐體，采取離線檢修方式，爐修耗時從最初的15天縮短至5天，檢修效率提升3倍。

在線檢修流程：冷爐→拆除爐磚→重新砌筑新爐磚→烘爐→投料。

離線檢修流程：砌好備用爐體→冷爐→拆除舊爐體→安裝砌好的備用爐體→烘爐→投料。

3.2 加料系統(tǒng)優(yōu)化改進

一是改造陽極泥儲料倉出料口，由DN250擴大到DN300；二是陽極泥儲料倉上增設(shè)空氣炮疏堵裝置，安裝空氣炮3只、混合料倉上安裝空氣炮1只，進而解決了堵塞問題；三是在混料倉原有閥門下部再安裝插板閥一只，與上部閥門聯(lián)鎖操作，即上部閥門開、下部閥門關(guān)，下部閥門開、上部閥門關(guān)閉，加料時兩只閥門之間留有300mm的料柱，計100kg的混合料，實現(xiàn)了精準(zhǔn)計量加料，有效控制了加料量和加料時間。經(jīng)過加料系統(tǒng)改進和工藝優(yōu)化，實現(xiàn)單爐周期由36h以上縮短到28h以下，單爐生產(chǎn)周期縮短25%[1]。

3.3 實施主體設(shè)備國產(chǎn)化

公司通過實施科技攻關(guān)，對卡爐主體設(shè)備實行國產(chǎn)化研究，其關(guān)鍵點主要是設(shè)備制造加工質(zhì)量，通過試驗和實踐生產(chǎn)，攻克卡爾多爐爐體設(shè)計制作的技術(shù)關(guān)鍵點，實現(xiàn)了卡爐爐體、彈性圈、托圈等國產(chǎn)化。一是研究現(xiàn)有2m3卡爾多爐爐體的設(shè)計制造方法，確保國產(chǎn)爐體尺寸準(zhǔn)確無誤，保證與現(xiàn)用爐體的旋轉(zhuǎn)裝置進行裝配；二是經(jīng)對外方供貨的彈性圈數(shù)據(jù)進行分析、并與國產(chǎn)材料進行比對，選擇合適的爐體材質(zhì)，進行爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計；三是制造爐體，爐體的筒體部分采用卷制焊接，焊縫進行100%探傷，爐體所有拼接焊縫應(yīng)進行消除應(yīng)力熱處理。連接板的材料為20MnⅢ，連接板的鍵槽、連接孔加工精度應(yīng)滿足圖紙要求。要求連接板焊接后與爐體進行整體加工，以保證同軸度、垂直度、平行度、對稱度的精度，并進行表面處理與精度檢測[2]。

3.4 創(chuàng)新采用自動加油裝置

卡爾多爐依靠安裝在耳軸環(huán)上的旋轉(zhuǎn)軸承和兩組托輪的三點支撐完成360°旋轉(zhuǎn)，爐體的總重量落在耳軸環(huán)中的托輪上，并通過傾轉(zhuǎn)軸傳遞到基礎(chǔ)上。旋轉(zhuǎn)軸用螺栓固定在爐體底法蘭上，并固定在爐體的支撐臂上的軸承套內(nèi)。這些部件均在密閉煙罩內(nèi)，工作溫度高，經(jīng)常出現(xiàn)由于溫度過高造成軸承及其相關(guān)部件因溫度過高被燒而導(dǎo)致全系統(tǒng)停車。針對原卡爾多系統(tǒng)加油不便且存在不安全因素的狀況，對爐體驅(qū)動系統(tǒng)開展自動潤滑技術(shù)研究，改變原有手工定期加油方式，采用電動高壓柱塞式潤滑泵自動加油的方式，徹底解決了卡爾多爐旋轉(zhuǎn)裝置軸承和托輪軸承潤滑不良問題，保證了設(shè)備正常運行[4]。

4 結(jié)語

卡爾多爐爐修是爐體運行內(nèi)襯壽命周期中必須開展的檢修過程，內(nèi)容較多、工作復(fù)雜，科學(xué)實施爐修工作，對卡爾多爐安全、有序、高質(zhì)、經(jīng)濟的生產(chǎn)運行具有重要意義。金隆卡爐系統(tǒng)目前取得了多項專利成果，獲得國家科技進步二等獎1項、安徽省科學(xué)技術(shù)一等獎1項。