高炉炉顶设备的技术管理.doc

高炉炉顶设备的技术管理 摘要 本文主要就鞍钢鲅鱼圈1号和2号高炉开工前后的设备管理工作实践，对炉顶设备的组成进行了介绍，论述了初期运行中炉顶设备出现的问题，并从技术管理角度进行分析，实施了改善性维修，对炉顶难点设备的检修技术进行了改进通过一系列技术管理措施，取得了较好的应用实绩关键字 高炉 炉顶设备 维修 改造Technical Management of BF Top Equipments Jingaofeng Heyuzhang Mu yibo（The Equipment Department of Ansteel Bayuquan Branch company，Yingkou115007）Abstact According to the equipment-management practice around Bayuquan No.1& No.2 BF being putted into use，the layout of BF top equipments are introduced，the problems of initial operation of furnace top equipment are discussed,and from the technical management,implemented improvement of repairing on top,difficult equipment maintenance technology are innovated.Through a series of technical and management measures，good application performance are achieved.Keywords Blast-furnace Top equipment Maintain Innovate1 概述作为鞍钢沿海发展战略布局的重要投资举措，鲅鱼圈宽厚板及其配套工程的建设项目从2006年5月起正式启动。

鲅鱼圈1号高炉和2号高炉分别于2008年9月6日和2009年4月26日建成投产高炉炉顶设备的规格型号和技术参数见表1表1 鲅鱼圈高炉炉顶设备技术参数设备名称规格型号和技术参数数量（1座高炉）上料罐有效容积80 m3 1台称量罐有效容积80 m3 1台上密封阀液压驱动，DN1150mm1台上料闸液压驱动，直径DN1000mm 排料能力 焦炭：1.0m3/s ，矿石：1.4m3/s1台布料溜槽长度 4500mm，旋转速度8r/min，倾动速度0.28～0.028r/min，倾动范围2～53° 1台水冷齿轮箱加强型，INT-G；旋转传动比 188.28，倾动传动比61191台阀箱CF-VAU750　1台均排压阀液压驱动，直径DN500mm5台炉顶放散阀液压驱动，直径DN650mm4台粗煤气切断阀液压驱动眼镜阀，直径DN3600mm 1台2 炉顶设备的组成 炉顶设备主要包括无料钟装料设备、均排压设备、炉顶放散阀和粗煤气切断阀等，其组成见图1 1—高炉 2—水冷齿轮箱 3—阀箱 4—称量罐 5—上料闸 6—上密封阀 7—上料罐 8—皮带机 9—旋风除尘器 10—均排压阀 11—消音器 12—放散阀 13—粗煤气管道 14—眼镜阀图1高炉炉顶设备布置图3 炉顶设备的技术管理3.1 设备管理的业务内容和目标随着设备的技术进步，高炉设备具备了大型化、连续化、数字化化和自动化等特征。

现代化的高炉设备更复杂，具有更强的系统特性，因此要求更先进的设备维修管理现代化的设备管理业务主要包括两方面内容3.1.1 技术管理 包括前期管理（规划、选型决策、采购、合同管理、安装、调试、初期管理等）；设备台账管理（资产、档案管理）；设备状态管理（状态监测和诊断、点检管理）；设备维修管理（维修模式设计、维修计划、维修质量验收等）；设备环保与安全管理；设备润滑管理；备品配件、材料管理；改造、更新管理；合同化维修管理（委外合同维修价格生成、合同生成、合同管理、检验验收等）；专业管理（压力容器、特种设备管理，液压、气动系统管理，计算机网络管理，故障、事故管理及设备精度管理等）3.1.2 经济管理 包括投资方案技术经济分析、评估；设备经济寿命与折旧；寿命周期费用、寿命周期效益、设备综合效率分析；外协项目价格体系管理；备件结构模型与备件流动资金3.2 炉顶设备基础技术管理从设备的本质安全出发，做细、做实基础的技术管理工作1） 根据设备的运行规律，结合炼铁生产工艺特点，设计维修模式，编制点检定修管理模型2） 编制并维护兼具有效性和可操作性的维修技术标准、点检标准、给油脂标准、维修作业标准等四项标准。

3） 编制关键设备的抢修预案，难点设备的检修作业指导卡4） 坚持“逢修必改”的改善性维修技术策略，保证炉顶设备的功能、状态、精度不断满足炼铁生产工艺要求4 改善性维修管理4.1 水冷齿轮箱热态喷涂技术 鞍钢鲅鱼圈高炉炉顶布料的核心设备水冷齿轮箱，由行星减速机和传动齿轮箱两部分组成通过倾动电机和旋转电机的驱动可带动布料溜进行独立的旋转动作和倾动以及两种动作的若干种组合，从而实现炉料在炉内的螺旋布料、环形布料、定点布料和扇形布料等4种布料方式齿轮箱通过炉顶钢圈法兰连接方式固定于高炉炉喉上方，内部与炉内高温煤气相通，为阻止煤气流窜入其内部，齿轮箱通氮气进行气封冷却但由于鲅鱼圈4000 m3级高炉“发展中心”操作制度所形成的特殊煤气流和温度场分布，使得炉顶煤气平均温度200℃—250℃的时候，炉内中心温度高达800℃—1000℃，而齿轮箱底部正对炉内中心，工作条件恶劣，长时间暴露于高温煤气灼热环境中，造成底部耐材脱落，迷宫密封板变形特别是高炉操作中出现“管道”或者炉顶温度超过230℃时，由于热负荷过大，齿轮箱底部水冷系统不能及时带走过多热量，造成迷宫密封板变形过大形成了干涉，表现出来的现象就是齿轮箱旋转时阻力变大，旋转电机电流增大并出现尖峰甚至造成电气保护开关动作，电机停转。

这种情况的发生与鲅鱼圈4000 m3级高炉“发展中心”的操作制度有直接关系常规的处理方法，增加冷却水流量，由20 m3/h提高到23-25 m3/h；缩短齿轮箱各部自动润滑的注油周期，由45分钟缩短到30分钟；炉顶钢圈部位焊制水槽，通水冷却；高炉操作人员控制炉顶温度在230℃以下但由于齿轮箱底部耐材的逐步脱落造成底板热负荷的增加，常规方法无法从根本上解决齿轮箱旋转电流大的问题，特别是炉顶温度的控制，是很复杂的冶炼过程控制为了清除齿轮箱旋转电流过大的故障根源，除了要求高炉操作人员控制炉顶温度在200℃以下，利用定修或年修时间在高炉热态下对齿轮箱底部进行耐材喷涂齿轮箱热态喷涂需27小时（含处理煤气时间）水冷齿轮箱热态喷涂技术于2009年9月16日1高炉休风期间进行了首次实施，计划定修时间30小时，实际定修时间27小时25分钟该技术实施以来，同时高炉操作严格控制炉顶温度在200℃以下，彻底解决了水冷齿轮箱热负荷过高所造成的旋转卡阻现象，延长了设备寿命，消除了事故休风的可能； 4.2 炉顶、除尘器放散阀密封结构改进鞍钢鲅鱼圈高炉炉顶设4台DN650液压驱动放散阀，重力除尘器设1台DN400放散阀，放散阀的作用有两个，一是起到安全阀的作用，即高炉生产中一旦出现顶压过高，为了保护高炉、重力除尘器及炉顶设备，放散阀自动开启泄压。

二是高炉休风时，通过远程手动操作开启阀门，放散炉内和重力除尘器内压力由于设计原因，5台放散阀的结构形式不尽相同其中3台为碟簧缸摆动筒式，通过调整碟簧预紧力，设定阀门开启压力为0.3 MPa另2台为配重砣连杆式，通过调整配重，设定其开启压力为0.32 MPa1高炉自08年9月6日投产以来，曾经多次出现送风后放散阀泄露的情况，表现出的现象是当高炉关阀后恢复送风至顶压正常时，阀门密封面喷出高温高压的荒煤气若处理不及时，阀门密封面吹损恶化，泄露严重，高炉被迫休风起初分析认为是密封胶圈的安装问题，造成阀门不严更换胶圈后，情况依旧阀门一旦泄露，处理的方法是带压堵漏，由于泄露介质是高温高压的含尘荒煤气，给检修作业带来极大的危险性和困难一旦堵漏失败，密封胶圈吹损严重，高炉被迫休风更换胶圈，耽误了生产鉴于放散阀存在的问题，如从采用新型密封材料角度来考虑，不会有较大效果通过分析比较碟簧缸摆动筒式和配重砣连杆式两种放散阀的密封结构形式，对原有配重式DN650放散阀和DN400放散阀进行了改进，具体方案如下：1） 原密封形式是通过阀盖的两道环形平面分别和阀座上的密封胶圈和硬密封座实现软、硬复合平面密封该密封结构的缺点是软、硬两道密封没有补偿功能。

2） 改进阀座、阀盖的密封结构，重新加工将阀盖里圆的密封平面改为止口圆锥面，阀座硬密封座相应改为锥套结构；从而实现了软、硬密封“同步密封有补偿，补偿部位有密封”，对积灰等外部条件适应性强1—阀座 2—硅胶密封圈 3—硬密封 4—阀盖图4 密封结构改进示意图3） 阀座、阀盖硬密封表面堆焊硬质合金并进行研磨，保证硬密封的密合精度和耐磨性4） 为解决运行轨迹中新阀盖与阀座的干涉，利用阀门的原四连杆结构现场调整并焊死连杆铰链，变四连杆机构为杠杆机构此举既简化了机构又解决了运动干涉问题放散阀密封结构改进于2009年4月25日2高炉投产前进行了首次实施该技术实施以来，经实践证明效果良好随后于09年6月17日利用定修也对1高炉DN650放散阀进行了密封改进到目前为止，这2座高炉从未发生过阀门泄漏事故4.3 布料溜槽烧损原因分析和快速更换技术鞍钢鲅鱼圈高炉炉顶装料的关键设备布料溜槽，长4.5米，重7.38吨布料溜槽通过其“鹅头”和椭圆孔（φ100/90）安装在炉顶水冷齿轮箱底部，经由水冷齿轮箱驱动，进行旋转动作和倾动，可实现炉料在炉内的螺旋布料、环形布料、定点布料和扇形布料等4种布料方式由于布料溜槽工作条件恶劣，炉顶平均温度200℃—250℃，炉内中心温度600℃—1000℃，还要承受炉料的冲刷和磨损以及炉内高温煤气流的冲刷和腐蚀，所以布料溜槽的失效形式以烧损变形折断为主，这与本部溜槽多以磨损失效为主不同。

造成这种情况的原因是鲅鱼圈4000 m3级高炉的“发展中心”操作制度所形成的特殊煤气流分布溜槽烧损变形或折断后需要更换常规更换布料溜槽的关键工序之一拆卸溜槽过程是调整溜槽的倾斜角度至合适位置，采用专用布料溜槽拆卸/安装装置卡住需要更换的溜槽，微调齿轮箱倾斜角度，待溜槽鹅头从齿轮箱卡槽移出后，整体吊装溜槽及拆卸装置安装新品溜槽的程序与之相反由于鲅鱼圈高炉布料溜槽的失效形式以烧损变形为主，而原有的专用布料溜槽拆卸/安装装置尺寸是固定的，无法顺利、准确的托住已经变形甚至烧折的布料溜槽的拆卸点，这就需要现场改动溜槽拆卸/安装装置的相关结构尺寸，造成维修时间的延长，高炉休风需要20—22小时而高炉定修模型时间为14-16小时，远远满足不了更换溜槽所需的检修时间为了缩短布料溜槽的更换时间，使之与高炉定修模型相匹配，在总结常规更换布料溜槽工序优、缺点的基础上，提出如下施工方案，即布料溜槽快速更换技术1） 高炉休风处理煤气后，拆卸北大窗户；同步打开齿轮箱大门，拆水冷管和溜槽耳轴固定件2） 齿轮箱手动盘车至零位，机旁手动溜槽倾动至X度，用绳扣固定布料溜槽距端部X米处，并悬挂于吊车上3） 用。