魏福強(qiáng)

（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鋼廠，山東濟(jì)南250101）

濟(jì)鋼120 t轉(zhuǎn)爐氮?dú)饷芊庋b置的改進(jìn)設(shè)計(jì)

魏福強(qiáng)

（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鋼廠，山東濟(jì)南250101）

對(duì)120 t轉(zhuǎn)爐投料溜管氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，將氮?dú)獯等敕绞接蓡慰诖等敫臑榄h(huán)形吹入，優(yōu)化氮?dú)獯等牍馨惭b角度，增加環(huán)形穩(wěn)壓氣包及電磁控制閥。改造完成后，實(shí)現(xiàn)噸鋼氮?dú)庀牧拷档?5 m3，每年節(jié)約生產(chǎn)成本1 102.5萬元。

轉(zhuǎn)爐；氮?dú)饷芊庋b置；溜管；密封效果

1　前言

煉鋼轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高溫?zé)煔夂头蹓m，為防止煙氣通過投料管外溢，溜管采取通入氮?dú)夥绞竭M(jìn)行密封。濟(jì)鋼煉鋼廠120 t轉(zhuǎn)爐投料溜管氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)改造前采用鋼管敞口直吹方式進(jìn)行密封，氮?dú)庀牧看?，密封效果不佳。首先通過電控技術(shù)實(shí)現(xiàn)氮?dú)忾y門啟閉和吹煉操作連鎖，避免非吹煉時(shí)間氮?dú)鈸p耗。其次，改進(jìn)氮?dú)獯等敕绞讲⒋等朦c(diǎn)下移，提高氣體密封效果，進(jìn)一步降低氮?dú)庀摹?/p>

2　原密封裝置存在的問題

原設(shè)計(jì)的密封裝置由氮?dú)夤庵鞴?、啟閉閥門、氮?dú)獯等肟诮M成。生產(chǎn)過程中向溜管連續(xù)吹入0.3～0.5 MPa氮?dú)?，在溜管?nèi)部形成一定壓力的氮?dú)饷芊鈱?，防止轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入。轉(zhuǎn)爐的非吹煉時(shí)間約占冶煉周期的2/3，此時(shí)溜管內(nèi)無廢氣進(jìn)入，故該階段的氮?dú)庀木蜁?huì)浪費(fèi)掉。氮?dú)獯等牍苤睆綖棣?100 mm，以敞口方式直接吹經(jīng)溜管內(nèi)，雖然氮?dú)庀牧枯^高，但無法在溜管內(nèi)形成全斷面惰性氣體阻斷層，密封效果不理想。另外，氮?dú)獯等肟谠O(shè)置在溜管上部，距溜管下口12 m，以垂直溜管軸線角度吹入，見圖1。吹入點(diǎn)距溜管上口較近，密封氣體容易在溜管上口溢出，影響密封效果。

圖1　原氮?dú)饷芊庋b置

溜管上口和下口標(biāo)高，相差約20 m，使氣體在溜管內(nèi)形成煙囪效應(yīng)，可能導(dǎo)致溜管吸入廢氣，無法達(dá)到密封的目的。轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)煙氣量不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)突然增大，如果溜管內(nèi)氮?dú)饷芊鈱訅毫Σ蛔?，就?huì)導(dǎo)致煙氣進(jìn)入溜管，造成煤氣沿溜管外溢甚至著火。所以，從節(jié)能、環(huán)保、設(shè)備運(yùn)行安全三方面考慮，需要對(duì)投料氮封系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

3　密封裝置改造

在供氣管道上安裝電磁控制閥，將電磁閥的啟閉控制和轉(zhuǎn)爐冶煉操作進(jìn)行連鎖控制，避免非吹煉時(shí)間氮?dú)庀摹⒌獨(dú)獯等敕绞接蓡慰诖等敫臑榄h(huán)形吹入，并使吹入氣體以旋轉(zhuǎn)向下方式吹入，使氮?dú)饽茉诹锕軆?nèi)形成穩(wěn)定的惰性氣體密封層，同時(shí)克服溜管的煙囪效應(yīng)，實(shí)施方案如下。

1）將氮?dú)饷芊獯等肟紫乱?，設(shè)置在溜管下口上方1 m處。這樣能在溜管入口處形成氮?dú)饷芊鈱?，防止煤氣進(jìn)入溜管，降低沿溜管外溢的可能。

2）將氮?dú)庥蓡慰状等敫臑榄h(huán)形三孔形式，吹入孔呈環(huán)形分布式，并以傾斜向下45°角（與溜管軸線交角）吹入，見圖2。這樣能使吹出的氮?dú)庥醒亓锕芟蛳碌膲毫?，克服煤氣壓力和煙囪效?yīng)，在溜管內(nèi)形成穩(wěn)定的氮?dú)饷芊鈱?。吹入孔安裝時(shí)還有一定的環(huán)向角度，使吹入的氮?dú)庠诹锕軆?nèi)形成旋流，提高氣體密封層的致密性。能以較小的氮?dú)鈮毫土髁浚_(dá)到密封要求。

圖2　改造后氮?dú)饷芊庋b置

3）增加環(huán)形穩(wěn)壓氣包（見圖2）。為保證3個(gè)氮?dú)獯等肟讎姶祲毫Ψ€(wěn)定，設(shè)計(jì)簡易的

環(huán)管形穩(wěn)壓氣包。使溜管內(nèi)氮?dú)饷芊鈱幽苡行У挚姑簹鈮毫土锕艿臒焽栊?yīng)。

4）由于氮?dú)獯等肟孜恢?、點(diǎn)數(shù)、分布形式及穩(wěn)壓氣包的設(shè)計(jì)，使得改造后氮?dú)饷芊饽芰Υ蠓岣?，?duì)供氣管道的流量要求降低，將供氣管管徑由Φ 100 mm改為Φ30 mm，在壓力不變的條件下管道截面積僅為原來的1/10，氮?dú)庀牧繙p少近9/10。

5）在原氮?dú)夤苁謩?dòng)截止閥后增加1個(gè)電磁控制閥，將電磁控制閥的啟閉操作和吹氧操作進(jìn)行連鎖控制。冶煉過程中只有吹氧時(shí)產(chǎn)生煤氣，將電磁閥和吹氧開停操作同步控制，只在吹煉時(shí)開啟氮?dú)饷芊?，縮短吹氮時(shí)間，減少氮?dú)饫速M(fèi)。

4　應(yīng)用效果

設(shè)備改造完成后，噸鋼氮?dú)庀牧拷档?5 m3，按年產(chǎn)量350萬t鋼計(jì)算，每年節(jié)約生產(chǎn)成本1 102.5萬元。溜管內(nèi)氮?dú)饷芊庑Ч岣?，未再發(fā)生煙氣外溢報(bào)警或設(shè)備燒損事故，使設(shè)備安全運(yùn)行能力得到提高。該裝置制作簡單，易于安裝施工，密封效果好，符合節(jié)能環(huán)保要求，易于推廣使用。

經(jīng)驗(yàn)交流

TF341.1

B

1004-4620（2016）03-0068-01

2016-05-10

魏福強(qiáng)，男，1985年生，2008年畢業(yè)于青島科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份濟(jì)南分公司煉鋼廠機(jī)動(dòng)科工程師，從事機(jī)電設(shè)備安裝、維護(hù)及應(yīng)用研究工作。