田霄龍

（河鋼股份有限公司唐山分公司，河北 唐山 065000）

鋼鐵企業(yè)高爐冶煉工藝中產(chǎn)生大量高溫爐渣，底濾式水沖渣法作為一種常用的爐渣處理工藝，普遍應(yīng)用于國內(nèi)傳統(tǒng)冶金企業(yè)。由于水渣系統(tǒng)設(shè)備受環(huán)境影響較大，易磨損、泄露，設(shè)備故障率高。通過對渣漿轉(zhuǎn)換裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)、改進(jìn)，有效延長了水渣設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備故障率，保證高爐系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行[1-3]。

1 水渣系統(tǒng)存在的問題

在高爐水沖渣系統(tǒng)中，沖渣水通過沖渣溝將水渣帶入渣池對水渣進(jìn)行過濾，為便于抓斗起重機(jī)連續(xù)作業(yè)，通常在渣池中間設(shè)置隔離墻，通過渣漿轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)水渣分區(qū)流動(dòng)。

水渣系統(tǒng)渣漿轉(zhuǎn)換裝置中吸泥膠管作為渣漿轉(zhuǎn)換的主要管道，位于渣溝和過濾池之間，它的作用是待高爐出鐵時(shí)，將由渣溝排出的水渣引向過濾池，由于經(jīng)常承受高溫水渣的沖刷，吸泥膠管很容易磨損，尤其是下半部位磨損最為嚴(yán)重，因而更換比較頻繁。同時(shí)由于只能在休風(fēng)的時(shí)候才能檢查內(nèi)部是否磨損需要更換，因此平時(shí)很難把握膠管內(nèi)部情況，一旦發(fā)生膠管磨漏現(xiàn)象，造成水渣外泄將對周邊設(shè)備及環(huán)境造成不可恢復(fù)的破壞，為此，需要采取出干渣對事故進(jìn)行處理。

按照高爐生產(chǎn)要求，老式渣漿轉(zhuǎn)換裝置需依靠擺動(dòng)渣漿管道實(shí)現(xiàn)兩個(gè)渣池分區(qū)作業(yè)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)長期經(jīng)受左推右拉的力，絲杠容易發(fā)生彎曲，需要頻繁更換絲杠，而且絲杠彎曲到一定程度，不但對減速機(jī)造成破壞，而且無法完成管道左右的擺動(dòng)，造成水渣外泄，需要緊急出干渣處理、休風(fēng)更換吸泥膠管，故障率高，無法保證高爐系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 改進(jìn)及設(shè)計(jì)方案

2.1 優(yōu)化渣漿轉(zhuǎn)換吸泥膠管的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)

①結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，根據(jù)吸泥膠管的半圓弧長，選取適當(dāng)規(guī)格的槽鋼，每段長度為膠管半圓弧長，將每段槽鋼沿長度方向在中心線上均布鉆9個(gè)孔，鉆孔后，將每段槽鋼圍成和吸泥膠管同半徑的半圓弧，如圖1所示。

②對舊皮帶進(jìn)行回收利用。根據(jù)吸泥膠管的長度，利用舊皮帶制作整體幅寬為吸泥膠管半圓弧長的搭接部位雙層皮帶保護(hù)，根據(jù)皮帶與槽鋼之間的配合尺寸，在皮帶的配合位置上均布鉆孔；

③將制作好的槽鋼，均勻安裝在搭接皮帶上，它們?nèi)坎捎寐菟ㄟB接，為了使螺栓不刮蹭吸泥膠管，采用平頭螺栓進(jìn)行連接，平頭部分嵌入到皮帶里；

④在每段槽鋼內(nèi)澆筑高強(qiáng)陶瓷涂抹料，澆筑高度與槽鋼側(cè)邊高度齊平，根據(jù)水渣沖刷方向，面向渣溝方向的每個(gè)槽鋼的側(cè)面受到的沖刷磨損最為嚴(yán)重，因而在每個(gè)面向渣溝的槽鋼側(cè)面采用堆焊耐磨層，提高耐磨性。

圖1 保護(hù)吸泥膠管的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)

⑤將整體組裝好的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)放置在吸泥膠管的下半部位，擺放到位，在渣溝靠近吸泥膠管的側(cè)邊預(yù)埋鐵板，利用鐵板將預(yù)埋鐵板與內(nèi)襯最外側(cè)槽鋼的側(cè)邊焊接，并使用高強(qiáng)陶瓷涂抹料將鐵板與兩側(cè)焊口處澆筑覆蓋，從而固定內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防止其活動(dòng)。

2.2 改進(jìn)并設(shè)計(jì)一種新型的渣漿轉(zhuǎn)換裝置

老式渣漿轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用過程中，吸泥膠管長期經(jīng)受高溫水渣沖刷，易磨損更換頻繁，同時(shí)平常點(diǎn)檢無法把握吸泥膠管的磨損情況；由于渣漿管道需要在兩個(gè)過濾池之間擺動(dòng)，驅(qū)動(dòng)絲杠長期經(jīng)受左推右拉的力，容易發(fā)生彎曲，需要頻繁更換絲杠，一定程度上對減速機(jī)造成損壞。老式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 老式渣漿轉(zhuǎn)換示意圖

為保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，降低系統(tǒng)維護(hù)成本，減少水渣系統(tǒng)故障率，設(shè)計(jì)新型的渣漿轉(zhuǎn)換裝置，如圖3所示。

圖3 新型渣漿轉(zhuǎn)換示意圖

（1）澆筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)。澆筑高度由渣溝向兩個(gè)過濾池方向保持一定的坡度，在基礎(chǔ)上部澆筑分叉管道，相連部位使用水泥澆筑，并在上部澆筑一層高強(qiáng)陶瓷涂抹料，兩個(gè)分管道與兩個(gè)過濾池相搭接，在分叉管道內(nèi)測鑲嵌一層碳化硅襯板，增強(qiáng)其耐磨性。

（2）制作兩個(gè)閘門來實(shí)現(xiàn)水渣運(yùn)輸?shù)淖笥曳峙洹ｉl門大小與分叉管道的內(nèi)部尺寸相同，并且在閘門關(guān)閉的位置處將分叉管道的碳化硅襯板之間留一定的縫隙，達(dá)到閘門能夠關(guān)嚴(yán)的目的，同時(shí)利用槽鋼制作閘門上下運(yùn)動(dòng)的軌道機(jī)架，在軌道機(jī)架的內(nèi)側(cè)兩邊，每邊沿中心線方向兩側(cè)各焊接一段角鐵，利用兩側(cè)角鐵的縫隙作為閘門的軌道，并且采用防銹油漆對軌道機(jī)架的表面進(jìn)行涂刷，并且在防銹油漆的上部再涂刷一層黃油，作為閘門與軌道機(jī)架的潤滑劑，而且也在一定程度上起到了對軌道機(jī)架進(jìn)行二次保護(hù)的防腐蝕作用。

（3）設(shè)計(jì)動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)。在閘門上部適當(dāng)位置增設(shè)安裝框架，采用電機(jī)、聯(lián)軸器、擺線針減速機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，利用卷筒與鋼絲繩實(shí)現(xiàn)動(dòng)力源與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接，卷筒與擺線針減速機(jī)的連接采用鍵連接形式，為了防止動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中發(fā)生故障，閘門無法正常開啟，在動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)側(cè)邊的適當(dāng)位置處，設(shè)計(jì)一個(gè)吊耳，并將其直接焊接在安裝框架上，在閘門無法開啟的時(shí)候，作為倒鏈的固定端，利用倒鏈實(shí)現(xiàn)閘門的正常開啟。

3 改造效果

新設(shè)計(jì)的對渣漿轉(zhuǎn)換裝置吸泥膠管內(nèi)襯結(jié)構(gòu)已經(jīng)在該高爐投入使用半年，抗磨損效果顯著，吸泥膠管頻繁磨損、設(shè)備維護(hù)難度大、出干渣事故等高發(fā)問題已經(jīng)徹底消除，為生產(chǎn)順行創(chuàng)造了條件，達(dá)到了預(yù)期的效果，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，并且該裝置是對舊件的一種回收利用，制作簡單，費(fèi)用低。

新型渣漿轉(zhuǎn)換裝置使用效果良好，消除了原來的吸泥膠管磨漏，絲杠彎曲變形，小車輪、減速機(jī)和軸承頻繁損壞等問題，連續(xù)運(yùn)行8個(gè)月故障為零，故障率較改造前明細(xì)降低，設(shè)備維護(hù)成本大幅降低，確保高爐順利生產(chǎn)。

4 結(jié)語

實(shí)踐應(yīng)用證明，該套水渣系統(tǒng)渣漿轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)過合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作安全、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠較好的適應(yīng)水渣系統(tǒng)的惡劣工作環(huán)境，降低水渣系統(tǒng)設(shè)備故障率，投入及維護(hù)成本低廉，適合在傳統(tǒng)鋼鐵冶金企業(yè)中推廣，具有可觀的經(jīng)濟(jì)和市場價(jià)值。