高爐機(jī)械設(shè)備技術(shù)性探究

呂亞鳴

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司檢修事業(yè)部，山東 濟(jì)南 271104）

高爐機(jī)械設(shè)備是當(dāng)下煉鐵行業(yè)煉鐵生產(chǎn)中采用的主要工藝設(shè)備，是提升煉鐵量的重要手段。隨著社會(huì)的發(fā)展，高爐煉鐵的也逐漸朝著自動(dòng)化、高效化方向發(fā)展。然而，高爐煉鐵的環(huán)境復(fù)雜，技術(shù)要求高，高爐機(jī)械設(shè)備組成結(jié)構(gòu)也具有一定的復(fù)雜性，主要包括物料進(jìn)給設(shè)備、爐體設(shè)備、爐前處理設(shè)備以及煤氣處理檢測(cè)設(shè)備等等一系列組成部分，導(dǎo)致高爐煉鐵復(fù)雜、難度大，煉鐵過(guò)程中存在一系列問(wèn)題需要解決。加強(qiáng)高爐機(jī)械設(shè)備技術(shù)研究，推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵的高效化、自動(dòng)化，為高質(zhì)量煉鐵打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 當(dāng)前我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨著鋼鐵產(chǎn)量的大幅度提升，我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程急速加快，綜合國(guó)力也顯著提升。自從鋼鐵工業(yè)發(fā)展以來(lái)，可謂是取得了令人驚嘆的成就，推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)又快又好發(fā)展，可謂是功不可沒(méi)。我國(guó)現(xiàn)階段已經(jīng)建成4300立方米左右的高爐，日煉鐵量實(shí)現(xiàn)了日產(chǎn)萬(wàn)噸以上，生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、財(cái)政稅收、社會(huì)就業(yè)等做出了不容小覷的貢獻(xiàn)。因此，為了保證鋼鐵工業(yè)高效生產(chǎn)，必須加強(qiáng)高爐機(jī)械設(shè)備技術(shù)研究，為生產(chǎn)提供扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2 高爐機(jī)械設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)

煉鐵高爐機(jī)械設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)：

（1）爐殼。爐殼的主要作用是對(duì)于煉鋼后的高溫產(chǎn)物進(jìn)行冷卻的固定裝置，能夠有效的保證爐砌體工作的順利進(jìn)行，對(duì)于煉鐵爐起到很好的保護(hù)作用，同時(shí)封閉性也很好，既能夠保證爐體的正常工作，同時(shí)對(duì)于工人也有很大的保護(hù)作用。爐殼圖如下所示。

（2）爐喉。爐喉位于整個(gè)高爐的最頂部，是添加爐料的主要入口，因此爐喉呈圓柱形，這樣的設(shè)計(jì)不僅僅有利于爐料的添加，同時(shí)也有利于爐氣的排出，是爐料和煤氣控制和調(diào)解的主要結(jié)構(gòu)之一。爐喉圖如下圖所示。

（3）爐身。高爐反應(yīng)是一個(gè)非常劇烈的反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生非常多的氣體物質(zhì)，并且伴隨著高溫，在一定空間中，如此多的氣體遭遇高溫是非常危險(xiǎn)的，因此爐身制造是要選取較大的空間，同時(shí)還要考慮膨脹后不變形，能夠保證安全的進(jìn)行煉鋼操作。爐身圖如下所示。

（4）爐腹。爐腹是整個(gè)高爐機(jī)械設(shè)備中的融化和制造、處理廢渣的地方，對(duì)于處理廢渣這個(gè)操作，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員將其設(shè)計(jì)為倒錐形，上口大、下口小的設(shè)計(jì)能夠有效的形成爐腹角，能夠大大增加處理廢料的效率。

（5）爐基。爐基就如同高樓大廈的地基一般，其作用對(duì)于整個(gè)高爐機(jī)械設(shè)備不言而喻，主要承擔(dān)整個(gè)高爐的重量，并且還要考慮到地基對(duì)于整個(gè)高爐工作時(shí)所帶來(lái)的的負(fù)擔(dān)，爐基在設(shè)計(jì)師不能夠有地基沉浮的問(wèn)題，同時(shí)其傾斜程度必須控制在0.5%以?xún)?nèi)。爐基必須有足夠的承受能力，保證其在各種環(huán)境下都能夠保證不會(huì)形成裂縫。

（6）爐襯。爐襯是整個(gè)高爐設(shè)備中煉鋼的主要場(chǎng)景，其能夠有效的降低高爐設(shè)備反應(yīng)過(guò)程中的熱量損失，同時(shí)對(duì)爐殼能夠起到一定的保護(hù)作用，由于其材料的特殊性，他能夠有效的預(yù)防因高溫而帶來(lái)的設(shè)備膨脹問(wèn)題。爐襯圖如下圖所示。

圖4 爐襯圖

3 高爐機(jī)械設(shè)備的解體分析

為了能夠給工人提供一個(gè)安全的工作環(huán)境，在入廠前一定要做好設(shè)備的介紹，要讓工人全面的了解設(shè)備各方面的情況，并且盡可能的確保高爐原本的生產(chǎn)狀態(tài)，根據(jù)爐底積累鐵屑的程度，提高對(duì)于高爐整體設(shè)備的判斷。

3.1 高爐冷卻裝置的檢查

高爐爐襯長(zhǎng)期的工作環(huán)境維持在1400°以上，普通的耐火磚運(yùn)用在此，時(shí)間一長(zhǎng)難免會(huì)出現(xiàn)變形、軟化的結(jié)果。引進(jìn)高爐冷卻裝置的目的就是為了延緩耐火磚的變形和軟化，增加耐火磚的使用周期，避免經(jīng)常性的更換而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。冷卻裝置還在爐襯內(nèi)部形成一層冷凝的保護(hù)層，防止高溫傳遞過(guò)快、面積過(guò)大。根據(jù)不同的高爐結(jié)構(gòu)，所采用的冷卻裝置也不相同，目前我國(guó)主要采取的措施為：冷水噴灑法、風(fēng)口渣口冷卻法、冷區(qū)水箱以及對(duì)爐底進(jìn)行風(fēng)冷等方法，都能夠有效的環(huán)節(jié)高溫對(duì)于高爐設(shè)備帶來(lái)的損壞，延長(zhǎng)高爐設(shè)備的使用壽命，一定程度上增加收益。

3.2 高爐除塵器

高爐除塵器主要用于處理在煉鋼中所產(chǎn)生的煤氣和灰塵，能夠有效避免在一定空間中，設(shè)備積存大量氣體和灰塵而造成的巨大災(zāi)難。高爐機(jī)械設(shè)備通常采用除塵器來(lái)清楚設(shè)備中的大量灰塵。在清理粗?；覊m是，最好重力除塵或者旋風(fēng)除塵器來(lái)進(jìn)行清除，對(duì)于設(shè)備中所存在的細(xì)小灰塵，電除塵器和冷水洗滌會(huì)是不錯(cuò)的選擇。

3.3 爐鼓風(fēng)機(jī)

高爐煉鐵最關(guān)鍵的就是溫度，一旦溫度達(dá)不到煉鋼所需要的程度，那么就無(wú)法有效的降低鋼鐵中的雜質(zhì)，很難保證鋼鐵的質(zhì)量。而燃燒除開(kāi)燃燒物的選擇，一定的氧氣含量也能夠有效的幫助燃料的充分燃燒。因此在高爐設(shè)備中，通常會(huì)采用路鼓風(fēng)機(jī)來(lái)增加高爐內(nèi)的氧氣含量，更充分的燃燒燃料。不僅如此，路鼓風(fēng)機(jī)還能夠提供料柱阻力所需要的的氣體動(dòng)力。近年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，逐漸出現(xiàn)一些大容量的同步電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，雖然會(huì)提高的電力成本，但帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不可忽視，同時(shí)電力爐鼓風(fēng)機(jī)在使用、維修、投資方面都占有巨大的優(yōu)勢(shì)。

4 高爐機(jī)械設(shè)備技術(shù)性探究

4.1 高爐物料進(jìn)給設(shè)備技術(shù)性探究

高爐爐槽底部通常由三個(gè)部分組成，也就是礦槽、塊礦溜槽以及內(nèi)燒結(jié)礦，這三個(gè)主要部分的傾角度數(shù)一般控制在30°至60°，如果有特殊需求，可以按照需求進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)滿(mǎn)足煉鐵需要。內(nèi)燒結(jié)礦部分的燃料通常具有不規(guī)則性的特征，這就導(dǎo)致燃料在進(jìn)給時(shí)容易觸碰到襯板，對(duì)襯板造成一定程度上的損害，減短襯板的使用壽命。為了保證襯板免受損害，往往是采用磁性襯板。磁性襯板相對(duì)于普通襯板來(lái)說(shuō)，抗磨損性能更強(qiáng)，攜帶與安裝更加便捷，兩者的價(jià)格也不相上下。磁性襯板的好處就在于其具有較強(qiáng)的磁性，能夠在物料進(jìn)給時(shí)吸附細(xì)小的磁性物質(zhì)。久而久之，板體表面形成一層物料保護(hù)膜，不僅能夠有效減少襯板的磨損，更能延長(zhǎng)襯板的使用壽命，提升使用效率，為煉鐵提供基礎(chǔ)保障。

4.2 高爐爐體設(shè)備技術(shù)性探究

高爐爐體是煉鐵的必備條件，是煉鐵最關(guān)鍵的場(chǎng)所。在鋼鐵冶煉過(guò)程中，高爐爐體的溫度控制十分關(guān)鍵，直接影響著煉鐵的質(zhì)量及效率。高爐冷卻系統(tǒng)是鋼鐵冶煉必不可少的一部分，高溫冶煉要進(jìn)行及時(shí)冷卻。高爐冷卻系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，能夠有效地控制爐內(nèi)溫度，利用冷卻壁的較強(qiáng)傳熱性實(shí)現(xiàn)快速降溫，同時(shí)，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)也極大的加快了渣皮生產(chǎn)速度。為了提升冷卻壁的冷卻效果，加強(qiáng)對(duì)冷卻壁進(jìn)出水溫度的控制至關(guān)重要。利用水溫測(cè)量，準(zhǔn)確計(jì)算進(jìn)出水的溫度差異，從而推測(cè)出冷卻壁的實(shí)際冷卻效果，在此基礎(chǔ)上明確冷卻壁進(jìn)出水的用量以及供應(yīng)水的時(shí)間間隔，提升冷卻壁用水量的穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性，以此來(lái)有效控制冷卻壁溫度，提升煉鐵質(zhì)量及效率。

4.3 高爐爐前設(shè)備技術(shù)性探究

高爐內(nèi)爐渣通常需要采取科學(xué)的方法進(jìn)行及時(shí)處理，如果沒(méi)有做到及時(shí)、有效地處理，必定會(huì)對(duì)煉鐵造成影響。為了清理爐渣，一般會(huì)配備相應(yīng)的設(shè)備，例如運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶、水渣槽等等，以此來(lái)有效處理高爐內(nèi)爐渣，保證煉鐵順利高效進(jìn)行。由于爐渣的大小不同，需要設(shè)定不同的轉(zhuǎn)速，提升爐渣處理的效率。除此之外，為了提升煉鐵質(zhì)量，必須精準(zhǔn)控制冶煉溫度，確保生鐵質(zhì)量的優(yōu)良性。高爐爐前通常設(shè)置了懸臂式的爐頂蓋，操作起來(lái)方便快捷，可以垂直以及平行移動(dòng)，不僅能夠及時(shí)快速的取出生鐵，還方便日常爐內(nèi)清洗，滿(mǎn)足了煉鐵工作中的實(shí)際需求，有效的提升了煉鐵效率。

4.4 高爐煤氣處理檢測(cè)設(shè)備技術(shù)性探究

眾所周知，高爐煤氣往往具有較強(qiáng)的危害性，一旦發(fā)生泄漏，往往會(huì)影響人體健康，不僅如此，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成大面積污染。針對(duì)高爐煤氣，往往是采用濕法除塵的方式，以此減少煤氣中的有害物質(zhì)，確保氣體達(dá)標(biāo)排放，從而減少對(duì)人體的傷害，避免環(huán)境污染問(wèn)題。除此之外，煉鐵過(guò)程中有很多的不確定性，為了保證煉鐵順利安全，需要通過(guò)熱圖像儀、監(jiān)測(cè)器等儀器對(duì)煉鐵過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控檢測(cè)，全面掌握各項(xiàng)數(shù)據(jù)，確保突發(fā)意外狀況時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

高爐煉鐵是當(dāng)下鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)鐵的最重要，也是最主要的機(jī)械設(shè)備。煉鐵過(guò)程通常具有一定的復(fù)雜性，設(shè)備使用較多，操作起來(lái)有一定的難度，煉鐵過(guò)程中存在許多困難。因此，為了保證煉鐵順利進(jìn)行，需要采取先進(jìn)的、高效的煉鐵技術(shù)、工藝，加強(qiáng)日常生產(chǎn)管控，從而確保煉鐵順利高效進(jìn)行，提高煉鐵質(zhì)量與產(chǎn)量，推動(dòng)我國(guó)鋼鐵行業(yè)健康快速的發(fā)展。