攀鋼高爐爐前技術(shù)進(jìn)步

攀 鋼 技 術(shù) 61 攀鋼高爐爐前技術(shù)進(jìn)步 張志剛 (攀 鋼釩 煉鐵廠 ) 摘 要： 針對(duì)攀鋼高爐強(qiáng)化冶煉后爐前技術(shù) 存在的問(wèn)題 ，對(duì)爐前技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)。開(kāi)發(fā)了新型無(wú)水炮泥，建立了炮泥檢測(cè)裝置和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及加強(qiáng)鐵口維護(hù)等。穩(wěn)定和提高了炮泥的質(zhì)量，鐵口合格率逐漸上升，穩(wěn)定了鐵口工作狀況，改善了爐前工作環(huán)境，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，為高爐強(qiáng)化冶煉創(chuàng)造了條件。 關(guān)鍵詞： 高爐煉鐵；爐前技術(shù)；釩鈦磁鐵礦 0 引言 2000 年以來(lái)，隨著攀鋼高爐冶煉強(qiáng)度不斷提高，高風(fēng)溫、大風(fēng)量、大噴煤、大富氧、精料等強(qiáng)化冶煉手段全面用于生產(chǎn)后，爐前綜合技術(shù)也全面進(jìn)行了配套開(kāi)發(fā) ,主要工作有 :新型 有水炮泥和無(wú)水炮泥的開(kāi)發(fā)研究應(yīng)用和與之相適應(yīng)的爐前設(shè)備和鐵口維護(hù)處理技術(shù)的改進(jìn)。實(shí)踐證明：新型炮泥的應(yīng)用，并結(jié)合爐前設(shè)備和鐵口維護(hù)處理技術(shù)的改進(jìn)，滿足了高爐強(qiáng)化冶煉條件下鐵口工作需要，推動(dòng)了爐前生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步。 1 高爐爐前技術(shù)存在的問(wèn)題 隨著高爐冶煉強(qiáng)度不斷提高，高風(fēng)溫、大風(fēng)量、大噴煤、大富氧、精料等強(qiáng)化手段全面用于生產(chǎn)，促進(jìn)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全面優(yōu)化，鐵口排放的渣鐵量也逐步增加，鐵口沖刷加劇，炮泥在爐內(nèi)難以形成牢固的“泥包”，出鐵時(shí)鐵口沖刷加劇，鐵口通 道也易拉大，高溫渣鐵侵蝕嚴(yán)重，造成渣鐵不能均衡排盡，制約了高爐的穩(wěn)定順行，造成 鐵口 深度難漲。尤其在一期高爐表現(xiàn)較為突出，鐵口保護(hù)板周圍冒瓦斯火嚴(yán)重，對(duì)高爐的穩(wěn)定順行和安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。爐前技術(shù)存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1) 常溫下，炮泥的水分波動(dòng)在 16% 21%；體積密度波動(dòng)范圍為 g/粘性及可塑性低， 130 158 中溫（ 200 800 ），抗折強(qiáng)度 耐壓強(qiáng)度 溫?zé)嵴鸱€(wěn)定差 ， 剝落、開(kāi)裂嚴(yán)重。 (2) 高溫使用性能 和 抗渣鐵 侵蝕沖刷性能差，出鐵時(shí)易早吹，渣鐵不盡，深度難漲，鐵口處理、維護(hù)難度較大，經(jīng)常出現(xiàn)潮鐵口，出現(xiàn)亂噴濺，爐前勞動(dòng)強(qiáng)度大。 (3) 爐內(nèi)不能形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的泥包，鐵口深度變化大，鐵口合格率只有 50%左右。 (4) 高爐強(qiáng)化冶煉后，渣鐵量增加，炮泥難以擔(dān)負(fù)起大量渣鐵的排放任務(wù)，對(duì)爐況順行也造成 了影響。 (5) 炮泥的水分波動(dòng)大，且出鐵間隔時(shí)間短，在處理鐵口時(shí)，經(jīng)常發(fā)生噴潮泥等現(xiàn)象，出鐵時(shí)經(jīng)常發(fā)生“鐵口打槍”事故，造成人身傷害和設(shè)備損壞。另外，炮泥水分偏低時(shí)，易造成液壓炮打不走泥，造成鐵口深度波動(dòng)，使液壓炮維護(hù)造成極 大的困難，影響爐況順行。 造成上述情況的主要原因是配制炮泥的原料選擇上沒(méi)有注重其理化性能指標(biāo)； 由 于 炮泥的生產(chǎn)工藝粗造， 導(dǎo)致渣口泥，打罐泥，不同配比 的炮泥在同一個(gè)碾泥機(jī)內(nèi)碾制造成質(zhì)量偏析；炮泥配比的調(diào)整隨意性大；炮泥的高溫使用性能沒(méi)有跟上高爐冶煉強(qiáng)度大幅度提高的步伐；炮泥一經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)沒(méi)有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，只能憑眼睛看，手摸等經(jīng)驗(yàn)判斷其質(zhì)量好壞。 2 爐前綜合技術(shù)進(jìn)步 開(kāi)發(fā)了新型無(wú)水炮泥 隨著高爐冶煉強(qiáng)度大幅度提高，鐵口承擔(dān)排放渣鐵的任務(wù)越來(lái)越繁重，突出地表現(xiàn)為一期高爐鐵口深度難漲，兩 年來(lái) 高爐鐵口深度達(dá)到 2.0 m 以上還不到 5%； 、 高爐鐵口周圍 經(jīng)常 冒瓦斯火，危及爐缸工作安全。 4#號(hào)高爐鐵口深度雖然能 62 2009 年第 32 卷第 5 期 維持 2.2 m，但穩(wěn)定性差，出鐵過(guò)程鐵口噴濺嚴(yán)重，主溝兩旁積渣較多，鐵損高，爐前勞動(dòng)強(qiáng)度大。 根據(jù)攀鋼高爐冶煉釩鈦磁鐵礦的特殊性，以及高爐強(qiáng)化冶煉后鐵口工作的現(xiàn)行狀況，突出地表現(xiàn)為出鐵間隔時(shí)間短，從鐵口排放的渣鐵量增大等情況。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)炮泥的配方進(jìn)行研究，確定為單鐵口高爐采用復(fù)合型結(jié)合劑結(jié)合的快速燒結(jié)無(wú)水炮泥，雙鐵口高爐采用全焦油結(jié)合的無(wú)水炮泥，炮泥配方見(jiàn)表 1，理化性能要求 見(jiàn)表 2。表 1 新型無(wú)水炮泥配方 % 炭化物 硅化物 混合料 添加劑 原料結(jié)合劑 燒結(jié)劑 外加結(jié)合劑 配方 25 8 17 15 5 25 5 方 2 23 6 18 12 8 26 7 19 20 表 2 無(wú)水炮泥理化性能要求 化學(xué)成分 /% 熱強(qiáng)度（還原氣氛） /夏值 / 1 100 1h 1 300 1 h 配方 30 35 30 35 12 13 17 21 方 2 28 30 20 25 35 40 了改善鐵口的工作狀況，適應(yīng)高爐強(qiáng)化冶煉。鐵廠于 2002 年 12 月開(kāi)始研制適合高爐強(qiáng)化冶煉條件下，滿足鐵口工作需要的無(wú)水炮泥。 2004 年在四高爐進(jìn)行適合新三高爐三個(gè)鐵口使用的無(wú)水炮泥工業(yè)試驗(yàn)取得成功，高爐鐵口合格率達(dá)到 90%以上，鐵量差減小，降低了爐前工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足了高爐強(qiáng)化冶煉的要求。 自制炮泥裝置并建立了炮泥檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 自制炮泥檢測(cè)裝置見(jiàn)圖 1，并制定了相應(yīng)的有水炮泥檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和理化性 能指標(biāo)，見(jiàn)表 3 和表 4。 1 錐管； 2 泥缸； 3 泥缸座； 4 活塞； 5 活塞桿； 6、 7 壓力傳感器、信號(hào)放大器； 8 壓板； 9 絲母推桿； 10 絲桿； 11 軸承座； 12 減速機(jī)； 13 聯(lián)軸器（ 1）； 14 聯(lián)軸器（ 2）； 15 尼龍柱銷； 16 電動(dòng)機(jī)； 17 機(jī)架； 18 滑道 圖 1 炮泥檢測(cè)裝置 表 3 有水炮泥常溫下檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 水分 /% 自然斷截長(zhǎng)度 /積密度 /(g 3) 馬夏值 /材典型炮泥 30 135 購(gòu)炮泥 25 130 鋼 技 術(shù) 63 展開(kāi)機(jī)構(gòu) 傾動(dòng)機(jī)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 配重 升降柱 開(kāi)口機(jī) 走行馬達(dá) 鉆桿 立柱 導(dǎo)向軌梁 轉(zhuǎn)臂 2775 2200 800 表 4 有水炮泥理化性能指標(biāo) 化學(xué)成分 /% 耐壓強(qiáng)度 / 折強(qiáng)度 / 孔率 /% 線變化率 /% 耐火度 / 全 1 000 3 h 13503 h 1 000 3 h 1 3503 h 25 33 27 36 6 32 13 17 13 18 5 0 35 610 1 650 新型炮泥質(zhì)量穩(wěn)定性措施 （ 1）在炮泥中配加 2% 3%（絹云母、減水劑、保存劑、燒結(jié)劑、防爆纖維、抗氧化劑）等多種添加劑，改善炮泥中溫（ 200 800 ）物理化學(xué)性能。 （ 2）在炮泥中配加 1%加劑相結(jié)合辦法提高炮泥的高溫使用性能。 （ 3）降低炮泥水分，探索合理的困料時(shí)間和濕度，在外配加各種添加劑同時(shí)， 摸索合理的 困料 時(shí)間為 16 48 h。 加強(qiáng)鐵口維護(hù) 根據(jù)炮泥性能的改進(jìn)，固定了鐵口角度，加強(qiáng)鐵口泥套和鐵口的維護(hù) ，單鐵口高爐采用復(fù)合型結(jié)合劑結(jié)合的快速燒結(jié)無(wú)水炮泥，雙鐵口高爐采用全焦油結(jié)合的無(wú)水炮泥，并對(duì)炮泥的性能指標(biāo)進(jìn)行定期檢測(cè)，確保炮泥質(zhì)量穩(wěn)定。 研究了鐵水溝長(zhǎng)壽化技術(shù) 隨著高爐冶煉的不斷強(qiáng)化，長(zhǎng)期以來(lái)使用的普通墊溝泥鋪墊的鐵水主溝溝襯已經(jīng)不能適應(yīng)強(qiáng)化冶煉的要求，抗侵蝕性、抗沖刷性、熱震性差，溝襯粘渣，打水降溫后開(kāi)裂，破損嚴(yán)重 ， 使用壽命短 ，為 2 3 天，通鐵量低，僅為 5000 6000 t，必須進(jìn)行溝襯修補(bǔ)和重新墊溝，爐前勞動(dòng)強(qiáng)度大，噸鐵耐材消耗高，且溝襯修補(bǔ)和重新墊溝時(shí)還導(dǎo)致高爐出鐵晚點(diǎn)，爐況“受憋”， 制約高爐強(qiáng)化冶煉的持續(xù)進(jìn)行。 開(kāi)發(fā)研究用樹(shù)脂結(jié)合的免烘烤鐵溝料進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)并取得成功，于 2001 年在全廠四座高爐推廣應(yīng)用，新墊的主溝使用 3 4 天只需對(duì)落鐵點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)， 使用壽命延長(zhǎng) 為 6 7 天 ， t，滿足了高爐強(qiáng)化冶煉對(duì)主溝使用功能的要求。 利用四高爐 2004 年 3 5 月大修時(shí)機(jī)，雙鐵口便于施工的有利條件，采用快干型澆注料對(duì)北鐵口主溝和砂窩子進(jìn)行整體澆注試驗(yàn)研究。北鐵口主溝和砂窩子開(kāi)爐投入使用近 5 個(gè)月，工作狀況正常，其間對(duì)主溝進(jìn)行正常維護(hù)，對(duì)砂窩子進(jìn)行修補(bǔ)兩次，通鐵量近 20 萬(wàn) t，試驗(yàn)取 得成功。在大修 期 間淘汰傳統(tǒng)人工撥“鐵閘”，改進(jìn)為擺動(dòng)流嘴機(jī)械撥閘，同時(shí)引進(jìn)了爐前清渣機(jī)械，試用取得成功，在2005 年 10 月新三高爐開(kāi)爐時(shí)，進(jìn)行全面推廣運(yùn)用。 爐前設(shè)備改進(jìn) （ 1）改進(jìn)了 開(kāi)鐵口機(jī) 全氣動(dòng)開(kāi)鐵口機(jī) 的 主要特點(diǎn)是：全氣動(dòng)，即設(shè)備所有動(dòng)作的動(dòng)力，均為壓縮空氣，其運(yùn)行費(fèi)用低，可靠性強(qiáng)；結(jié)構(gòu)可折疊，利于爐前作業(yè)。主要用于四號(hào)高爐南鐵口，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 2。 圖 2 氣動(dòng)開(kāi)鐵口機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 64 2009 年第 32 卷第 5 期 小車 轉(zhuǎn)臂 導(dǎo)梁 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 鐵口 鉆機(jī) 油管 油馬達(dá) 停放位置 22002000 根據(jù)實(shí)際使用情況，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行 局部改進(jìn)，改進(jìn)內(nèi)容如下： 加長(zhǎng)轉(zhuǎn)臂，制作與原梁斷面相同箱梁，加長(zhǎng)1.2 m，并采用焊接方式聯(lián)接。 將傳動(dòng)轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)的氣缸改為液壓油缸。目的是增加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，能快速旋轉(zhuǎn)，使鉆機(jī)部 分 快速脫離主鐵溝及鐵口，增加安全可靠性。 將起折疊、展開(kāi)作用的氣馬達(dá)拆開(kāi)，內(nèi)腔加注潤(rùn)滑脂，氣馬達(dá)外部進(jìn)、排氣孔堵死，在升降柱焊一短桿，在轉(zhuǎn)臂上安裝一油缸，與短桿聯(lián)接，通過(guò)油缸伸、縮動(dòng)作，使升降柱旋轉(zhuǎn) 0 90，來(lái)完成折疊、展開(kāi)動(dòng)作。 鉆頭鉆桿改進(jìn)，由于原設(shè)計(jì)拆、卸鉆頭和鉆桿不方便，改為快速接頭，并將鉆頭的重量由 15 省材料消耗，同時(shí)更換方便。 （ 2） 矮式全液壓開(kāi)鐵口機(jī) 由于 開(kāi)鐵口機(jī)所需空間較大，因此僅在 高爐安裝， 為了更好地選擇適宜一期高爐的現(xiàn)代化開(kāi)鐵口機(jī)，經(jīng)煉鐵廠研究試用了 矮式 全液壓 開(kāi)鐵口機(jī)， 全液壓 開(kāi)鐵口機(jī)所有動(dòng)作全部采用液壓傳動(dòng)，其特點(diǎn)是能力強(qiáng)、功率大、效率高，全部操作通過(guò)三個(gè)手柄完成，操作簡(jiǎn)單，其設(shè)備結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表 5。 圖 3 矮式全液壓開(kāi)鐵口機(jī) 表 5 矮式全液壓開(kāi)鐵口機(jī)主要技術(shù)性能 最 大行程 /鐵口行程 /轉(zhuǎn)角度 /（） 開(kāi)鐵口角度 /（） 2 800 2 500 0 120 0 20 沖擊能力 /J 回轉(zhuǎn)時(shí)間 /s 鉆進(jìn)速度 /(m 1) 工作油壓 /00 前進(jìn) 10，退出 5 9（ 16 全液壓開(kāi)鐵口機(jī)分為開(kāi)鐵口設(shè)備本體和開(kāi)鐵口機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)裝置兩大部 分 。設(shè)備本體由斜基礎(chǔ)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向軌梁與送進(jìn)機(jī)構(gòu)、鉆沖機(jī)構(gòu)、鉆桿等組成，液壓驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)泵組、油箱、閥臺(tái)、操作控制臺(tái)等組成。 全液壓開(kāi)鐵口機(jī)通過(guò)液壓操作控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離人工操 作。開(kāi)鐵口機(jī)工作時(shí)，開(kāi)口機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)，使開(kāi)口機(jī)鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)從停放位置回轉(zhuǎn)到工作位置，釬桿準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)高爐出鐵口，然后送進(jìn)機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)通過(guò)鏈條傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)鉆沖小車行走，推動(dòng)液壓鉆機(jī)（液壓鑿巖機(jī)）及其鉆桿按調(diào)定的軌跡沖擊式鉆通鐵口。鐵口鉆通后，送進(jìn)機(jī)構(gòu)的鉆沖小車迅速退回，鉆桿迅速退出鐵口，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)迅速回轉(zhuǎn)，使鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)迅速退離鐵溝，回到停放位置。 （ 3）研制了鐵口專用透桿 煉鐵廠從 2003 年自行研制開(kāi)發(fā)出透鐵口用“專用透桿”和做鐵口泥套用“專用工具”安裝在開(kāi)口機(jī)上，并全面應(yīng)用于全廠五座高爐的實(shí)際生產(chǎn)中 ，大大降低了爐前工的勞動(dòng)強(qiáng)度和爐前安全事故及開(kāi)口設(shè)備消耗，其中透鐵口用“專用透桿”獲得國(guó)家專利。 高爐使用無(wú)水炮泥后，由于鐵口孔道強(qiáng)度高，在出鐵過(guò)程 中 、由于鐵口卡焦炭、爐溫高出粘渣，導(dǎo)致鐵流小出鐵時(shí)間 較 長(zhǎng)，不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)出盡渣鐵，爐況受憋。透鐵口時(shí)一直采用人工用圓鋼直接透鐵口，人工用圓鋼透鐵口勞動(dòng)強(qiáng)度大并且鐵口難以透開(kāi)，工人的安全難以保障。開(kāi)口機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)后，透鐵口時(shí)在開(kāi)口機(jī)上安裝標(biāo)準(zhǔn)鉆桿和鉆頭進(jìn)行透鐵口，標(biāo)準(zhǔn)鉆桿安裝在開(kāi)口機(jī)上透鐵口效果雖然好，但是材料消耗大，成本價(jià)高。 2003 年 5 月開(kāi)始研制透鐵口用的“ 專用透桿”后在一號(hào)高爐 進(jìn)行攀 鋼 技 術(shù) 65 工 業(yè)試驗(yàn)， 8 月試驗(yàn)成功， 2004 年上半年相繼在 高爐、 高爐、 高爐推廣使用； 2005 年 10月新三高爐開(kāi)爐開(kāi)始運(yùn)用，成本下降幅度達(dá) 70%。 （ 4）擺動(dòng)流嘴撥罐技術(shù) 高爐大修時(shí)，淘汰了鐵水溝撥罐“簡(jiǎn)易鐵閘”，引進(jìn)采用了擺動(dòng)流