張 春

(鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，遼寧 鞍山114021)

新式上修轉(zhuǎn)爐工藝的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張 春

(鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，遼寧 鞍山114021)

介紹了鞍鋼股份第三煉鋼連軋廠260t轉(zhuǎn)爐采用的新式上修轉(zhuǎn)爐工藝的布置、操作過(guò)程、主要工藝設(shè)備及技術(shù)參數(shù)等，并將其與修爐塔上修轉(zhuǎn)爐工藝和鞍鋼傳統(tǒng)上修轉(zhuǎn)爐工藝相比較，闡述了新式上修轉(zhuǎn)爐工藝的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)鞍鋼股份第三煉鋼連軋廠1號(hào)、2號(hào)轉(zhuǎn)爐修爐項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用，該工藝簡(jiǎn)單實(shí)用、修爐的成本低，效率高。

轉(zhuǎn)爐;軌道梁;新式上修轉(zhuǎn)爐工藝

0 前言

在死爐座的情況下，根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐體采用死爐底或活爐底的不同結(jié)構(gòu)，修爐分別采用上修或下修方式。上修是指爐襯磚從爐口上面被運(yùn)進(jìn)爐內(nèi)進(jìn)行修砌;下修是指將活爐底移開(kāi)，爐襯磚從爐底口被運(yùn)進(jìn)爐內(nèi)進(jìn)行修砌。下修爐用的修爐機(jī)械都布置在轉(zhuǎn)爐下方的通廊內(nèi)，爐襯材料的運(yùn)送方便，筑爐的設(shè)備也不受其它設(shè)備的干擾;另外，由于爐底被拆除，爐襯冷卻快，可以縮短修爐時(shí)間。但大型轉(zhuǎn)爐采用活爐底存在漏鋼的危險(xiǎn)性，萬(wàn)一在結(jié)合面上跑鋼，將造成嚴(yán)重事故。因此，下修爐方式多用在中、小型轉(zhuǎn)爐，大型轉(zhuǎn)爐多用上修方式。目前，大型轉(zhuǎn)爐普遍采用修爐塔上修爐方式，投資大、修爐工藝復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、設(shè)備故障多。鞍鋼第一、第二煉鋼廠均采用新式上修爐方式在轉(zhuǎn)爐爐殼中上部開(kāi)運(yùn)磚孔、用皮帶機(jī)運(yùn)磚，設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單，但工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、耐火磚極易被損壞，生產(chǎn)成本高等。2005年4月，在鞍鋼第三煉鋼連軋廠1#260 t轉(zhuǎn)爐上采用了新式上修轉(zhuǎn)爐工藝。

1 新式上修轉(zhuǎn)爐工藝

1.1 工藝布置

新式上修轉(zhuǎn)爐工藝主要由升降平臺(tái)、安全罩、運(yùn)磚設(shè)備、切磚機(jī)、修爐平臺(tái)等幾部分組成。運(yùn)磚設(shè)備主要由軌道梁、雙排輥道、運(yùn)磚小車(chē)、5 t電動(dòng)葫蘆四部分組成。新式上修轉(zhuǎn)爐工 藝斷面布置如圖1所示。

圖1 新式上修轉(zhuǎn)爐工藝斷面圖Fig.1 Cross section of new-type top-building converter technology

1.2 工藝過(guò)程

(1)爐體冷卻、拆除爐襯，清理爐體結(jié)渣。

(2)倒?fàn)t，爐前操作平臺(tái)上的汽車(chē)吊將升降平臺(tái)吊入爐內(nèi)，然后將升降平臺(tái)吊掛在爐壁上。

(3)打開(kāi)轉(zhuǎn)爐密封擋板上的運(yùn)磚窗口，形成運(yùn)磚通道。

(4)爐體搖爐至正位。將安全罩放至軌道梁端部。檢查吊掛安全罩所需的鋼繩及固定件。氧槍換槍用的32 t起重機(jī)運(yùn)行至爐口正上方。32 t起重機(jī)操作電纜及按鈕盒就位。檢查軌道梁的走行滑輪系統(tǒng)及卷?yè)P(yáng)機(jī)。軌道梁被牽引至爐頂就位、固定。用32 t起重機(jī)將安全罩安裝在轉(zhuǎn)爐氧槍水套正下方，安全罩底面距爐口頂面＞2 000 mm。修爐工具運(yùn)入爐內(nèi)。

(5)放入爐內(nèi)軟梯。操作人員下至爐底。收回軟梯。利用運(yùn)磚設(shè)備和32 t起重機(jī)將爐底磚、鋪底小粒鎂砂、填縫鎂砂、打結(jié)料等運(yùn)入爐內(nèi)。操作人員按規(guī)程要求修砌爐底。

(6)運(yùn)磚小車(chē)離開(kāi)爐口上方位置。用32 t起重機(jī)吊起升降平臺(tái)懸在空中。將升降平臺(tái)四根升降鋼繩與軌道梁上固定點(diǎn)固定。用四個(gè)手拉葫蘆將升降平臺(tái)調(diào)平。

(7)按規(guī)程要求修砌爐身、出鋼口、爐帽和爐口。并利用切磚機(jī)，配合提供合門(mén)磚、爐口磚等。

(8)運(yùn)出工具及多余材料。放入爐內(nèi)軟梯。撤出操作人員，收回軟梯。

(9)用32 t起重機(jī)吊起升降平臺(tái)，拆除升降鋼繩及手拉葫蘆，倒?fàn)t，用汽車(chē)吊吊出升降平臺(tái)。

(10)拆除安全罩，將其落在軌道梁上。軌道梁撤回至修爐平臺(tái)上。32 t起重機(jī)吊鉤提出氧槍水套，撤掉地面操作電線(xiàn)和操作盒。

(11)封閉轉(zhuǎn)爐密封擋板上的運(yùn)磚窗口。

(12)清理工作平臺(tái)上廢物，安排好設(shè)備停位、停水、停電、覆蓋保護(hù)好設(shè)備。

(13)停工檢查。

1.3 主要設(shè)備

(1)升降平臺(tái)。升降平臺(tái)由兩塊半圓形鋼結(jié)構(gòu)拼接而成?？夸摾K及手拉葫蘆升降，鋼繩固定在軌道梁上。平臺(tái)承載7.6 t。

(2)雙排輥道。由26個(gè)輥道組成的雙排輥道，安裝在修爐平臺(tái)上，對(duì)軌道梁起支承和導(dǎo)向作用。

(3)軌道梁。軌道梁是一個(gè)由兩條軌道梁(兩端設(shè)車(chē)擋)和這兩條軌道梁間的連接件(200mm×200 mm的H型鋼)形成的車(chē)體框架，安裝在雙排輥道上，靠32 t起重機(jī)、轉(zhuǎn)爐密封擋板上的滑輪組和鋼絲繩的牽引運(yùn)行。行程:左右各9 850 mm。

(4)運(yùn)磚小車(chē)參數(shù)。

載重量5 t

軌距2.2 m

軌面標(biāo)高 距爐口370 mm

運(yùn)行速度5～20 m/min

行程11.3 m

供電方式 滑纜

運(yùn)行方向 正反兩個(gè)方向

每次運(yùn)磚箱的數(shù)量3個(gè)

控制方式 手動(dòng)

(5)安全罩。安全罩采用平頂罩，罩外加筋，罩外徑φ3 800 mm，高度400 mm，中心設(shè)有φ800 mm的吊孔。安全罩上面有4個(gè)吊環(huán)，帶鋼繩4根，固定在氧槍口上沿。罩四周用橡膠板對(duì)鍋爐間隙進(jìn)行密封。罩子吊孔上面加防落渣管，管高500 mm，直徑φ780 mm。

2 幾個(gè)重要參數(shù)的確定

鞍鋼第三煉鋼廠利用運(yùn)磚小車(chē)將磚箱運(yùn)至轉(zhuǎn)爐爐口上方，再由32 t起重機(jī)將磚箱運(yùn)至爐內(nèi)的上修爐方式，屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要確定幾個(gè)參數(shù)。

2.1 軌道梁長(zhǎng)度的確定

軌道梁布置在1#與2#轉(zhuǎn)爐爐體密封板之間的修爐平臺(tái)上。當(dāng)1#(或2#)轉(zhuǎn)爐要求修爐時(shí)，軌道梁向1#(或2#)轉(zhuǎn)爐方向運(yùn)行，當(dāng)軌道梁端部搭在爐口上方時(shí)停止運(yùn)行;當(dāng)修爐任務(wù)完成后，軌道梁運(yùn)回至1號(hào)與2號(hào)轉(zhuǎn)爐之間。為實(shí)現(xiàn)上述功能，軌道梁長(zhǎng)度不能過(guò)短，也不能過(guò)長(zhǎng)。軌道梁在運(yùn)行過(guò)程中，由于靠近爐口一端處于懸空狀態(tài)，軌道梁過(guò)短，靠近爐口一端在其搭在爐口以前容易向下低垂，從而不能準(zhǔn)確地搭于爐口上方，且對(duì)爐口造成破壞。軌道梁過(guò)長(zhǎng)，其兩端會(huì)碰1#(或2#)轉(zhuǎn)爐爐體密封板。經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算，最終確定軌道梁長(zhǎng)度為17 300 mm，行程為9 850 mm。

2.2 軌道梁高度的確定

由于轉(zhuǎn)爐爐口與活動(dòng)煙罩之間距離為1 000 mm，軌道梁過(guò)高，運(yùn)磚小車(chē)將不能順利地開(kāi)到爐口上方。同時(shí)，軌道梁高度不能過(guò)低，否則，不能夠很好地承載一臺(tái)滿(mǎn)載5 t的運(yùn)磚小車(chē)。經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算，最終確定，軌道梁高度為370 mm。

2.3 運(yùn)磚小車(chē)長(zhǎng)度的確定

運(yùn)磚小車(chē)每次運(yùn)送三個(gè)磚箱，每個(gè)磚箱的外形尺寸為1 250 mm×1 000 mm×750 mm。同時(shí)，車(chē)的一端要設(shè)置一套驅(qū)動(dòng)裝置并承載一個(gè)人。運(yùn)磚小車(chē)要承重5 t。經(jīng)過(guò)計(jì)算，運(yùn)磚小車(chē)長(zhǎng)度最終確定為6 000 mm。

2.4 運(yùn)磚小車(chē)高度的確定

轉(zhuǎn)爐爐口與活動(dòng)煙罩之間距離為1 000 mm，軌道梁高度為370 mm，磚箱高度為750 mm。如果運(yùn)磚小車(chē)底面高于軌道梁頂面，則磚箱的頂面與軌道梁底面之間距離大于1 120 m。此時(shí)，磚箱將不能被運(yùn)送到爐口上方。如果運(yùn)磚小車(chē)頂面與軌道梁底面之間距離大于1 000 mm，則運(yùn)磚小車(chē)也不能順利地開(kāi)到煙罩與爐口之間的位置。如果運(yùn)磚小車(chē)底面低于軌道梁底面，運(yùn)磚小車(chē)底面將與轉(zhuǎn)爐爐口相碰。只有當(dāng)運(yùn)磚小車(chē)底面高于軌道梁底面、低于軌道梁頂面250 mm以上，且運(yùn)磚小車(chē)車(chē)體頂面與軌道梁底面之間距離小于1 000 mm，運(yùn)磚小車(chē)才能將磚箱順利地運(yùn)送到轉(zhuǎn)爐爐口上方。經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算，最終確定運(yùn)磚小車(chē)的車(chē)體頂面與軌道梁頂面之間距離為325 mm，車(chē)體底面與軌道梁頂面之間距離為340 mm。

2.5 雙排輥道型式的確定

由于雙排輥道布置在兩座轉(zhuǎn)爐之間的修爐平臺(tái)上，其主要作用是支承和導(dǎo)向軌道梁。由于軌道梁向爐口方向行進(jìn)時(shí)，其一端懸空，懸臂最長(zhǎng)時(shí)達(dá)到3 700mm，且軌道梁長(zhǎng)度達(dá)17 300 mm，如果采用普通式的輥道，軌道梁與輥道之間是平面與平面式接觸關(guān)系，則軌道梁在運(yùn)行時(shí)易出現(xiàn)跑偏和中途蹺腳。經(jīng)反復(fù)研究，決定選擇如圖2所示型式的輥道，使得軌道梁與輥道之間的配合為鑲嵌式。

圖2 軌道梁與輥道配合圖Fig.2 Matching diagram of Rail beam and roller bed

2.6 運(yùn)磚小車(chē)作業(yè)時(shí)間

為了確保新式上修轉(zhuǎn)爐工藝的運(yùn)磚小車(chē)作業(yè)速度滿(mǎn)足爐內(nèi)砌筑需要，對(duì)運(yùn)磚小車(chē)作業(yè)率進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)計(jì)算可知，運(yùn)磚小車(chē)的運(yùn)磚速度可以滿(mǎn)足爐內(nèi)砌筑需要。

3 新式上修轉(zhuǎn)爐工藝特點(diǎn)

3.1 新式上修轉(zhuǎn)爐工藝與修爐塔［1］上修轉(zhuǎn)爐工藝的比較

以鞍鋼260 t轉(zhuǎn)爐的新式上修轉(zhuǎn)爐工藝與寶鋼

250 t轉(zhuǎn)爐修爐塔上修轉(zhuǎn)爐工藝相比較，見(jiàn)表1。

表1 新式上修轉(zhuǎn)爐工藝與修爐塔上修轉(zhuǎn)爐工藝對(duì)比Tab.1 Comparison of new-type top-building converter technology and building-converter-tower top-building converter technology

修爐塔是由修爐塔臺(tái)車(chē)、塔體、塔體升降裝置、塔體止墜裝置、塔體升降鋼絲繩平衡及斷裂檢出裝置、斗式運(yùn)輸機(jī)、氣動(dòng)擋板、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、輥道輸送裝置、旋轉(zhuǎn)架、作業(yè)平臺(tái)、梯子、電葫蘆、供磚裝置等十多部分組成。按煉鋼車(chē)間有三座250 t轉(zhuǎn)爐，每座轉(zhuǎn)爐爐齡按10 000爐計(jì)算，平均每年修爐3次。修爐塔每年大部分時(shí)間要閑置在車(chē)間的存放位置。占用車(chē)間場(chǎng)地，且需對(duì)修爐塔設(shè)備進(jìn)行罩塑料布、刷防銹漆等維護(hù)。由于設(shè)備種類(lèi)多，不僅維護(hù)量大而且設(shè)備使用時(shí)的故障點(diǎn)多。另外，當(dāng)砌爐時(shí)，必須移走轉(zhuǎn)爐上方的設(shè)備:氧槍、副槍裝置移開(kāi)，液壓驅(qū)動(dòng)的裙罩落于爐口上，下部煙罩置于廠房鋼結(jié)構(gòu)梁上，并拆除上部煙罩與半余熱鍋輻射段煙道以及上升副原料投入溜槽的連接，煙罩臺(tái)車(chē)橫向移開(kāi)后，修爐塔臺(tái)車(chē)方能正置于爐口上方準(zhǔn)備安裝塔體等設(shè)備。當(dāng)砌爐結(jié)束后，將以上設(shè)備恢復(fù)原狀。

新式上修轉(zhuǎn)爐工藝與修爐塔上修轉(zhuǎn)爐工藝相比，設(shè)備簡(jiǎn)單、設(shè)備種類(lèi)少，故障點(diǎn)少、占用車(chē)間面積少，維護(hù)量少、不需拆卸或移走現(xiàn)有的工藝設(shè)備，故省時(shí)、省力。

3.2 新式上修轉(zhuǎn)爐工藝與鞍鋼傳統(tǒng)上修轉(zhuǎn)爐工藝的比較

鞍鋼傳統(tǒng)上修轉(zhuǎn)爐工藝是采用在轉(zhuǎn)爐爐殼中上部開(kāi)運(yùn)磚孔，在運(yùn)磚孔與操作平臺(tái)之間設(shè)一臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)，在運(yùn)磚孔與爐底之間設(shè)一個(gè)溜槽。修爐時(shí)，爐前操作平臺(tái)上的工人將磚一塊、一塊地放在皮帶運(yùn)輸機(jī)上。同時(shí)，運(yùn)磚孔處的平臺(tái)上的工人將磚從皮帶運(yùn)輸機(jī)上取下來(lái)，然后將其放在溜槽上，磚順著溜槽下滑至爐底。

新式上修轉(zhuǎn)爐工藝是運(yùn)磚小車(chē)將磚箱運(yùn)至爐口上方，32 t起重機(jī)將磚箱送入爐內(nèi)。在整個(gè)運(yùn)磚過(guò)程中，一方面，工人不需一塊、一塊地搬運(yùn)磚，另一方面，沒(méi)有出現(xiàn)磚的破損問(wèn)題。同鞍鋼傳統(tǒng)的上修轉(zhuǎn)爐工藝相比，極大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低了修爐的成本。

4 使用效果

從鞍鋼股份第三煉鋼連軋廠1#、2#轉(zhuǎn)爐修爐情況看，運(yùn)磚小車(chē)的運(yùn)磚速度可以滿(mǎn)足爐內(nèi)砌磚需要。2005年4月，1號(hào)轉(zhuǎn)爐修爐用了6天。2005年6月，2號(hào)轉(zhuǎn)爐修爐用了5.5天。2006年9月，2號(hào)轉(zhuǎn)爐修爐僅用了4.9天。

［1］譚牧田.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1983:611．

Design and app lication of new type top-building converter technology

ZHANG Chun
(Ansteel Engineering Technology Corporation Limited，Anshan 114021，China)

The layout，operation process，main equipments and technology parameters of a new type top-building converter used by 260 t converter in No.3 Steelmaking and Continuous Rolling Plant of Ansteel Co．，Ltd．a(chǎn)re introduced．The technology of the new type top-building converter are compared with top-building converter on building-converter-tower and that of the traditional one used in Angang．The advantages of the new type top-building converter technology are elaborated．The actual application in the convertermaintenance project for No.1 and No.2 converters in No.3 Steelmaking and Continuous Rolling Plant of Angang Steel Co．，Ltd．shows that the technology is simple and practical，and has characteristics of low cost，and high efficiency．

converter;rail beam;new type top-building converter technology

TF777

A

1001－196X(2012)05－0082－04

2012－02－05;

2012－03－27

張春(1972－)，女，鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，高級(jí)工程師。