王克儉 郭瑞峰

（西安建筑科技大學(xué)，陜西西安710055）

0 引言

寶鋼一煉鋼現(xiàn)有2個受鐵坑，供應(yīng)3座300t轉(zhuǎn)爐煉鋼，日產(chǎn)最高曾達(dá)到90余爐鋼。煉鋼主生產(chǎn)線的其他輔助作業(yè)項目所耗時間有限，經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐，寶鋼對受鐵坑倒鐵口的清理工藝不斷改進(jìn)，取得了理想的效果。

1 國內(nèi)和國際鋼廠受鐵坑倒鐵口清理工藝介紹

目前在煉鋼主生產(chǎn)線的輔助作業(yè)項目中，受鐵坑倒鐵口的清理輔助作業(yè)項目顯得格外重要。在國內(nèi)大的鋼廠中，尚未有成熟的清理工藝，往往都是投入較多的人力和物力，同時耗費(fèi)較多的時間進(jìn)行人工清理，在清理過程中，一方面環(huán)境較為惡劣，另外還會對清理人員的人身安全造成一定的影響。

在國外較大的鋼廠中，仍有很多鋼廠保存著這種人工清理的落后清理方法，在新投產(chǎn)的煉鋼主生產(chǎn)線中，雖然受鐵坑倒鐵口的設(shè)計更加人性化，清理時較以前便捷，但始終需要人工參與清理，而且清理主力仍然是人工，并未從根本上替代人工清理模式；同時在目前嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)形勢下，投入新的煉鋼生產(chǎn)線存在較大的難度。

2 原始設(shè)計

寶鋼受鐵坑倒鐵口（圖1）清理采用人工清理方式，清理時作業(yè)人員下降至站位平臺，利用鋼釬等工具對倒鐵口坑壁上結(jié)渣進(jìn)行清理，費(fèi)時費(fèi)力，而且存在很大的安全隱患（作業(yè)人員前、后都有空洞，受鐵坑垂直距離15m，而且防護(hù)欄桿長期受高溫烘烤，其強(qiáng)度受到一定影響）。目前每次清理時間維持在80～90min，每周需清理四次。最初的設(shè)計方便了施工，也便于大的渣鐵的清理，但清理時間較長、頻率較高，這抑制了受鐵坑產(chǎn)能的充分發(fā)揮。

圖1 原始設(shè)計出鋼口示意圖

2.1 清理時間長的原因

受鐵坑倒鐵口清理時間長，不但取決于結(jié)渣的黏結(jié)性能，也取決于清理結(jié)渣的施力強(qiáng)度。

受鐵坑倒鐵口結(jié)渣的性能取決于鐵水表面浮渣和液態(tài)鐵水兩種物質(zhì)。此兩種物質(zhì)的改變固然能夠改變其黏結(jié)性能，但這兩種物質(zhì)的改變需追溯到鐵礦石等一系列原材料變化，這種改變方式付出代價太高，不宜采納，固結(jié)渣的黏結(jié)性能不能作為改變清渣時間的有效研究途徑。

清理結(jié)渣的施力強(qiáng)度在寶鋼受鐵坑倒鐵口的清理實踐中表現(xiàn)較落后，其通常采用人工清理的方式，施力強(qiáng)度較小，不易將結(jié)渣清除，影響了清理時間。

2.2 清理效率低的原因

清理倒鐵口效率低，主要存在以下幾方面的影響因素：

（1）工藝落后、工器具簡單：受鐵坑倒鐵口的清理作業(yè)作為煉鋼主生產(chǎn)線的輔助作業(yè)項目，其往往被生產(chǎn)單位所忽視，因此無論是國內(nèi)大的鋼廠還是國外大的鋼廠都沒有成熟的清理工藝，清理時仍以人工為主，采用的工器具多為撬杠等原始作業(yè)工具。雖然其為輔助作業(yè)項目，但其與煉鋼主生產(chǎn)線的關(guān)系甚為密切，一旦清理不當(dāng)，將直接影響生產(chǎn)節(jié)奏。

（2）空間狹小，無法施展機(jī)械優(yōu)勢：在煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏較快的今天，對于受鐵坑倒鐵口清理也曾考慮過使用機(jī)械清理方式代替落后的人工方式，但原廠房設(shè)計空間狹小，工程機(jī)械根本無法進(jìn)入廠房；即使進(jìn)入廠房，也無法充分施展清理能力；同時工程機(jī)械的機(jī)動性較差，每次使用時需耗費(fèi)較多的時間，這與高頻率的清理不相適應(yīng)，同時生產(chǎn)節(jié)奏也不允許。

2.3 清理頻率高的原因

日鋼產(chǎn)量的高與低可直接影響受鐵坑倒鐵口的倒鐵頻率，從而影響倒鐵口的結(jié)渣速率。結(jié)渣速率與清理頻率成正比，但日鋼產(chǎn)量的變化與市場及公司的統(tǒng)籌有關(guān)系，其不能作為清理頻率的衡量指標(biāo)。

另一影響清理頻率的因素為每次清理的徹底性。由于倒鐵口的清理主要依賴人力，而且清理的安全隱患較大，從而使作業(yè)人員不能完全覆蓋結(jié)渣清理范圍，再加上倒鐵口坑壁的垂直距離大，從而使得每次清理的徹底性較差，導(dǎo)致清理頻率高。

3 受鐵坑倒鐵口清理改進(jìn)應(yīng)用

寶鋼300t轉(zhuǎn)爐單元受鐵坑倒鐵口清理的改進(jìn)宗旨是縮短清理時間、保障作業(yè)人員人身安全。主要從兩個方面改進(jìn)：（1）增加清理施力強(qiáng)度；（2）在不改變原有設(shè)計意圖的前提下，減少清渣空洞面積。

3.1 增加清理施力強(qiáng)度

在受鐵坑倒鐵口的兩側(cè)增設(shè)10t的液壓千斤頂裝置，每邊各兩個，千斤頂?shù)那岸斯ぷ鞴?jié)延長至倒鐵口坑壁外側(cè)，在工作節(jié)前端焊接工字鋼裝置鑲嵌在坑壁中（圖2）。當(dāng)需要清理坑口時，千斤頂將工作節(jié)伸出，帶動前端工字鋼裝置，從而將坑壁大部分結(jié)渣清理掉，清理不徹底的部位由人工完成。這可以極大地縮短清理時間，降低人為參與的概率。

圖2 施力強(qiáng)度增加設(shè)計示意圖

3.2 減少清渣空洞面積

在倒鐵口兩側(cè)各有一個清渣空洞，這一方面給人工清渣造成了很大障礙，另一方面存在安全隱患。其原有設(shè)計意圖是日常倒鐵過程中產(chǎn)生的積灰能夠隨時掉入受鐵坑坑底，遇到較大的渣塊能較便捷地清理掉坑底。本次改進(jìn)在清渣空洞上鋪設(shè)可拆卸的網(wǎng)格鋼板，一方面減少了清渣空洞的面積，保障了清理作業(yè)人員的人身安全；另一方面保存了原有設(shè)計意圖（當(dāng)遇到較大渣鐵時可對網(wǎng)格鋼板進(jìn)行拆卸）；同時為增設(shè)的千斤頂裝置提供了受力平臺（圖3）。

圖3 清渣空洞面積縮小設(shè)計及實物圖

3.3 改進(jìn)前后的效果比較

（1）清理頻率下降：原始設(shè)計受鐵坑倒鐵口清理周期為每周4次；改進(jìn)后，清理周期僅為每周1～2次。

（2）產(chǎn)能提高：原始設(shè)計受鐵坑倒鐵口清理時間為80～90min/次，改進(jìn)后，清理時間為15～20min/次，大大提高了受鐵坑的產(chǎn)能，為生產(chǎn)節(jié)奏的加快提供了可靠的基礎(chǔ)。

（3）勞動力減少：原始設(shè)計受鐵坑倒鐵口清理時投入人力為11～13人；改進(jìn)后，投入的人力僅為3～5人。

（4）安全系數(shù)提高：縮小清渣空洞面積以后，可有效保障作業(yè)人員的人身安全，降低人身傷害事故的發(fā)生頻率。

4 結(jié)論

（1）使用液壓千斤頂裝置可降低人工參與清理的頻率，縮短清理時間，大大提高坑口清理的徹底性；

（2）使用機(jī)械化裝置清理坑口結(jié)渣，可以減少人工參與率，同時可以較大程度地保障作業(yè)人員的人身安全，降低人身傷害事故的發(fā)生頻率。

［參考文獻(xiàn)］

[1]馮聚和，艾立群，劉建華.鐵水預(yù)處理與鋼水爐外精煉[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

[2]高澤平.煉鋼工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.