魏波

（安陽鋼鐵集團有限責任公司，河南 安陽 455000）

摘　要：高爐是鋼鐵冶煉生產過程中的核心設備，高爐設備運行狀態直接影響作業效率、產品質量與企業效益。然而，在高爐設備投運使用期間，受多方面因素影響，需頻繁開展設備檢修作業，影響到正常生產活動的開展。因此，為改善企業生產情況，文章以高爐設備檢修為切入點，結合自身工作經驗，探討制約高爐設備檢修周期的主要因素，提出相應技術措施，旨在延長高爐檢修周期，實現大計劃、長周期檢修目標。

關鍵詞：高爐設備；檢修周期；技術措施

1　制約高爐設備檢修周期的主要因素

1.1 爐頂系統

在傳統設備檢修模式中，受到爐頂設備性能限制，將檢修周期設定為 2~3 個月，如果檢修間隔時間超過這一期間，容易在性能薄弱部位出現設備老化速度加快、磨損嚴重、料罐襯板抖動的問題，使爐頂設備使用壽命縮短，嚴重時引發多項故障問題出現。爐頂設備的性能薄弱部位包括氣密箱、上下料罐襯板與均壓放散閥三處。首先，氣密箱內部設有潤滑泵，運行期間重復執行布料溜槽打料、自動加油的動作，起到潤滑效果，但由于油泵可儲油量有限，單次注入油量至多可使用100 天，常出現油料泄露等突發情況，進一步縮短了爐頂氣密箱檢修周期。其次，爐頂設備多為高碳合金材料制成，這類材質爐頂設備的抗沖擊、耐磨損效果并不理想，在使用期間受到復雜作業條件影響，出現嚴重磨損，需頻繁更換全新設備或修補磨損部位，以爐料沖擊部位的磨損問題嚴重。臨末，均壓放散閥在高爐運行期間重復執行閥門啟閉動作，起到控制料罐沖壓放散、保證高爐正常上料的效果。然而，部分老舊型號高爐設備采取閥板-閥座硬接觸的落后密封方式，使用若干定位塊將閥門支撐，在均壓放散閥使用期間，定位塊持續受到關閥振動力與氣流沖擊力作用影響，隨著時間延長，出現定位塊松動脫落、閥門關閉不嚴的問題。

1.2 沖渣系統

在高爐設備運行期間，沖渣系統設備長時間與高度腐蝕性的焦化廢水直接接觸，設備嚴重腐蝕，不得不頻繁更換受損設備、修補防腐保護層，將沖渣系統的檢修周期限制在 2 個月左右，可設定在 3 個月，如果未及時開展檢修，將出現管道破裂、閥門失效等故障問題。根據實際生產情況，沖渣系統中的循環泵閥門與配套管道的檢修周期為 2 個月，沖渣設備檢修周期在 2~3個月，粒化輪裝置的檢修周期為 3 個月。

1.3 其他高爐系統設備

根據高爐檢修工作情況來看，除高爐爐頂、沖渣系統等核心設備外，系統泵房、主皮帶傳動系統等其他系統設備的工況穩定性較差，沒有滿足實際生產需要，或是頻繁出現故障問題。以國內鋼鐵企業的 2000 m³ 級和4000 m³ 級高爐設備為例，某些 2000 m³ 級高爐設備存在軟水量過少的問題，高爐在高強度冶煉運行工況時的爐體水流量超過 4500 m³ /h，而系統泵房所能承受的軟水流量僅為 4000 m³ /h，因缺少軟水，出現爐缸工作溫度過高、碳磚侵蝕程度嚴重的問題，且高爐爐體使用壽命有所縮短。同時，4000 m³ 級高爐設備存在主皮帶傳動系統過幅振動的問題，電機與減速機等設備在振動作用下出現故障問題，對高爐上料效果造成影響，雖然該企業采取灌漿加固設備底座的方法，但實際處理效果并不理想。

2　延長高爐設備檢修周期的技術措施

2.1 爐頂設備檢修技術攻關

（1）氣密箱。目前來看，多數型號高爐設備均采取氣密箱雙泵潤滑方式，在箱內傾動軸部位各設置一個潤滑泵與配套油管，受到潤滑油泵數量限制，儲油量有限，在全天候給油潤滑條件下至多可支撐 100 天。針對這一問題，可以對氣密箱結構進行優化改進，將原本的雙泵潤滑方式調整為三泵潤滑或是四泵潤滑，額外設置 1~2 個潤滑油泵與配套油管，通過增加儲油量的方法來延長氣密箱設備檢修周期，理論層面上，可以將檢修周期延長至 150 天或 200 天，但這會提高氣密箱結構復雜程度。此外，高爐設備的爐內作業條件較為復雜，長時間處于高溫高壓條件，并產生大量粉塵，這也是氣密箱潤滑油泵全天候工作、給油的根本原因。

因此，可選擇采取改善氣密箱各部件冷卻效果及轉動部位密封的措施，改善氣密箱在爐內作業的條件、減少氣密箱加油量與加油頻率，間接延長氣密箱檢修周期。

（2）上下料罐襯板。為解決上下料罐襯板承受過強沖刷力、落料點老化磨損速度過快、需要頻繁更換全新襯板的問題，應從料罐襯板優化設計、表面附加磨料保護層、應用耐磨瓷片的技術改進措施。

第一，料罐襯板優化設計措施是對襯板磨損嚴重部位的規格尺寸進行調整，適當減小易磨損襯板環的高度，或是對料罐襯板結構、材質進行調整。根據實際效果來看，對襯板結構、材質的優化改進，可以全面強化襯板的耐磨性，但襯板表面性能的提升幅度有限，如果無限制使用新型耐磨材料來改造整體襯板，會產生高昂成本。

第二，表面附加磨料保護層措施是在襯板表面加裝一層保護層，采取局部強化襯板耐磨性能方法。如某鋼鐵企業選擇在料罐襯板表面加裝 Q345 低合金鋼強度板，與原有襯板共同形成魚鱗狀結構，將單段鋼板的長寬度保持在 400 mm 與 100 mm 內，相鄰兩段鋼板間隙在 90 mm 內，由板層間爐料替代襯板承受沖擊作用。

第三，應用耐磨瓷片措施是在襯板表面鋪貼由Al2O3 材料制成的特種剛玉陶瓷片，此類陶瓷的洛氏硬度高達 85~90 HRC，同一工況條件時的耐磨性能為錳鋼280 倍，可以保持 10 年左右使用壽命，有效適應高溫、高壓環境。然而，特種剛玉陶瓷有著易破碎、無法采取襯板開孔方式或強力膠粘貼方式來固定陶瓷片的局限性，可采取襯板表面焊接鋼方盒，在方盒底座涂刷強力膠粘固陶瓷片的安裝方法。

（3）均壓放散閥。對于均壓放散閥，可采取改進密封方式、調整閥板關閉方向和改變支撐形式的技術措施。其中，將密封方式改進為軟密封加裝一道硅膠密封圈，保持閥座與硅膠密封圈的緊密貼合狀態。將閥板關閉方向由原先的朝高爐內部氣流流向調整至逆氣流方向，以此來減輕閥板在執行開啟、閉合動作時的磨損程度。將閥板支撐結構由若干定位塊固定方式改變為閥板主軸一體化支撐方式，解決定位塊受振動影響頻繁松脫掉落的問題。

2.2 沖渣設備檢修技術攻關

（1）單泵沖渣。現有高爐沖渣系統普遍設置 4 臺循環泵，將循環泵分為 2 組，定期切換兩組循環泵的投用、備用工作狀態，在循環泵切換期間，閥門和管道將受到水渣沖擊力與焦化廢水腐蝕作用影響，由此出現泄漏問題。因此，需要對高爐沖渣方法加以改造，將原本的多臺循環泵進行功能整合處理，減少循環泵數量，設置一臺循環泵獨立開展沖渣作業，以及對噴嘴、渣溝等部位結構進行優化改進，重點體現沖制點合理性與爐渣流動順暢性，這將起到減輕管道閥門磨損量、保證設備穩定運行的作用，延長檢修周期。

（2）改善設備耐磨性能。為解決沖渣系統設備磨損速度過快的問題，應使用新型耐磨材質的設備裝置，從根源上解決這類問題，延長沖渣設備的使用壽命。例如，對于粒化池，可涂抹耐磨陶瓷涂料。對于粒化通道，可選擇使用陶瓷金屬復合材質和耐磨合金材質制成的通道。對于沖渣閥門設備，則使用滲碳化鎢鋼材質制成的閥件。如此，可以將沖渣設備實際使用壽命從 2~3 個月延長至 6~12 個月不等，以此來延長沖渣設備檢修周期，并具備同步開展沖渣、爐頂與其他高爐設備檢修作業的 條件。

2.3 其他高爐設備檢修技術攻關

（1）高爐強化冷卻改造。針對高爐軟水量無法滿足高強冶煉生產需要的問題，應采取強化冷卻改造措施，將高爐軟水系統的一路供水方式改變為多路供水方式，通過對應冷卻壁直冷管流向高爐爐體、爐底等部位，并控制軟水始終保持循環流通狀態，以此來改善高爐冷卻效果，在實際軟水流量稍低于爐體水流量的條件下，也可以滿足生產需要，有效控制爐缸溫度。例如，某些企業已將 2000 m³ 級軟水系統改造為兩路供水，一路 600 m³ /h 軟水流向高爐底部，另一路 3400 m³ /h 軟水流向高爐爐體，額外設置加壓泵設備，對高爐爐底回流軟水進行加壓處理，將處理后的軟水用于冷卻局部爐體，在加壓作用下，軟水流速大幅增加，由此取得理想的循環冷卻效果。

（2）主皮帶永磁渦流柔性傳動改造。針對主皮帶傳動系統過幅振動的問題，可采取永磁渦流柔性傳動技術，對原有主皮帶系統進行升級改造，去除系統中的液力耦合器等設備，加裝永磁調速器，以磁力連接方式來取代原有的機械連接方式，在永磁調速器控制下形成磁場，基于感應電流磁場與永磁場的相互作用力，形成磁力矩、帶動轉子旋轉和輸出扭矩，實現動力傳遞，使主皮帶傳動系統和配套電機、減速機等設備可以在無振動條件下完成生產任務。

3　延長高爐設備檢修周期的幾點建議

3.1 優化作業操作方法

在高爐設備檢修工作展開前，檢修人員應根據自身的工作經驗選擇相應的檢修方法，以此強化檢修工作質量及水平。其次，應擬定科學完善的檢修方案，對檢修標準工藝要求、檢修工具使用要點加以明確，充分考慮到檢修過程中極易出現的各項問題，通過事前控制措施對其加以解決。

3.2 科學選擇檢修材料

在高爐設備檢修期間，各類檢修材料的質量也能夠對檢修工作質量產生不可忽視的影響。以螺絲材料為例，在檢修過程中，不同種類螺絲的性質會存在著明顯的差異，一旦未做好螺絲材料的選擇工作，雖然短時間內檢修工作能夠達到標準，但在長時間運行過程中，螺絲性能將會對高爐設備的功能發揮產生負面影響。

在各項檢修工作展開前，應根據檢修工作要求，選擇相應的檢修材料進行使用，以此延長高爐設備使用年限。此外，通過檢修材料質量控制措施，還能夠為后續檢修工作的展開提供有利的條件。

3.3 科學選擇檢修工具

在高爐設備檢修過程中，檢修工具的重要作用也不容忽視。科學合理的對檢修工具加以應用不但能夠降低檢修人員工作壓力，還能夠提升檢修工作效率。例如，在主卷揚鋼絲繩更換期間，可通過彎形裝置使鋼絲繩更換過程更加安全高效。

3.4 優化配置檢修人員

在檢修人員配置過程中，應對各檢修人員的責任加以明確，以此使檢修人員養成良好的工作態度。其次，應根據檢修工作要求，做好人員分配工作。此外，還可將檢修過程與績效相互結合，以此使檢修人員能夠全身心的投入到工作當中，避免返工問題出現。臨末，高爐設備檢修過程極為繁瑣，檢修過程涉及多個工種，應做好相應的培訓工作，使檢修人員充分掌握各項檢修工作要點。當設備出現臨時狀況時，應及時采取措施加以解決。通過這種方式不但能夠提高高爐設備檢修工作效率，還能夠確保檢修過程更加安全。

3.5 做好檢修記錄工作

在高爐設備檢修過程中，檢修人員還應做好相關信息記錄工作，及時對檢修過程中出現的故障問題加以總結，明確故障問題產生的原因，隨后好后續此類故障應對方案擬定工作。當后續再次出現此類故障時，能夠及時采取有效的措施對其加以解決。

4　結語

綜上所述，為同步實現保證高爐設備穩定運行、延長高爐檢修周期、降低設備檢修成本與減輕工作量的目標。鋼鐵冶煉企業必須對高爐設備檢修周期問題予以高度重視，深入了解高爐檢修周期過短問題的產生原因，針對性落實爐頂設備、沖渣設備與其他高爐設備的技術改造措施，始終維持高爐設備的良好運行工況，做到對癥下藥。

參考文獻

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（來源：冶金信息裝備網）

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