王丹
安鋼第二煉軋廠煉鋼主要設(shè)備由150t 轉(zhuǎn)爐、1300t 混鐵爐、鐵水預(yù)處理站、LF 精煉爐、VD真空精煉爐、RH爐組成，工程設(shè)計(jì)以武漢鋼鐵設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)為主，工藝裝備總水平、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等都達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。隨著煉鋼產(chǎn)能的發(fā)揮、煉鋼- 連鑄- 軋鋼生產(chǎn)線的匹配，以及公司降本增效的要求，對(duì)煉鋼生產(chǎn)的工藝性能及設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量要求也越來(lái)越高。因此，有必要針對(duì)影響煉鋼生產(chǎn)、降耗的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改造。
1 轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)存在的問(wèn)題及優(yōu)化改造
1.1轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)存在的問(wèn)題
150 噸轉(zhuǎn)爐在投產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)等原因，設(shè)備上存在諸多影響生產(chǎn)、安全的問(wèn)題，其中問(wèn)題主要包括：轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭旋轉(zhuǎn)體設(shè)計(jì)不合理無(wú)法正常使用，爐體護(hù)裙板設(shè)計(jì)不合理易變形易脫落，轉(zhuǎn)爐爐前擋火門觀察窗傳動(dòng)設(shè)備易損壞，爐體水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理，氧槍刮渣器拉桿易變形影響生產(chǎn)，爐后出鋼擋渣機(jī)構(gòu)無(wú)法適應(yīng)生產(chǎn)等問(wèn)題。
1.2對(duì)轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)存在問(wèn)題的優(yōu)化改造
（1）旋轉(zhuǎn)接頭改造
原旋轉(zhuǎn)接頭由轉(zhuǎn)軸體與固定套組成，在兩者之間采用了盤根密封形式，除此之外，沒(méi)有專門的轉(zhuǎn)軸支撐結(jié)構(gòu)，這就要求密封盤根同時(shí)還要起支撐作用。由于盤根本身是柔性的，在受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大變形，致使接頭轉(zhuǎn)軸體傾斜，與固定套的結(jié)合處漏水嚴(yán)重，當(dāng)傾斜程度過(guò)大時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)接頭卡死事故，嚴(yán)重影響了轉(zhuǎn)爐設(shè)備的安全使用性。據(jù)國(guó)內(nèi)在用廠家統(tǒng)計(jì)，這種接頭的壽命不超過(guò)3 個(gè)月，設(shè)備備件消耗較高。
轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭的改造重點(diǎn)在于轉(zhuǎn)軸體的改造，通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)近幾年的新技術(shù)，與旋轉(zhuǎn)接頭制造廠進(jìn)行充分討論，對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了改造，增加轉(zhuǎn)軸支撐軸承，并相應(yīng)提高轉(zhuǎn)軸摩擦區(qū)硬度，改變接頭外接管道形式，以大幅度提高接頭壽命。改造后，轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭沒(méi)有再更換，也沒(méi)有出現(xiàn)任何影響事故，全年可節(jié)約接頭三套，價(jià)值約120萬(wàn)元，且隨著生產(chǎn)使用時(shí)間的增加，接頭改造在以后三到五年內(nèi)會(huì)產(chǎn)生近480 萬(wàn)元的凈效益。改造后，旋轉(zhuǎn)接頭沒(méi)有出現(xiàn)故障，與改造前相比，平均每月可節(jié)省事故處理時(shí)間近6 小時(shí)，全年節(jié)約72小時(shí)。
（2）爐體護(hù)裙板改造
原設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐爐體護(hù)裙板采用16mm鋼板卷制成型，裙板支撐架采用20# 槽鋼焊接制作，支撐架直接焊接在爐殼箍圈、爐帽冷卻水路間隙上。在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中，裙板表面直接被高溫鋼渣覆蓋，裙板及支撐架因尺寸大、厚度薄，極易受熱翹曲變形，經(jīng)常出現(xiàn)拉裂焊縫、拉斷連接螺栓，因支撐架焊接在爐帽冷卻水路旁，變形應(yīng)力將爐帽冷卻水路焊縫拉裂造成漏水，爐帽冷卻水路拉漏后造成轉(zhuǎn)爐被迫停爐修復(fù)，影響轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)運(yùn)行，裙板變形后造成冶煉中的高溫鋼渣覆蓋爐帽，直接威脅轉(zhuǎn)爐球鉸支撐等裝置。
爐體護(hù)裙板改造采用新設(shè)計(jì)的護(hù)裙板及支撐架更換原設(shè)計(jì)裙板及支撐架，新裙板及支撐架設(shè)計(jì)上，一方面適當(dāng)增加了裙板的厚度，改用30mm鋼板卷制，另一方面加長(zhǎng)裙板長(zhǎng)度，將裙板延伸到爐口法蘭下方，并在安裝時(shí)增加壓塊，防止裙板、裙板支撐架上翹變形，裙板支撐架焊接時(shí)爐帽冷卻水路部分支撐不焊接，防止拉裂該處水路，另外，在裙板及支撐架上增加固定裙板的連接螺栓數(shù)量，防止裙板變形。經(jīng)過(guò)設(shè)備改造，明顯減少了轉(zhuǎn)爐的非正常停機(jī)，爐體護(hù)裙板維修由原來(lái)的每月4 次減少到三月1 次，每次停爐8 小時(shí)；每季度節(jié)約停爐時(shí)間88 小時(shí)。
（3）轉(zhuǎn)爐爐前擋火門觀察窗傳動(dòng)設(shè)備易改造
原設(shè)計(jì)觀察窗傳動(dòng)，采用電液推桿立式旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)，開(kāi)門方向?yàn)榇怪鞭D(zhuǎn)動(dòng)，為防止兌鐵或加廢鋼時(shí)觀察門被鐵包、廢鋼斗撞壞，每逢兌鐵或加料時(shí)，觀察門都必須關(guān)閉，在冶煉過(guò)程中，為了觀察冶煉進(jìn)程又需要將觀察門打開(kāi)。由于電液推桿在工作過(guò)程中及觀察門開(kāi)啟過(guò)程中始終受觀察門的下墜力，其活塞桿容易受力彎曲，一旦活塞桿彎曲過(guò)于嚴(yán)重，電液推桿就只能報(bào)廢。根據(jù)跟蹤統(tǒng)計(jì)，每套電液推桿壽命不超過(guò)一周。爐前擋火門由兩片組成，每周都要更換兩套電液推桿，浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。
爐前擋火門觀察窗傳動(dòng)設(shè)備改造主要是將爐前擋火門觀察窗改為水平側(cè)開(kāi)窗，將原來(lái)的電液推桿立式旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)方式改為水平推拉式；改造前，備好2 個(gè)TZ3000- 1500 的電液推桿，6 個(gè)φ150 的滾輪及4 根長(zhǎng)1500MM的槽鋼。停爐后，將兩扇觀察窗的電液推桿卸下，再將觀察窗卸下，每扇觀察窗上焊接3 個(gè)滾輪（上1 下2），用槽鋼做成的導(dǎo)軌焊在爐前擋火門上，將觀察窗安裝在導(dǎo)軌上，觀察窗擋住擋火門的觀察孔處，然后將電液推桿連接在觀察窗上，接上減速機(jī)和電機(jī)，在試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，將維修臺(tái)架下移至改造后電液推桿位置，改造完成。經(jīng)過(guò)改造，觀察窗電液推桿再未更換，與改造前相比，每周可節(jié)約電液推桿2 支，每支電液推桿1.3萬(wàn)元，僅此一項(xiàng)，全年可節(jié)約成本136 萬(wàn)元；更節(jié)省了電液推桿更換檢修時(shí)間，與改造前相比，平均每月節(jié)省檢修時(shí)間5 小時(shí)，全年節(jié)約60 小時(shí)。
（4）水冷系統(tǒng)改造
原設(shè)計(jì)爐體水冷管線連接為固定式連接，不能適應(yīng)轉(zhuǎn)爐在煉鋼過(guò)程中的熱變形及爐體托圈之間的相互移動(dòng)，容易出現(xiàn)管道漏水現(xiàn)象，且漏水后處理起來(lái)難度大、時(shí)間長(zhǎng)。轉(zhuǎn)爐水冷卻管路采用的是全部用φ60×4 的無(wú)縫鋼管連接，雖然在生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)考慮到管路承受能力不足，將φ60×4 的鋼管改成φ68×8 的鋼管，大幅增加管路的壁厚，但在設(shè)備投入使用后才發(fā)現(xiàn)，由于轉(zhuǎn)爐爐體與托圈之間因受熱形成的變形應(yīng)力太大，加厚了的鋼管仍然容易出現(xiàn)管道裂紋甚至斷裂的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備作業(yè)率。同時(shí)，鋼管之間完全采用的是焊接聯(lián)接，一旦出現(xiàn)裂紋或斷裂，處理時(shí)不易放水，焊縫不好對(duì)接，處理時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)，綜合考慮爐體結(jié)構(gòu)及施工條件，轉(zhuǎn)爐漏水處理難度較大，改造前，水冷卻管道每周至少會(huì)出現(xiàn)兩次管路斷裂和漏水事故，每次處理都需要4 小時(shí)左右（放水2 小時(shí)，處理焊縫1.5 小時(shí)，試漏0.5 小時(shí)）。
轉(zhuǎn)爐水冷系統(tǒng)改造主要是將冷卻爐帽的6 根進(jìn)水管和6 根回水管部分改為金屬軟管連接，同時(shí)在轉(zhuǎn)爐回水側(cè)旋轉(zhuǎn)接頭上增加了DN50 的檢修排水管，以備維修時(shí)快速放水使用。改造完成后，轉(zhuǎn)爐水管未出現(xiàn)事故漏水現(xiàn)象，與改造前相比，平均每月節(jié)省檢修時(shí)間不少于45 小時(shí)，全年節(jié)約540 小時(shí)。
（5）氧槍刮渣器拉桿改造
原設(shè)計(jì)氧槍刮渣器連桿為15mm鋼板焊接矩形箱體結(jié)構(gòu)，刀架焊接在拉桿一側(cè)，由于空間受限，
采用尾端固定的臂型安裝方式，刮渣器連桿承受向上的力矩。在使用過(guò)程中，由于氧槍槍體粘渣較多，且渣中含有鋼液，氧槍刮渣器刮渣時(shí)承受非常大的力矩，極易損壞，損壞刮渣器更換空間小更換困難。
刮渣器改造是對(duì)原有刮渣器裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將固定連接板改為壓蓋式，一方面減少了刮渣器更換時(shí)間；另一方面間接保護(hù)了氧槍升降小車提升機(jī)構(gòu)，壓蓋螺栓采用較小規(guī)格普通螺栓，防止刮渣時(shí)氧槍張力傳感器失效，造成氧槍小車斷繩墜落事故；事先設(shè)計(jì)制作壓蓋式拉桿連接基礎(chǔ)板，將原有拉桿連接板割除，并打磨平整，在原緩沖器底座上割除連接螺栓孔，將新拉桿基礎(chǔ)連接板用螺栓固定緩沖器底座上，安裝拉桿并用螺栓連接壓板固定住拉桿銷軸。刮渣器改造后，由原來(lái)一座轉(zhuǎn)爐一個(gè)月更換1 套拉桿達(dá)到6 月更換1 套拉桿，年節(jié)約10 套拉桿，一年可節(jié)約1.2 萬(wàn)元×三座。3 座轉(zhuǎn)爐3.6 萬(wàn)元。刮渣器累計(jì)節(jié)省時(shí)間63 小時(shí)。
2 轉(zhuǎn)爐優(yōu)化改造后產(chǎn)生的效果
150 噸轉(zhuǎn)爐設(shè)備經(jīng)過(guò)改造后，其改造共計(jì)節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間573 小時(shí)/ 年，大幅度提高了150 噸轉(zhuǎn)爐設(shè)備的使用率，其經(jīng)濟(jì)效益約385 萬(wàn)元，大幅減少了備件成本消耗。
150 噸轉(zhuǎn)爐設(shè)備經(jīng)優(yōu)化改造后，生產(chǎn)事故大幅度降低，設(shè)備事故次數(shù)由改造前的月均15 次下降到改造后的月均不足兩次，降幅達(dá)87%，停機(jī)時(shí)間由改造前月均91 小時(shí)降到改造后為零（改造后事故少，且處理簡(jiǎn)單，都可利用生產(chǎn)間隙完成），職工勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。并且由于事故的減少，轉(zhuǎn)爐鋼水質(zhì)量明顯上升，煉鋼爐數(shù)增加，使得轉(zhuǎn)爐煉鋼的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了提高，達(dá)到了改造預(yù)期的目的。
通過(guò)對(duì)安鋼150 噸轉(zhuǎn)爐設(shè)備的改造，轉(zhuǎn)爐設(shè)備配置得到了優(yōu)化，設(shè)備運(yùn)行達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)想的水平，同時(shí)，轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備造成的故障熱停時(shí)間為零，為150 噸轉(zhuǎn)爐的達(dá)產(chǎn)創(chuàng)效奠定了設(shè)備基礎(chǔ)。