高爐噴吹煤粉是高爐生鐵冶煉中降本增效的主要方式之一。維護高爐噴吹設(shè)備,確保正常運行,不斷提高噴吹效率是煉鐵總廠不斷追求的目標(biāo)。
近年來,隨著高爐煤粉噴吹需求量的增大,以及CDQ粉的添加,噴吹設(shè)備磨損嚴(yán)重甚至磨穿現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,極大地影響了高爐噴吹的正常運行。其中噴煤槍與噴吹支管連接處的雙絲接頭磨穿現(xiàn)象較為突出,當(dāng)絲扣磨穿時,磨穿處煤粉泄露導(dǎo)致能源流失,造成環(huán)境污染,同時,絲扣磨穿如不及時發(fā)現(xiàn),極可能造成事態(tài)擴大,導(dǎo)致斷煤、軟管燒穿釀成高爐休風(fēng)的重大事故。經(jīng)統(tǒng)計,2022年6月份至2023年12月份,僅煉鐵總廠南區(qū)3座高爐共發(fā)生噴煤槍接頭磨穿37次,接頭平均使用壽命僅有110天至130天,遠遠低于高爐一個定修周期時長。
圍繞這一問題,煉鐵總廠高爐一分廠爐體作業(yè)區(qū)發(fā)揮集體智慧,通過分析噴煤槍接頭使用環(huán)境、材質(zhì)、壁厚以及結(jié)構(gòu),尋找接頭磨穿頻繁發(fā)生的原因,提出多種改進方法,并付諸實踐,最終找到最佳改進方式,完成了該問題的攻關(guān)。
作業(yè)區(qū)通過對磨穿接頭分析認為原因主要來自兩個方面:接頭為標(biāo)準(zhǔn)鑄造件,壁厚僅有3mm,高爐添加CDQ粉后,磨蝕能力增強,加快了接頭磨損速度,導(dǎo)致使用周期大幅縮短;接頭內(nèi)部有明顯的凸臺結(jié)構(gòu),煤粉流經(jīng)凸臺處,形成紊亂渦流,增加了對接頭的磨損,而接頭磨穿部位均位于進煤方向凸臺邊緣位置。
針對磨穿原因,該作業(yè)區(qū)采取在不改變上下道設(shè)備連接方式的基礎(chǔ)上對接頭進行了改進。一是增加接頭壁厚,將壁厚由原來的3mm增大到9mm。二是改進接頭內(nèi)壁結(jié)構(gòu),改內(nèi)部凸臺式為內(nèi)部平面式,消除煤粉在該處產(chǎn)生紊亂渦流造成的加速磨蝕。通過測量原接頭內(nèi)部凸臺處最小內(nèi)徑,將接頭內(nèi)部尺寸統(tǒng)一改為與原接頭最小內(nèi)徑等徑的平面式。三是改進雙絲材質(zhì),將原鑄造標(biāo)準(zhǔn)件接頭改為不銹鋼加工件。
自今年1月份以來,改進后的接頭先后在南區(qū)3座高爐進行逐步應(yīng)用,更換新接頭后,接頭頻繁磨穿的現(xiàn)象基本消失,使用至今,噴煤槍運行穩(wěn)定。同時,該作業(yè)區(qū)利用高爐定修時機對使用260天的新接頭狀況進行檢驗,發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面磨損較少,可以反復(fù)多次利用,預(yù)測壽命至少可達400天以上。經(jīng)過計算,該項改進可有效提高煤槍噴吹率3%以上,提高噸鐵煤比0.2kg/噸鐵,年創(chuàng)經(jīng)濟效益可達150萬元以上,達到了節(jié)能降耗的目標(biāo)。