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)量要求也越來越高。因此，有必要針對影響煉鋼生產(chǎn)、降耗的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改造。
1 轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)存在的問題及優(yōu)化改造
1.1轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)存在的問題
150 噸轉(zhuǎn)爐在投產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于設(shè)計(jì)等原因，設(shè)備上存在諸多影響生產(chǎn)、安全的問題，其中問題主要包括：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)無法適應(yīng)生產(chǎn)等問題。
1.2對轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)存在問題的優(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)國內(nèi)在用廠家統(tǒng)計(jì)，這種接頭的壽命不超過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，通過借鑒國內(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)接頭沒有再更換，也沒有出現(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 萬元的凈效益。改造后，旋轉(zhuǎn)接頭沒有出現(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，另一方面加長裙板長度，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，在冶煉過程中，為了觀察冶煉進(jìn)程又需要將觀察門打開。由于電液推桿在工作過程中及觀察門開啟過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)開窗，將原來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1.3萬元，僅此一項(xiàng)，全年可節(jié)約成本136 萬元；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，且漏水后處理起來難度大、時(shí)間長。轉(zhuǎn)爐水冷卻管路采用的是全部用φ60×4 的無縫鋼管連接，雖然在生產(chǎn)過程中已經(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，焊縫不好對接，處理時(shí)間就會(huì)延長，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 萬元×三座。3 座轉(zhuǎn)爐3.6 萬元。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。
通過對安鋼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)。