高路路
（河鋼宣鋼煉鐵廠， 河北 張家口 075100）
摘 要：通過(guò)對(duì)高爐煉鐵生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和總結(jié)，找出其影響因素，制定了相應(yīng)的對(duì)策，達(dá)到及時(shí)處理設(shè)備故障的目的，從而降低了設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵的安全高效生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：高爐；煉鐵；生產(chǎn)；故障分析；對(duì)策研究
0 引言
我國(guó)是世界上最早進(jìn)行煉鐵的國(guó)家，經(jīng)過(guò)幾百年的發(fā)展，現(xiàn)階段世界上 95%的國(guó)家都能夠?qū)崿F(xiàn)高爐煉鐵。但是在進(jìn)行高爐生產(chǎn)的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的生產(chǎn)設(shè)備故障，有時(shí)會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的事故，因此重視高爐煉鐵的生產(chǎn)設(shè)備故障顯得十分重要，于是對(duì)相應(yīng)原因進(jìn)行分析、制定措施以減少故障發(fā)生，保證高爐設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，提升生產(chǎn)效率。
1 高爐煉鐵供料設(shè)備故障分析及對(duì)策
高爐的供料設(shè)備主要包括上料設(shè)備、皮帶機(jī)、給料機(jī)、振動(dòng)篩、稱量車、焦倉(cāng)以及貯礦槽等。高爐設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的組成部分就是供料設(shè)備，其能夠按一定質(zhì)量將各種礦石以及焦炭配成一定的料批，隨后按照規(guī)定放料順序?yàn)楦郀t的上料機(jī)進(jìn)行供料。在高爐生產(chǎn)的過(guò)程中，各種原料及焦炭借助上料設(shè)備由地面提升到爐頂?shù)却a(chǎn)加工[1-2]。
高爐爐頂裝料設(shè)備的主要作用就是接收上料機(jī)運(yùn)至爐頂?shù)脑霞敖固?，隨后按照要求將各種不同材料裝入到爐喉部，使?fàn)t內(nèi)能夠更加合理地分布爐料，并對(duì)整個(gè)高爐進(jìn)行密封[3]。目前，大多數(shù)高爐生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)采用無(wú)料鐘爐頂，這種爐頂具有良好的生產(chǎn)效益。
1.1 供料設(shè)備故障分析
目前最常用的供料控制系統(tǒng)主要有兩個(gè)：料車上料控制系統(tǒng)和膠帶機(jī)上料控制系統(tǒng)。
1.1.1 料車上料控制系統(tǒng)
料車上料控制系統(tǒng)的主要發(fā)生故障點(diǎn)為物料卷?yè)P(yáng)機(jī)，故障主要如下：
1）主要零部件的損傷，如大齒輪、軸承、軸等主要零部件的損傷。
2）減速機(jī)過(guò)熱，產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。
3）出現(xiàn)噪音和泄漏的情況。
1.1.2 膠帶機(jī)上料控制系統(tǒng)
膠帶機(jī)上料控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障情況：
1）膠帶表面發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞或劃傷。
2）皮帶走偏。
3）滾輪筒體重度損壞。
4）滾筒軸承高溫上升，有巨大噪音。
5）托輥卡死。
6）托輥體重度損壞。
1.2 供料設(shè)備故障對(duì)策
針對(duì)供料裝置系統(tǒng)，卷?yè)P(yáng)機(jī)等容易發(fā)生的機(jī)械設(shè)備故障點(diǎn)，要注重抓好以下管理工作。
1）搞好機(jī)械設(shè)備的點(diǎn)檢管理工作。找出每一機(jī)械設(shè)備故障點(diǎn)發(fā)生的時(shí)間周期變化規(guī)律。
2）進(jìn)行點(diǎn)檢時(shí)，確認(rèn)響聲與平時(shí)是否有不同。
3）零部分螺絲有無(wú)松弛和有無(wú)偏移現(xiàn)象。
4）用手感覺(jué)震動(dòng)有無(wú)異常，以判別及檢查是否需維修。
5）對(duì)于皮帶機(jī)的上料系統(tǒng)故障，可采取保養(yǎng)，清理表面雜質(zhì)，或進(jìn)行加油調(diào)換滾動(dòng)軸承托輥等方式解決。
2 高爐煉鐵爐頂裝料設(shè)備故障分析及對(duì)策
2.1 高爐煉鐵爐頂裝料設(shè)備概況和故障分析
爐頂裝料設(shè)備由料罐、布料器、擺動(dòng)溜槽、氣密箱等構(gòu)成。其主要設(shè)備布料器肩負(fù)著生產(chǎn)周向均勻布匹的重任，常見(jiàn)故障如下：
1）布料器在運(yùn)行過(guò)程中輸出電壓偏高。
2）布料器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)形成異響。
3）布料器的支撐托輥卡停。
4）布料器震動(dòng)大。
5）布料器發(fā)電機(jī)噪音不正常。
6）布料器錐齒輪箱的軸承噪音異常。
2.2 高爐煉鐵爐頂裝料設(shè)備故障對(duì)策
高爐頂裝料控制系統(tǒng)，一般使用無(wú)鐘式爐頂?shù)姆绞较蚋郀t裝料。無(wú)鐘式爐頂裝料控制系統(tǒng)以布料器、擺動(dòng)溜槽、氣密箱、探尺等設(shè)備。若進(jìn)行高壓作業(yè)，必須設(shè)有均壓排壓設(shè)備，同時(shí)做好各設(shè)備間的密封，密封性較差不僅使設(shè)備的部分遭受煤氣沖擊，減少使用壽命，而且會(huì)發(fā)生大鐘落在爐內(nèi)的事故。無(wú)料鐘爐頂?shù)拈_(kāi)閉應(yīng)當(dāng)符合安全程序。因此，有關(guān)裝置間應(yīng)當(dāng)設(shè)置相應(yīng)的連鎖，以避免人為的故障發(fā)生。
3 液壓系統(tǒng)設(shè)備故障分析及對(duì)策
液壓系統(tǒng)作為高爐中最為重要的動(dòng)力系統(tǒng)組成部分，其能夠?yàn)楦郀t爐頂?shù)哪嗯诤土乡娞峁┥a(chǎn)加工所需的動(dòng)力。
3.1 液壓系統(tǒng)設(shè)備的常發(fā)故障
1）系統(tǒng)油溫不正常。油溫過(guò)高或者油溫偏低。
2）油位不正常。油位偏高或者油位偏低、或者油位波動(dòng)較大。
3）系統(tǒng)油壓不正常。
4）系統(tǒng)運(yùn)行部門動(dòng)態(tài)不平穩(wěn)。
3.2 液壓系統(tǒng)設(shè)備故障對(duì)策
為了保證液壓控制系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理的使用、保養(yǎng)和維護(hù)；為了減少工作環(huán)境惡劣的影響，必須建立嚴(yán)密的維修保養(yǎng)制度。針對(duì)以上故障因素，對(duì)于易損品、配件，例如液壓系統(tǒng)油、濾清器、空氣濾清器等要進(jìn)行每日點(diǎn)檢；油箱水泵、液壓系統(tǒng)電機(jī)、閥門等要進(jìn)行每周點(diǎn)檢；液壓缸、油冷卻器、蓄能器等每月點(diǎn)檢；連接管、橡膠軟管、塑料管等每年點(diǎn)檢；檢測(cè)元件、電子設(shè)備等電氣自動(dòng)化設(shè)備每月點(diǎn)檢。若有異常及時(shí)處理，保證設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)[4-6]。
4 出鐵場(chǎng)機(jī)械設(shè)備故障分析及對(duì)策
4.1 出鐵場(chǎng)機(jī)械設(shè)備故障分析
高爐出鐵場(chǎng)機(jī)械設(shè)備包括開(kāi)鐵口機(jī)、泥炮、擺動(dòng)溜槽。開(kāi)鐵口機(jī)，該設(shè)備能使高爐出鐵口打開(kāi)，促使鐵水順利流出。泥炮，在高爐完成出鐵之后能夠快速地在出鐵口處打入耐火炮泥，使鐵口完美封堵。擺動(dòng)溜槽，其作用是在爐前出鐵時(shí)一個(gè)鐵水罐放滿后，使鐵水?dāng)[動(dòng)流至空罐中。
1）開(kāi)鐵口機(jī)的故障。最常見(jiàn)的開(kāi)鐵口機(jī)有鉆進(jìn)式和沖鉆式兩種。鉆進(jìn)式故障為弧形軌車輛走到某段后卡軌，行駛障礙；沖鉆式故障為開(kāi)鐵口機(jī)上的鉆桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，或振動(dòng)儀表不工作。
2）液壓泥漿炮的故障。汽缸不動(dòng)或轉(zhuǎn)速變化過(guò)遲；打泥漿時(shí)動(dòng)態(tài)過(guò)遲；泥漿缸走砂嚴(yán)重；泥漿炮嘴對(duì)不上鐵口。
3）擺動(dòng)溜槽的故障。液壓油缸不動(dòng)；電磁控制閥失靈；溜槽不能正常擺動(dòng)。
4.2 出鐵場(chǎng)機(jī)械設(shè)備故障對(duì)策
爐前出鐵場(chǎng)機(jī)械設(shè)備工作環(huán)境惡劣，主要受高溫影響較大，容易將液壓系統(tǒng)油缸、閥門、連接膠管等烤焦燒損。為了保證設(shè)備的運(yùn)行工作性能，在出鐵前及堵口后及時(shí)檢查爐前設(shè)備易損部件，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更換，避免在使用過(guò)程中發(fā)生故障，造成重大事故。其次必須制定設(shè)備定期的點(diǎn)檢和定期的設(shè)備檢修維護(hù)制度，保證設(shè)備的運(yùn)行性能。
5 鍋爐結(jié)構(gòu)和風(fēng)口故障分析及對(duì)策
5.1 風(fēng)口常發(fā)故障
高爐路況不順，爐內(nèi)氣流不穩(wěn)定，容易造成風(fēng)口故障，如風(fēng)口燒紅、跑風(fēng)或燒穿；風(fēng)口進(jìn)風(fēng)少，或風(fēng)口完全不活動(dòng)；各接口球面跑風(fēng)；送風(fēng)直吹管燒紅；風(fēng)口中、小套燒壞，滲漏、放炮、崩漏。
5.2 風(fēng)口故障對(duì)策
高爐為高溫高壓，不可以出現(xiàn)中途停水、斷電等故障。尤其是在大、中型高爐應(yīng)該采用安全可靠的技術(shù)措施，以確保安全地供電、供水。
由于高熱爐體、風(fēng)口、爐底、外殼、水渣等都需要不斷給水，如果間斷便會(huì)損壞冷卻水裝置，甚至出現(xiàn)停產(chǎn)的重大事故。因此對(duì)于安全供電，在大、中型高爐應(yīng)采用如下安全措施：
1）在自來(lái)水系統(tǒng)中配備相應(yīng)數(shù)量的備用水泵；在每個(gè)泵站建筑物中應(yīng)配備二路供電；設(shè)有供水的水塔，以確保柴油水泵開(kāi)啟后及時(shí)供電；設(shè)有回水槽，以確保在沒(méi)有外部供應(yīng)狀況下保證水循環(huán)供應(yīng)；在鍋爐、風(fēng)口給水管上設(shè)置連續(xù)式過(guò)濾器；供、排氣時(shí)使用管道防止水爆裂。
2）供電安全技術(shù)。意外出現(xiàn)斷電情況時(shí)，要考慮人身安全和設(shè)施安全，設(shè)置必要的保安人員應(yīng)對(duì)安全措施。
3）設(shè)有專用、自備的柴油引擎發(fā)電組。所有計(jì)算機(jī)、儀器電源、事故供電設(shè)備和通訊信號(hào)等均由保安人員統(tǒng)一負(fù)責(zé)，各電器房和運(yùn)行時(shí)間內(nèi)應(yīng)配備緊急照明用的帶鉻電池?zé)晒鉄?。高爐工段還應(yīng)定時(shí)進(jìn)行對(duì)相關(guān)工作人員開(kāi)展斷電、斷路、停風(fēng)和爐缸燃穿等突發(fā)事件的演練，以增強(qiáng)工作人員對(duì)處置事件的應(yīng)變能力。
6 熱風(fēng)爐和除塵設(shè)備故障及對(duì)策
6.1 熱風(fēng)爐和除塵設(shè)備故障分析
該設(shè)備的工作原理主要是先使用助燃空氣或者是煤氣確保燃燒室能夠充分的燃燒，最后生成的高溫?zé)煔饽軌蝽樌剡M(jìn)入到蓄熱室加熱格子磚，隨后將燃燒停止。此時(shí)蓄熱室有冷風(fēng)機(jī)送來(lái)的冷風(fēng)經(jīng)過(guò)，帶走格子磚中的熱量。在此過(guò)程中冷風(fēng)帶走熱量自身的溫 度也會(huì)升高，通過(guò)熱風(fēng)圍管將其送入到高爐內(nèi)。
在高爐進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中通常都會(huì)有大量的荒煤氣，其主要包括發(fā)熱值為 3 300~4 200 kJ/m3 的粉塵以及 φ（CO）為 20%~30%的 CO。這種荒煤氣能夠帶走高爐中來(lái)自入爐焦炭等各種燃料 1/3 的熱量。而除塵設(shè)備的主要作用就是去除荒煤氣中的粉塵。通過(guò)除塵，荒煤氣中的含塵量大幅下降，能夠成為焦化廠、動(dòng)力廠、軋鋼廠以及煉鐵廠的工業(yè)燃?xì)?sup>[7-10]。除此之外，經(jīng)過(guò)除塵之后的泥漿還能夠當(dāng)做原料重新返回?zé)Y(jié)廠進(jìn)行使用，或者可以直接將其作為高爐的爐料進(jìn)行使用。
熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)的檢修期限一般為 20 年以上，其常發(fā)設(shè)備故障和應(yīng)對(duì)措施主要是勤檢查風(fēng)機(jī)及零部件有沒(méi)有破損，法蘭接頭有沒(méi)有走風(fēng)，以及與其連接的各類閥門熱風(fēng)閥、冷風(fēng)閥門、燃燒閥、煤氣閥門等有沒(méi)有破損，通過(guò)點(diǎn)檢保證設(shè)備的良好運(yùn)行。在各種除塵器中，布袋除塵器除塵效率高。
布袋除塵器故障主要：除塵阻力偏高；除塵阻力過(guò)低；廢氣含量超過(guò)異常限值；脈動(dòng)閥常開(kāi)；脈動(dòng)閥常關(guān)；脈動(dòng)閥噴吹時(shí)無(wú)力或未能常開(kāi)；電氣控制閥不動(dòng)作或漏氣。
6.2 熱風(fēng)爐和除塵設(shè)備故障對(duì)策
高爐煉鐵為連續(xù)生產(chǎn)，因此凡是非計(jì)劃休風(fēng)都屬責(zé)任事故。所以，首先應(yīng)該做好對(duì)電氣設(shè)備的定期點(diǎn)檢工作，尤其是檢查各種閥門電動(dòng)機(jī)是否能順利開(kāi)啟、電機(jī)有無(wú)過(guò)熱、輸出軸向與操作轉(zhuǎn)向有沒(méi)有反轉(zhuǎn)、閥桿和滾動(dòng)軸承有沒(méi)有磨損、閥板運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活等。并做好定期維護(hù)保養(yǎng)和計(jì)劃?rùn)z修工作，及時(shí)消除故障隱患，以盡可能減少休風(fēng)時(shí)間，才能確保高爐的順利工作。
7 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)高爐煉鐵生產(chǎn)故障進(jìn)行分析研究，制定相應(yīng)的對(duì)策以降低設(shè)備故障率，提高生產(chǎn)效率對(duì)高爐煉鐵生產(chǎn)有十分重要的作用。降低設(shè)備故障率、拉長(zhǎng)高爐長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的生命周期、保證高爐的安全，必須通過(guò)加強(qiáng)科學(xué)管理，狠抓設(shè)備的故障管理工作，分析故障因素，采取相應(yīng)措施，解決設(shè)備故障問(wèn)題，達(dá)到提升設(shè)備運(yùn)行效率和質(zhì)量的目的。
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