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(hù)高爐噴吹設(shè)備,確保正常運(yùn)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(yùn)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(shí),磨穿處煤粉泄露導(dǎo)致能源流失,造成環(huán)境污染,同時(shí),絲扣磨穿如不及時(shí)發(fā)現(xiàn),極可能造成事態(tài)擴(kuò)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(jì),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(yuǎn)遠(yuǎn)低于高爐一個(gè)定修周期時(shí)長(zhǎng)。
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(jìn)方法,并付諸實(shí)踐,最終找到最佳改進(jìn)方式,完成了該問題的攻關(guān)。
作業(yè)區(qū)通過對(duì)磨穿接頭分析認(rèn)為原因主要來自兩個(gè)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(qiáng),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(tái)結(jié)構(gòu),煤粉流經(jīng)凸臺(tái)處,形成紊亂渦流,增加了對(duì)接頭的磨損,而接頭磨穿部位均位于進(jìn)煤方向凸臺(tái)邊緣位置。
針對(duì)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(duì)接頭進(jìn)行了改進(jìn)。一是增加接頭壁厚,將壁厚由原來的3mm增大到9mm。二是改進(jìn)接頭內(nèi)壁結(jié)構(gòu),改內(nèi)部凸臺(tái)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(cè)量原接頭內(nèi)部凸臺(tái)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(jìn)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(jìn)后的接頭先后在南區(qū)3座高爐進(jìn)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(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí),該作業(yè)區(qū)利用高爐定修時(shí)機(jī)對(duì)使用260天的新接頭狀況進(jìn)行檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面磨損較少,可以反復(fù)多次利用,預(yù)測(cè)壽命至少可達(dá)400天以上。經(jīng)過計(jì)算,該項(xiàng)改進(jìn)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(jì)效益可達(dá)150萬(wàn)元以上,達(dá)到了節(jié)能降耗的目標(biāo)。

