炼铁高炉机械设备技术性探究

摘 要 高炉是当前钢铁行业中炼铁的主要设备，也是目前最有效的冶炼形式之一。高炉系统中设备组成复杂，包含了矿料供给、矿料混合、高炉炼铁反应设备、烟气收集处理系统、冷却设备、炉膛废渣处理、焦炭炼焦反应等等一系列的设备种类。本文以高炉炼铁系统中的主要机械设备为分析对象，从设备应用范围、设备选用原则和设备维护方式这几方面阐述了高炉炼铁机械设备的技术性能。

关键词 高炉炼铁；机械设备；技术性分析

中图分类号TF5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0077-02

主要内容：

工业化时代的显著标志就是钢铁产量和钢铁性能的飞速提升，当前社会已经进入到钢铁全面化应用的时代。从战略层面来讲，一个国家的钢铁工业实力是其综合实力的最佳展现。我国的钢铁行业历经数十年的发展，已经成为了世界上钢铁产量最大的国家，社会经济生活中的钢铁需求量和需求范围也是逐年扩张。钢铁需求的发展不仅体现在对产能上，更多的是集中在钢铁生产效率、钢铁产品质量和钢铁生产成本控制上，而这些都需要对炼铁设备进行综合改进。目前来看，高炉炼铁是炼铁的主要形式，随着钢铁性能多样化的发展趋势影响，炼铁高炉也逐渐向大型化、集成化和智能化发展，高炉机械设备组成模式也是日趋复杂。高炉设备的综合优化也充分体现了当前炼铁工业高产、优质、低耗、长寿和环保的发展理念，本文将着重探讨高炉炼铁机械设备的技术性能特点和设备维护措施。

从高炉炼铁工艺流程来看，可以将高炉炼铁机械设备分为：物料进给设备系统、高炉炉体设备系统、高炉炉前处理设备系统和高炉煤气残渣处理设备系统。

1 高炉物料进给设备

通常来看，高炉炉槽下部区域内烧结矿、块矿溜槽与矿槽倾角范围多在30度到60度之间，物料进给速度在40-400t/h之间，考虑到无聊形状不规则性以及烧结矿中高硬点物料的冲击，衬板磨损率极高，正是源于这个原因，磁性衬板设备得到了普及应用，它具备轻质、耐磨和便携安装的优势；在板体内安装永久磁铁，利用其原理，使衬板工作面上吸附一层细碎的磁性物质，在工作过程中通过不断吸附物料在衬板工作面形成物料保护层，并达到动态平衡，在适当条件下形成衬板保护壳，使衬板在工作过程中根本不会受到物料的冲击和磨损，其寿命大为提高。复合碳化硅衬板设备是物料进给设备中另一种常见类型，这类设备常常用于高炉槽下焦炭系统中焦槽、焦斗部件的耐磨保护，它有效的解决了传统的灰绿岩衬板的高投入周期的技术诟病，能够在高温、高压和强冲击的环境下，长时间保持有效性。

从设备维护角度来看，磁性衬板设备和碳化硅衬板设备是高炉物料进给设备的核心部件，它们都兼具耐磨性、轻质性和高可靠性，但是要注意的是矿料供给中由于人为原因、设备疏漏和矿料固化，会导致大颗粒矿料对衬板进行强冲击，这会给上述衬板带来疲劳损伤和结构变形，必须针对这类现象进行阶段性的设备检查、维护和设备更新换代。其次是避免物料在衬板设备上大量粘附，从而导致磁性衬板设备和碳化硅衬板设备失去功能，要及时去除物垢。

2 高炉炉体设备

高炉炉膛是炼铁化学反应的主要场所，也是高炉炼铁的关键工艺。这其中高炉炉膛温度控制尤为重要。高炉冷却系统中通常利用高炉铜冷却壁的传热性强、渣皮生成速度块的性能特点，对高温生成物进行冷却。但是精确的冷却温度控制，才能保障铜冷却壁的使用寿命，目前我国高炉冷却壁的冷却方式都是成组串联，测定每组冷却壁的进出水温差和冷却水量，将这些数据输送到计算机后，经过计算机计算出热负荷，再进行人工调节。人工调节的主要弊端在于系统维护工程量巨大且调节可靠性不足。温差自力式调节阀设备能够有效的解决这一问题，基于现有的高炉温度调节数据资料，能够有效的对冷却用水的水量进行实时调节，且具有操作简单、能耗低的使用特点。高炉炉顶煤气封罩处于高炉炉内煤气气流变化最大的部位，煤气封罩上的隔热材料极易被冲刷，如果隔热材料上的隔热层被冲刷剥落，在长期的高温烘烤下，将引起煤气封罩变形，使炉顶法兰水平尺寸超差，导致炉顶设备工况下降。高炉煤气封罩是解决高炉炉顶封罩隔热层剥离问题的关键设备，炉顶固定架采用网状结构，减轻自重，并且将网状固定架与炉顶封罩进行焊接连接，对网状固定架进行隔热处理，可以形成有效的炉顶保护。

温差自力式调节阀的关键是阀门开度的精准度和使用数据的有效性，在对该设备进行日常维护时，要注意对冷却温度使用数据进行及时跟新，对调节阀门的精度、量程进行周期性的检测和标定，确保阀门有效性；炉膛炉顶封罩是确保高炉密封性和高炉寿命的主要设备，要及时检查固定架的焊接牢固程度，及时去除焊点污垢，并对隔热土层损毁处进行及时补救。

3 高炉炉前处理设备

目前来看，高炉内炉渣的处理主要还是采用循环处理法和平流沉淀法，这就需要在高炉中配置冲制箱、水渣槽、集气烟囱、搅笼机、处理浮渣的转鼓、转运皮带等设备，搅笼机能够对不同量级的炉渣设置不同的转速，通过搅笼机叶片与集水槽壁的挤压使水渣脱水，通过旋转转鼓和打水来处理浮渣，通过螺旋法处理后的水渣能满足生产工艺需求。高炉炼铁对于温度的把握至关重要，只有在精确的温度范围内快速将炉内生铁取出，才能保障生铁质量，高炉炉前悬臂吊是移动炉顶盖的主要设备，采用气动提升装置和行进装置，可以为生铁出炉、高炉清洗更换提供便利。当前炉前悬臂吊已经发展处多自由度和多行程的吊装方式，采用升降式选装吊柱，可以有效的调整悬臂吊的工作高度和工作里程，有效的覆盖整个高炉炼铁生产车间。

搅笼机和转鼓需要进行精确的配套处理，但是炉渣在高炉反应的各个阶段的量级和形态往往差异巨大，这就需要在实际设备选用中，进行多量程搭配，确保搅笼机的弹性调节处理；炉前悬臂吊承担着重要的生铁出炉、炉渣清理和高炉维护吊装的任务，在日常维护中要对悬臂吊的关键链接部件、转向机构性、机械臂的可靠性进行调校维护，避免出现悬臂吊锁死造成的生铁作废等生产性事故的出现。

4 高炉煤气处理及检测设备

高炉煤气中毒害气体、粉尘众多，必须进行专业化的除尘处理。湿法除尘是当前主要的高炉煤气除尘方法，在重力除尘器的作用下，吸附大颗粒的煤气粉尘，余下部分进入到双文脱水设备中，在高压阀门组件设备的作用下，可以有效的去除细微颗粒的粉尘，最终排除干净空气。煤气除尘设备中的核心设备是重力除尘器和高压阀门组件。在实际的高炉反应炼铁中，对于高炉炉顶、炉壁、炉膛内的温度、煤气浓度、物料特性和压力值都需要进行精确的监测，多功能的监测探头、检测仪和热图像仪是主要的选用设备，结合计算机自动化控制处理系统，能够有效的掌握高炉炼铁的详细技术参数，并对各种突发现象进行及时的处理。此外还包括了高炉鼓风机设备、炉顶余压发电机组设备和罐体铁水车设备等，都是高炉炼铁总不可缺失的技术性机械设备。

总结：

高炉是当前钢铁行业中炼铁的主要设备，也是目前最有效的冶炼形式之一。高炉系统中设备组成复杂，包含了矿料供给、矿料混合、高炉炼铁反应设备、烟气收集处理系统、冷却设备、炉膛废渣处理、焦炭炼焦反应等等一系列的设备种类。本文以高炉炼铁系统中的主要机械设备为分析对象，从设备应用范围、设备选用原则和设备维护方式这几方面阐述了高炉炼铁机械设备的技术性能。

参考文献

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[2]王留永，炼铁高炉卷扬机变频调速系统改造[J].电气传动，2010（8）.