代爽
唐钢新区炼铁事业部高炉点检 河北省唐山市 063000
摘要：高炉是炼铁的关键设备，文章跟据实际工艺中各机械设备质量问题与生产效能之间的联系，依托当前我国炼铁技术的发展情况对各类机械设备的运行技术进行了系统的分析，提炼了一些核心的要素。
关键词：炼铁高炉；机械设备；技术分析
引言
高炉是炼铁工业中最主要的设备，是现阶段保证钢铁高产量的关键，短期内无法找到其替代品。由于炼铁生产过程具有连续性特征，因此高炉机械设备是有一定寿命的，正常情况下现代高炉机械设备使用寿命往往可以达到十年以上，这对生产企业的经营成本控制具有重要意义。随着材料科学、计算机科学、化工技术的发展，高炉炼铁生产逐渐朝着自动化、大型化、节能化方向发展，高至5000立方米容积的大型高炉在我国已经投入运行，产量的增加势必会对机械设备的性能提出更高要求，在大力倡导能源节约现代化工业生产中如何对高炉机械设备进行技术升级已经成为了一个研究热点，本文基于此展开详细探讨。
一、高炉炉体设备技术分析
高炉炉体是炼铁化学反应的主要场所，其工艺水平直接影响到炼铁质量与生产安全性。炉膛温度的稳定性对高炉内部化学反应影响很大，冷却系统在这一过程中起到了非常重要的作用。在实际生产中炉身冷却的目的是保持合理的操作炉型和保护炉壳，炉缸和炉底的冷却则是通过控制铁水凝结温度的等温面来避免炉缸、炉底被渣铁水浇漏，进一步的通过形成渣皮来保护内衬防止一些混凝土构件与金属结构被破坏。现代高炉冷却系统借助计算机控制技术已经实现了高度的自动化与智能化，在成组串联的冷却壁冷却方式中，在线仪表会精确的测量冷却水流量、进出水温差等参量，然后基于软测量算法得到热负荷具体数值，进而基于PID控制来调节水量实现高炉内部温度的精确控制。不过，在很多情况下这一工作也常由工作人员手动完成，但认为估算误差较大并不适用于现代过程工业的生产质量要求。高炉炉体设备的质量涉及到全系统，调水阀门的开度精确性、灵敏性也会对生产质量产生重要影响。网状煤气密封罩是高炉炉体的重要组成部分，其优势在于避免了由于煤气流的不断冲刷引起的密封罩剥离现象，从而更加的保护了炉顶，增加了炉体的使用寿命。
二、高炉炉前设备技术分析
（一）泥泡技术
常用的KD400型泥泡设备具有较高的工作稳定性，其结构中负荷最大是打泥机构和回转油缸，因此在运维规章中强调了对这些设备部位日常维护管理。泡泥需要进行定期清楚，主要方法是从拍泥孔直接排出。生产过程中对泥泡设备的密封性能要求较高，所以一旦发现回转油缸、打泥油缸等部件出现明显泄露就要及时进行维修更换。液压系统是泥泡技术的重要组成部分，实际情况中，液压油的质量是导致液压系统弄个出现问题的主要因素，因此维持液压油的清洁度也是泥泡技术的关键之一。循环过滤系统是减少液压油杂质的主要手段，在生产过程中，过滤系统的滤芯要及时更换，巡检人员对内外膜压差的检查要准时，一旦发现明显阻塞就要尽快更换滤芯。
（二）水渣粒化
水渣处理系统的最终目的是实现水渣脱水分离。系统原理如下：熔融态炉渣在经过熔渣沟时，通过过水淬落入粒化塔并得到充分冷却，最终进入渣水分离器实现脱水。水淬过程是利用冲制箱来实现，也是关键设备，其主要由箱体、喷嘴、喷嘴板构成，正常工况下喷嘴的出水压力在0.22至0.25MPa之间，由此可见日常巡查工作中，冲制箱的喷嘴水压是检查重点之一。
三、设备点检维护技术分析
（一）点检、维护管理
点检、维护作业需要依托严谨的检修规章制度，对此企业在制定相关规定前既要充分采纳专业工程师的经验技术也要统筹考虑普通员工的作业强度、作业时间、作业环境等因素。点检与维护管理技术应当包括以下几个方面：第一，将各设备的巡检频次、检查要点以及关键设备的检修周期、重点项目制定成标准规范；第二，各设备在布置过程中应使后期的点检、检修工作便捷化，对检修通道的布置合理化、设备标识清晰化。
（二）设备更替管理
不同用途与使用环境下的工业生产设备具有不同的寿命，企业在对一些新旧更换较为频繁的部件进行处理时要充分考虑到运营成本的控制问题。一些老旧系统在拆除后不应全部废弃，可以从中选择一些尚具利用价值的零部件进行登记储存，作为后期新设备需要更换、改造部件的替代品，从而节省企业成本。
四、监测技术分析
高炉炼铁会产生多种有毒气体化合物，随着国家环保部门新排标的提出，废气处理系统成为了炼铁生产中必不可少的一环。炼铁高炉废气处理包括粉尘处理，氮氧化物、硫化物等大气污染物的回收。湿法除尘系统是降低粉尘污染使用最广泛的技术，其基本原理是利用重力除尘设备吸附废气中的大量煤气粉尘，吸附混合物经由脱水系统进行分离，从而实现吸附原料的循环利用。在这一物化过程中各设备的温度、物料浓度、物料给入量等参数都需要严格的控制，而先进的测量仪表成为了参数监测的保障，各种监测数据传送至计算机控制系统实现除尘设备的高效、经济、安全运行。高炉炼铁中需要监督的参数很多，但是有些参数与温度、压力、流量等变量不同它们不易测甚至不可测，例如炉内等温面的控制。对于这一类参数可以引进软测量技术，通过构建被测量与辅助变量之间的某种数学关系而借助计算机进行变向的估算，需要指出的是辅助变量的选择必须具备可测、易测特点。
五、冷却系统堵漏技术分析
目前，一些高炉冷却管道堵漏技术已经较为成熟可靠，按照技术的难易程度可分为以下几种。
（一）阻塞堵漏技术
作为一种出现较早的技术，阻塞堵漏主要用于一些形状规则、尺寸较大的孔洞，而对于不规则、口径较小的泄漏点这种技术并不能很好的满足作业要求。、
（二）加压堵漏技术
加压堵漏技术的基本原理是覆盖阻滞隔物在泄漏表面，并施加与泄漏方向相反的力，从而达到阻漏目的。按照加压方法差异可以分为捆扎加压法、机械卡子加压法、专用加压设备加压法。不同的方法需要根据泄漏点的孔径大小与位置进行综合判断。除此之外，在一些特殊环境下还可以使用弹力加压、杠杆加压 、磁力加压等方法。
（三）堵漏剂注射技术
堵漏剂注射就是利用专门的注射工具将特殊的堵漏剂推入泄漏点从而达到堵漏的目的。这种技术常适用于缝隙状漏孔，而堵漏效果主要与堵漏剂的质量相关。在实际应用中，堵漏剂粘度、凝固态机械强度等物理性质的选择要充分考虑泄漏缝隙的大小宽度，由于堵漏剂注射本身就是一种强制性堵漏技术，因此更加适合于带压堵漏作业。
（四）带压堵漏技术
带压堵漏既在系统运行情况下进行堵漏的技术，由于高炉炼铁系统涉及到很多易燃易爆介质，所以带压堵漏首先要避免动火作业。上文提到的注射剂堵漏方式实质上是属于带压堵漏的一种情况，在管道弯头、法兰连接处等应力变化复杂的机械部位注射剂堵漏技术便不再适用。带压堵漏可分为以下几种方式：第一，管道焊接堵漏，在泄漏管道压力低于1.6MPa，作业空间宽敞，通风良好，允许动火的条件下，采用引流焊接、碾压焊接等技术来处理泄漏点。第二，快速带压止漏带堵漏，这种堵漏技术属于捆扎技术类，适用于无法动火的空间区域，作业时用胶垫覆在泄漏点上进行捆扎加压，并在胶垫周围和表面涂抹固化剂直到整个覆盖面被全部包住，这种技术在管道压力较高时堵漏效果不佳。
结束语
本文从高炉炉体设备、高炉炉前设备、设备点检维护、监测技术、冷却系统堵漏等多个方面对炼铁高炉机械设备进行了技术分析，希望对行业进步有所帮助，对于更加深入的理论研究还需要专家学者投入更多的精力。
参考文献
[1]廖忠平.炼铁高炉机械设备技术分析[J].冶金与材料,2020,40(02):121+150.
[2]张伟.炼铁高炉机械设备的技术性分析[J].山东工业技术,2019(05):71.
姓名:代爽
出生年月:1991年7月
性别:男
民族:汉
籍贯:河北省唐山市
学历:本科
职称:助理工程师
研究方向:机械