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首钢通钢集团通化钢铁公司的7号高炉是该公司第一座2000m3以上的大高炉,高炉容积为2680m3。高炉于2007年9月投产以来,各项指标不断攀升,高炉保持在良好的运行状态。
布料溜槽是高炉无料钟炉顶设备的重要组成部分,是高炉布料操作的重要设备,但是布料溜槽因为设计上是采用PW图纸,制作工艺一般以其原图为主。而实际上高炉操作多以发展中心气流为主,这样就造成布料溜槽受热温度过高,炉内温度在400摄氏度~800摄氏度。PW原图纸要求炉顶条件为:正常生产定温是150摄氏度~250摄氏度;在高炉出现事故的条件下,温度不高于600摄氏度,一年不超过20次,每次不超过30分钟。溜槽设备满足不了现阶段高炉工艺生产要求,须进行优化改进。
设计不合理亟待改进
布料溜槽的上料过程是:炉料由上料主皮带送到炉顶,由固定受料斗经上料闸进入称量料罐,通过下料调节阀调节后的料经布料器、中心喉管、布料溜槽按照高炉工艺要求装入高炉。无料钟布料溜槽的耐磨原理是:落料区为料打料结构,衬板为堆焊耐磨材料,具有双重保护作用;料流区衬板为堆焊耐磨合金。
改造前,布料溜槽表现出一些不适应生产的状况:
一是炉顶布料溜槽设计不合理,高炉炉内操作以发展中心气流为主,致使溜槽在使用过程中集中受热,鹅头与槽身连接的支撑板经常变形断裂,或掉入炉内,被迫无计划检修、抢修。
二是内部衬板抛料点处磨损量大,而提前检修更换。
三是由于溜槽使用时间短(一般使用平均在6个月),造成设备备件费、维修费用消耗增加,高炉冶炼成本增加,不利于企业降本增效。
造成这些状况的原因主要是溜槽存在的问题:其一,炉顶布料溜槽由于设计不合理,鹅头长度短至720mm,与槽身连接又为两排M24螺栓连接,支撑板也是两个M24螺栓,板厚为30mm,螺栓孔为25mm,支撑板螺栓孔两边各剩2.5mm厚度连接,连接单薄。槽身和支撑板受力集中在连接处,再加上中心温度高,支撑板螺栓孔处受热变形,并发展为开裂、断裂。其二,鹅头与槽身、支撑板连接螺栓也受热变形拉伸变细,使连接处活动间隙变大受力磨损,也进一步导致支撑板连接螺栓孔开裂、断裂,同时因为有间隙后煤气流穿透磨损加剧。其三,溜槽内衬板虽然设计是料打料合金衬板,但堆焊耐磨材料薄,致使抛料点处衬板在短时间内磨损大进而磨漏。其四,溜槽槽身出口窄,下料时槽身存料多,尤其是焦炭容易向外乱射,导致工艺操作数据不准确,同时气密箱旋转力矩增大,电流过高。其五,槽身背部护板薄,炉内高温处受热短时间内易变形严重。
改造结构延长使用寿命
经过与相关专家研讨,通钢结合现有生产状况,对整个布料溜槽结构重新进行设计改造,使其结构更合理、设备更耐磨、使用时间更长。
布料溜槽主要有以下几部分构成:鹅头体、基体、中部衬板、迎料衬板、下部导料板、护板、横梁及加固板。具体的改造内容包括:
第一,基体母板厚度由10mm增加到16mm,槽身厚度增加33%。
第二,鹅头长度由原来720mm增加到820mm,使其槽身与鹅头连接,改为3排螺栓连接,螺栓数量增加了50%,螺栓由原来的M24改成M27且螺栓强度增加11.4%,材质由1Cr18Ni9改成耐热白钢304,鹅头与槽身整体连接强度增加了50%。
第三,槽身与鹅头连接受力最大部位增加30mm厚的加固板,同时支撑板厚度由30mm改为50mm,形式由原来的阶梯型改成整板长方形。
第四,槽身外护板由原来的保护板厚度6mm增加到8mm,槽身外护板在溜槽烧损最大部位的厚度增加25%,其材质换成耐火度更好的材料,原来的1Cr18Ni9改成耐热白钢310S,耐高温达1150摄氏度以上。
第五,槽身、加固板形式变化为出口放宽了一半,使旋转力矩变小。
第六,堆焊耐磨层厚度增加25%,在其上面又加铺一个耐磨弧形板,耐磨性大大增加。
第七,溜槽使用寿命可增加到12个月以上。
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