轉爐平滑肌擋渣設備在轉爐上的應用及優化

隨著現代科學技術的快速發展，不同鋼鐵材料應用行業對現有鋼型提出了越來越嚴格的要求，尤其是對有害鋼中p、s等環節的含量。為了能夠冶煉出滿足要求的優特鋼及成份含量極窄的鋼種,更要嚴格控制鋼中P含量及夾雜物含量。要達到上述要求就必須盡可能的減少轉爐出鋼下渣,控制轉爐渣進入鋼包的量。安鋼第二煉軋廠建廠以來使用擋渣棒擋渣,由于擋渣棒在出鋼口中、后期擋渣效果差,嚴重制約了優質鋼種的開發。2010年9月,安鋼第二煉軋廠根據現場應用需求,首先在3#轉爐引進滑板擋渣技術,并結合現場實際情況,克服老轉爐設備限制,對相關設備進行了適應性改造,成功實現轉爐滑板擋渣應用。根據3#爐滑板擋渣系統的成功應用經驗,1#爐和2#爐也分別于2012年1月和2012年3月進行滑板擋渣改造。通過生產實踐證明,設備改造后,渣層平均厚度可控制在30mm以內,顯著提高脫氧劑的綜合利用率(低碳鋼尤為突出),降低造渣料的消耗;可實現不倒爐出鋼,有利于解決爐機不匹配問題;無渣出鋼避免了高氧化渣的混沖現象,有利于控制鋼中夾雜物數量、種類、形狀和尺寸,減少了鋼水回磷量。由于實現了無渣出鋼,杜絕了LF過程爐渣回磷(LF回磷率可控制到≤0.001%),可提高高磷低成本合金替代高檔合金的比例,有利于合金成本的降低,高端品種尤為突出;可提高出鋼口壽命,降低耐材消耗成本。出鋼口系統優化轉爐滑板擋渣是應用鋼包滑動水口機構的工作原理,針對轉爐高溫、高粉塵、急冷急熱環境優化設計后,移植到轉爐出鋼口部位。在現有轉爐出鋼口法蘭上安裝基準板、聯結板部件,滑板擋渣機構本體安裝于聯結板,通過操作系統以液壓控制的方式開啟或關閉出鋼口,以達到擋渣的目的。采用機構在線整體更換技術,可將更換時間控制在15min之內,滿足轉爐與連鑄生產的匹配。機構離線開啟,實現機構內滑板磚的更換。在制造過程中，轉爐防滑渣系統的問題和優化重建存在問題滑動擋渣系統不穩定，液壓庫使用頻率低，更換周期長滑坡單元深刻控制,注意使用思想轉爐擋渣機構液壓系統問題主要表現在液壓缸動作慢,密封容易燒損,液壓系統動作時震動大等。這些問題均需要停爐檢修或更換相關部件,導致轉爐停爐。安鋼大高爐投產后,轉爐生產與大高爐的正常出鐵對接,轉爐停爐,將直接影響整個鐵前生產,嚴重時,甚至可以憋停大高爐,給整個公司生產帶來嚴重的經濟損失。液壓系統故障,主要包括以下幾個方面:液壓缸動作慢,打開和關閉滑板不及時。滑板打開相對較慢,滑板關閉較早鋼水利用率降低,增加成本;若關閉不及時鋼渣會流入鋼水中影響鋼水成分;所以要求一個合適的開關時間,滑板系統投入使用初期滑板打開時間為1.5s,由于打開時間較長,生產工人極不容易掌握開閉時間,給轉爐生產帶來極大不便。液壓缸密封容易燒損,壽命短。我廠原轉爐所用滑板擋渣液壓缸防護設計不合理,特別是缸頭處無任何防護,造成液壓缸前段密封經常性碳化,這也是液壓缸漏油的主要原因。液壓缸前段密封碳化是由于裸露在缸體外的缸桿受熱輻射后溫度升高,缸桿將熱量傳遞到前段密封上,導致前段密封碳化漏油。液壓缸冷卻水管為DN20硬管,該冷卻管由于靠近高溫爐體,管內容易結垢,堵塞管道,導致冷卻水流量不足,無法保證液壓缸冷卻效果。液壓系統不穩定,震動大。滑板打開與關閉要求時間極短,對液壓缸來說形成快速、大流量、短行程的液壓動作,快速的打開關閉對液壓系統產生強烈的液壓沖擊,導致液壓缸更換頻繁,因控制閥塊布置在站內油箱上,液壓沖擊造成的管路振動會延伸至液壓站內。另由于該系統中間管路及站內管路連接均為硬管連接,強烈的振動導致站內閥臺經常多處漏油,不但產生巨大的油耗,還給維修工人帶來很大的工作量。同時由于強烈的震動中間管路與管夾連接處產生磨損,帶來很大的安全隱患。液壓缸系統轉移振動大,調整閥口針對轉爐擋渣機構液壓系統問題,技術人員對數次故障的現象、原因及處理方法進行了認真的分析,并參照設備設計性能參數進行比對,經綜合分析研究后,采取了以下幾方面的措施。增加液壓缸缸徑,提高液壓缸動作速度。針對此情況,考慮到該液壓系統主泵使用的是恒壓變量泵,增大液壓缸的直徑,在壓力恒定的情況下,即增大了系統的流量,同時提高了液壓缸動作的速度,經計算將液壓缸直徑由原來的125mm改為140mm,最終將開閉時間定在0.8~0.9s之間,滿足了現場生產的需要。為防止液壓缸被燒損,采取了如下措施:(1)加大冷卻水管通徑,充分保證冷卻效果,有效延長液壓缸使用壽命,改造后液壓缸缸體溫度大大降低,冷卻效果明顯加強;(2)用鋼板、槽鋼制作液壓缸整體活動式防護罩,防止輻射、鋼渣對液壓缸損壞。為減低液壓系統震動大的問題,采取了如下措施:將閥臺A/B出口硬管連接改為軟管連接,考慮到最佳的吸收閥臺振動的效果將軟管改在出閥臺1m處,由于原管路為φ38mm的硬管,但考慮到軟管若為φ38mm四層高壓軟管比較硬,軟管更換維修時很不方便,所以將軟管做成了φ38mm的接頭(M64的螺紋),管體為φ32mm的管子。經過此項改造有效的改善了站內閥臺漏油情況。其次,為了降低中間管路振動在旋轉接頭前增加兩個10L蓄能器,有效地緩解了管路振動。雖然滑動架的擋渣機構的寒冷系統不完整，但很容易損壞液壓缸冷卻水管選用不合理由于滑板擋渣機構原設計問題,機構冷卻系統設計不足或存在缺陷,導致機構液壓缸和機構本體容易燒損。問題主要包括:液壓缸缸頭防護不足,液壓缸燒損嚴重。由于液壓缸缸頭原設計未考慮防護,爐體及出鋼口高溫直接輻射在液壓缸缸頭上,導致液壓缸密封容易燒損、缸桿變形嚴重,液壓缸壽命低。投產初,每條液壓缸平均使用壽命僅為300爐左右,嚴重影響了轉爐的正常生產,且每次更換液壓缸時間為4h,給轉爐正常生產帶來了極大的負面影響。液壓缸冷卻水管管徑小,冷卻水流量不足,液壓缸溫度高。投用之初,液壓缸冷卻水管管徑為DN20流量僅為20m3/h,導致液壓缸溫度一直在80℃,極易燒損。滑板擋渣機構無整體防護罩,鋼渣容易濺在機構上,燒損滑板擋渣機構。由于原設計未考慮轉爐生產或出鋼時濺渣,導致只要轉爐濺渣,部分熱鋼渣直接濺在擋渣機構上,燒損擋渣機構。液壓缸冷卻水管管路改造針對滑板擋渣機構冷卻系統不完善,機構容易燒損的問題,我們采取了下列措施。在液壓缸上方增加防護罩,并及時清理防護罩上的積渣,每次利用檢修時間對防護罩進行檢查維護,確保高溫鋼渣不掉在液壓缸上,并有效避免了出鋼口和爐體的高溫輻射,達到保護液壓缸缸體和缸桿的目的,有效延長液壓缸的使用壽命。針對液壓缸冷卻水管管徑小,冷卻水流量不足,液壓缸溫度高的問題,我們對液壓缸冷卻系統進行了改造,將液壓缸冷卻水管管徑由原來的DN20增加至目前的DN40,流量由原來的20m3/h增加至目前的420m3/h,液壓缸溫度由原來的80℃降低到20℃,有效降低了因冷卻能力不足而造成的液壓缸燒損數量。針對滑板擋渣機構無整體防護罩,鋼渣容易濺在機構上,燒損滑板擋渣機構的問題,我們在滑板擋渣機構上增加了防護板,有效降低了轉爐濺渣對機構的損壞,并減少了出鋼口和爐體的高溫輻射,大幅度提高了滑板擋渣機構的使用壽命。在設計滑動擋渣機構時，存在缺陷，很難更換機構密封更換成本分析滑板擋渣機構投用之初,由于未考慮現場使用實際情況,部分零部件布置不合理,導致機構容易損壞,且給更換機構或檢修造成了很大困難。主要包括以下方面:原設計液壓缸液壓硬管接頭與液壓硬管接頭間采用嵌入式密封。一旦密封損壞,更換密封時,由于兩接頭間可調間隙小,僅為10mm,無法快速將該密封取出,需將兩側接頭拆下,取出損壞密封再安裝新密封,回裝接頭。該維修工序需1h,既給生產協調帶來了不利影響,也增加了維修工人勞動強度。滑板擋渣缸油路法蘭和水路接頭焊接在同一側,且維修空間狹小,更換滑板缸時拆裝極為困難,更換時間在4h左右。滑板擋渣機構兩側防護板原設計為焊接式,每次檢修機構,需將兩側防護板割開取下,檢修結束,還需將兩側防護板焊接,每次需耗時1h。更換密封劑.針對滑板擋渣機構設計存在缺陷,更換機構困難的問題,采取了如下措施:針對液壓缸液壓硬管法蘭間密封不易更換的問題,我們對兩側法蘭進行了改造,將原來的法蘭上凹槽改成平面法蘭。更換密封時,只需將兩側法蘭分開,取出舊密封,將新密封用潤滑油粘在一側法蘭上,壓緊法蘭,擰緊螺栓即可。改造后,更換該密封時間由原來的1h縮減到目前的20min。針對滑板擋渣缸油路法蘭和水路接頭焊接在同一側,維修空間狹小,更換滑板缸時拆裝極為困難的問題,我們對液壓缸的液壓管、水管進行了改造,把水管分別布置在機構的兩側,解決了更換機構困難的問題。針對滑板擋渣機構兩側防護板不好拆裝的問題,我們對防護板結構進行了改造,將焊接式防護門改成外側為轉軸式支撐,內側為卡套式門扣的結構,檢修機構時,只需將卡套打開,就可快速、簡便的開關防護板,拆裝該防護板的時間由原來的1h減低到目前的5min。創造了經濟效益轉爐滑板擋渣系統優化改造后,提高了轉爐滑板擋渣系統工藝操作和設備運行的可靠性和穩定性,生產效率顯著提高、創造了可觀的經濟效益、同時還節約了大量的備件采購