炼铁高炉机械设备技术分析

任 星

（广西柳州钢铁集团有限公司，广西 柳州 545002）

高炉炉体是进行铁水冶炼、发生多种物理化学反应的工作场所，是一种承受一定压力和温度的密闭容器，其结构主要包括炉体内型结构、炉体内衬结构、炉顶装料设备及炉体冷却结构等，高炉内型一般由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉组成。现代高炉生产过程是一个庞大的生产体系，主要由高炉本体和五个辅助设备系统完成。高炉辅助设备主要包括高炉上料系统、送风系统、煤气净化系统、渣铁处理系统及喷吹燃料系统设备。由此可见，高炉机械设备具有一定的复杂性。为了生产高质量的钢，每一个结构都是精心准备的，为高质量的产品奠定了坚实的基础。

1 炼铁高炉机械设备技术性探究

1）高炉上料系统设备。正常情况下，高炉上料系统的烧结矿、块料溜槽和矿槽倾角保持在30～60度之间，物料的给料速度在40～400吨/小时之间。矿石、焦炭等物料对贮矿槽和焦槽内的衬板磨损很大。磁性衬板在上料系统得到了广泛的应用，它不仅非常耐磨，而且重量轻，安装方便。磁性衬板在板体内设有永久磁铁，衬板的工作表面吸附有一层细小的磁性物质。在工作过程中，衬板的主体可以不断吸收磁性材料，形成一层物料保护膜。在一定条件下，衬板表面形成的保护膜，可以使板体不会直接受到物料的冲击和磨损，从而大大延长衬板的使用寿命。除磁性衬板外，复合碳化硅衬板也是一种常见的上料系统设备，一般用于高炉受料斗、料罐、贮矿槽和焦槽内，以防止其磨损。可在高温高压环境下使用，并能长期保持使用效果。

2）高炉炉体冷却设备。高炉炉内的工况非常恶劣，仅靠内衬是不能保证高炉长期正常工作的，必须设置合理的冷却设备对炉体进行合理、有效的冷却，同时对冷却介质进行有效的控制，使之既不危及耐火炉衬的寿命，又不会因为冷却元件的泄露而影响高炉操作。高炉炉体各部位的工作条件不同，冷却的作用也不尽相同，所以所采取的冷却设备也不同。高炉使用的冷却设备有冷却壁、冷却板和冷却水箱，其中冷却箱已被淘汰。目前常用的冷却壁形式有光面冷却壁、镶砖冷却壁和铜冷却壁，其中镶砖冷却壁已经发展到第四代。冷却壁、冷却板的材质一般为球墨铸铁、铸钢和铜。

高炉的一代炉龄取决于许多因素，尤其是进入炉役的中后期，炉体内衬将出现不同程度的损坏，甚至造成炉壳红热或冷却壁被烧损的情况发生。因此，科学的炉体维护和维修技术是延长高炉寿命的主要因素。当冷却壁发生大面积破损、危及高炉正常生产时，就要整体更换冷却壁。近年来出现了对铸铁冷却壁的穿管快速修复技术，其原理为：在破损的冷却壁水管内穿入小于原水管直径的金属波纹软管，软管两端分别于冷却水连接形成新的冷却通道，并在金属波纹软管和原冷却壁水管之间灌入高导热的碳质灌浆料。此方法不仅消除了冷却壁损坏向炉内漏水的现象，又能保持一定的冷却效果，解决了漏水造成的各种危害和损失，效果显著，具有推广价值。

3）送风系统热风炉设备。高炉热风炉是为炼铁工艺需要提供热气流的集燃烧与传热过程于一体的热工设备，一般有两个大的类型，即间隙式工作的蓄热式热风炉和连续换热式热风炉。高温陶瓷换热装置，间歇式工作的蓄热热风炉仍是热风炉的主流产品。蓄热式热风炉为了持续提供热风最起码必须有两座热风炉交替进行工作。热风炉被广泛应用在工业生产的诸多领域，因工艺要求不同、燃料种类不同、热风介质不同而派生出不同用途与不同结构的热风炉。

蓄热式热风炉，按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉（简称球炉）和采用格子砖的热风炉，按燃烧方式可分为顶燃式、内燃式、外燃式等几种，提高热风炉热风温度时高炉强化冶炼的关键技术。如何提高风温，是专业内长期研究的方向。常用的办法是混烧高热值煤气，或增加热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状（蓄热球），以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。蓄热式格子砖热风炉是现代高炉、尤其是大高炉最常用的热风炉形式。

4）煤气净化除尘设备。高炉煤气含有CO、H2等可燃气体，发热值为3350-4186kJ/m3，但高炉煤气含尘量一般达10-40g/m3，不经处理不能作为燃料使用。利用高炉除尘器，可以有效地收集高炉煤气中的粉尘。高炉系统常用的除尘器有：重力除尘器、洗涤塔、文氏管、旋风除尘器、脱水器、静电除尘器、布袋除尘。当粉尘为粗粒粉尘时，可采用重力除尘器或旋风除尘器除尘，细颗粒除尘可采用静电除尘器或布袋除尘。目前国内300m3级以上的高炉采用布袋除尘系统的已占同类高炉总数的25%以上，其生产运行情况良好，节水省电，净煤气含尘量达6mg/m3以下，温度100℃以上，含水量少，为高炉提高风温、降低焦比和增产创造了条件。

2 炼铁高炉机械设备管理措施探讨

1）建立完善的炼铁高炉机械设备管理制度。为了提高炼铁高炉机械设备的管理水平，企业应根据自身的管理需要，建立炼铁高炉机械设备管理制度。在制度实施过程中，应完善炼铁高炉机械设备管理制度，结合实际执行结果，明确管理者的职责。炼铁高炉机械设备出现问题时，责任人能迅速发现，并采取相应措施及时解决，从而提高管理人员的实际管理能力，确保设备安全稳定运行。

2）加强对炼铁高炉机械设备的维修和保养。在炼铁高炉机械设备的日常管理中，设备的维护占有一定的地位。为了保证生产活动的安全稳定，点检人员需要对炼铁高炉操作过程中不同阶段的机械设备进行检查，以保证设备的正常运行。炼铁高炉机械设备的维护保养主要包括定期给设备加适量润滑油、脂，定期检查润滑油污染程度。对炼铁高炉机械设备进行维护保养，可以保证高炉生产的顺利开展，有利于企业获得更多的经济效益。

3）建立炼铁高炉机械设备在线监测系统。不仅要重视炼铁高炉机械设备的管理，还要建立炼铁高炉机械设备的在线监测系统。炼铁高炉机械设备发生故障时，相关点检人员能及时发现故障。解决设备故障问题，减少故障对生产活动的影响，减少企业经济损失。此外在线监控系统的监控人员还可以通过对炼铁高炉机械设备的监控，制定有针对性的设备维护计划，为炼铁高炉机械设备的管理提供科学 依据。

3 结束语

高炉是钢铁工业中非常重要的炼铁设备。在炼铁过程中，需要经过许多工序，每道工序都需要使用相应的设备，这就需要人们投入大量的精力来改进工序。我国应充分利用国外先进技术，使炼铁生产更加科学化。我国应加强高炉节能环保新技术的研究，以提高我国炼铁质量。