转炉挡火门道轨断裂问题分析及设备升级改造

张学军，潘翔宇

（日照钢铁有限公司，山东日照 276806）

0 引言

挡火门是转炉运行的重要安全保障，转炉在正常生产冶炼过程中，挡火门处于关闭状态，只在兑铁和加废钢时打开。因挡火门道轨断裂和大梁变形等问题，导致挡火门无法正常运行，制约生产的同时也带来巨大安全隐患。

1 原设备结构

转炉挡火门安装在炉前平台道轨上，道轨下方垫有100 mm×200 mm 钢板，垫板间距500 mm 间断排列；垫板下方为承重主梁，主梁迎钢面有铸铁板防护，铸铁板安装在主梁上部外沿处，使用吊耳和销子连接（图1）。转炉在生产过程中需要炉口向前倒渣，炉口和主梁距离不足1 m，主梁护板直接受到高温烘烤，经过长期高温烘烤和掉落废钢撞击，主梁护板和垫板容易脱落，护板脱落后高温直接烘烤主梁，使主梁发生形变。主梁形变与道轨垫板缺失，导致道轨变形、断裂频繁，使得挡火门无法正常运行，制约生产的同时还带来重大安全隐患。

图1 挡火门改造前

原设备运行存在突出的制约问题：①因生产冶炼过程中，每炉都需要从炉前倒渣，转炉炉口朝前时，距平台间距不足1 m，转炉倒渣过程中炉内反应还较为剧烈，红渣和钢水容易喷溅到道轨和铸铁板上，导致护板吊耳焊缝和道轨垫板焊缝容易开焊，再加上掉落废钢冲击，护板和垫板容易脱落；②此梁为挡火门和平台承重梁，长期被高温烘烤和掉落废钢冲击，主梁变形、道轨断裂不仅影响转炉正常生产，也给转炉运行带来重大安全隐患。

2 设备升级改造

结合生产形势要求，为降低安全隐患及日常维护工作强度，通过对主梁、护板和垫板升级改造，彻底解决了以上问题，具体改造内容如下：

（1）主梁改造。主梁的上面板、立板和下面板采用40 mm 厚的Q235 钢板焊接而成，Q235 由于碳含量适中，强度、塑性和焊接等综合性能较好，材料也较为常见普遍，所以优先选用Q235材料；筋板采用30 mm 厚Q235 钢板，间隔1 m 焊接（图2）。

图2 主梁改造后

（2）吊耳改造。将原铸铁板吊耳改到主梁内侧，从主梁上面板的上部改到下部，这样吊耳由原来受剪切力改为只受自重拉力，受力更小也防止废钢冲击和红渣烘烤，有效保护吊耳。

（3）垫板改造。将原垫板改为焊接结构件（简称副梁），副梁主要作用是传递重力和抗冲击力，为了增加强度和提高抗冲击性，副梁的面板、立板和承重板采用30 mm 厚Q235 钢板焊接成，承重板两侧每间隔200 mm 焊接30 mm 厚立板，底部面板钻螺栓孔是为了主副梁装配使用（图3）。副梁采用这种结构是为了保障道轨受力更均匀，也可保护主梁不被掉落的废钢冲击，同时避免转炉喷溅钢渣直接接触主梁，减少对主梁的伤害。

图3 副梁改造后

（4）铸铁板改造。铸铁板采用RTCr 耐热铸铁，在空气中耐热温度为550 ℃，钢水出钢时温度在1650 ℃左右，热辐射到铸铁板温度约在500 ℃，铸铁板耐温550 ℃，可以承受此温度。为防止筋板与主梁底部面板接触，将下部450 mm 筋板高度改为10 mm，可有效减少主梁和铸铁板接触产生磨损（图4）。

图4 铸铁板改造后

（5）结构说明。因原挡火门位置已固定，所以主梁和副梁全部焊接成偏心结构，偏心100 mm是为保证主梁副梁和道轨的中心线都在同一直线上，保证承载力在同一中心线上（图5）。

图5 挡火门改造后

（6）焊接及连接要求。主、副梁和吊耳焊接时全部使用双面打坡口焊接，主副梁使用M30×100 mm 螺栓连接，副梁主要作用是保护主梁不被掉落废钢冲击和喷溅钢水灼烧，副梁即使损坏螺栓连接结构，后期更换也较为方便。

（7）浇筑。施工完成后，副梁空隙和破损平台边角全部焊锚固钩，使用钢玉耐火浇注料浇筑、抹平。

3 结论

本次设计及改造解决问题如下：①挡火门道轨断裂问题得以改善；②主梁被掉落废钢冲击变形问题解决；③主梁防护板铸铁板容易掉落问题解决；④主梁被喷溅钢渣烘烤问题解决。

此次改造通过现场半年试运行，挡火门道轨无断裂、主梁护板未脱落，挡火门运行平稳，改造极为成功，可推广使用。