高炉设备管理维护

刘俊文，沈学明，付俊生

（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司，河南 安阳 455133）

高炉炼铁技术的应用为我国钢铁行业的发展做出了突出贡献，为我国各项事业的发展提供了工业基础。高炉炼铁具有能源和原材料消耗少、冶金反应机理简单、可以大产量批量化生产的优点，高炉炼铁技术工艺路线生产的钢铁占全世界生产总量的90%以上。高炉炼铁的生产离不开先进的机械制造技术和智能化的机电一体化技术的应用，若想实现高炉炼铁生产设备的最佳技术性能与工艺技术状况都达到最佳的设计标准，必须依靠先进的冶金机电技术对高炉炼铁设备进行有效的管理维护，以使得设备发挥出最佳性能。

不能及时处理的设备故障和不注重设备的日常点检、检修、维护，极易导致重大的高炉生产、设备、安全事故，给正常的炼铁生产带来极大的经济损失和社会影响。研究高炉炼铁机械电气设备在日常使用中的运行情况，注意设备稳定运行需要注意的使用环境、条件等不确定因素，注重智能化技术在高炉炼铁设备管理中的应用，注重利用信息化、数字化技术服务高炉炼铁设备管理，善于积极摸索总结高炉炼铁设备的维护检修经验措施，为高炉炼铁设备稳定运行，为冶炼高质量的铁水，为炼钢等下道工序的生产创造有利的条件，促进冶金企业的健康稳定发展。

1 高炉设备的组成和原理

高炉是由钢板材质的炉壳和内衬耐火砖组成的铁水冶炼设备，高炉本体的设备自上而下分为炉喉设备、炉身设备、炉腰设备、炉腹设备和炉缸设备五部分设备组成。高炉机械设备按照使用功能可分为装料环节设备、布料环节设备、送风环节设备、炉况环节设备、炉顶煤气环节设备等。高炉电气自动化系统设备包括现场检测变送设备、现场控制装置、可编程控制器设备、二级过程控制设备、生产数据采集系统设备和生产管控系统设备。高炉生产时从高炉炉顶装入铁矿石、焦炭等原材料，从高炉周围的风口引入经预热的空气。在高温环境下焦炭中的碳同空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，并将铁矿石除氧还原得到铁水和高炉渣和高炉煤气等副产品。

2 高炉设备管理的特点

高炉炼铁机械设备由于高温、粉尘、连续运行等不利的生产环境条件的影响，机械磨损、运行疲劳、化学腐蚀、设备老化等问题频发，极易导致设备机械零部件出现故障，例如断轴、弯曲、裂纹、撕裂、严重磨损、不匹配、配合间隙不合适、晃动等故障。这就要求高炉炼铁设备维护人员不断学习提高自身维护技能水平，针对不同的机械设备故障原因和破损程度调出分析，采取技术管理措施解决高炉炼铁设备故障多样性的问题。

随着炼铁机械设备化学腐蚀、物理磨损、自然老化和机械疲劳等各种影响因素的不断积累，使得机械设备结构参数与功能特性急剧变化，叠加炼铁机械设备使用频率的增加，使得机械故障不断恶化。如此炼铁机械设备定点控制与检测的常规手段难以有效预防和即使消除炼铁机械设备的故障隐患问题，这就要求必须采用信息化的检测手段，加强故障在线检测技术的应用，提升机械设备管理维护的即时性和有效性。

同时炼铁机械设备损坏具有不可逆转性，修复的炼铁机械设备故障隐患也不能够达到高炉炼铁机械设备的最佳使用状态。传统的设备管理维护模式在设备维修和设备保养具有一定的模糊性，极易造成维护检修人员的错觉，增加了设备管理维护故障难度。这就要求必须将依赖流程和经验的事后维修模式转变为增加在线监测等智能化手段的事前和预测维修模式，达到预知维修和降低设备故障率的目的。

3 高炉设备管理维护的问题分析

3.1 高炉设备维护人员问题分析

部分炼铁生产企业愿意支付较高的价格购买设备，而不愿意在设备维护上花费较大的成本，直到事故发生才意识到问题的严重性。部分技术人员对高炉设备的性能原理和工艺流程掌握不好，不能很好地执行设备点检和维护制度，忽视了一些问题的存在。因此高炉设备维护人员必须注重设备维护技术的不断学习和设备维护经验的不断积累。

3.2 高炉设备选型和运行问题分析

部分高炉炼铁设备选型存在重成本轻质量的问题，在日常的炼铁设备采购过程中，采购成本较低的高炉炼铁设备。机械设备之间的不匹配严重影响生产运行，造成大量的人力和物力的维护消耗，甚至导致严重事故的发生。

部分高炉炼铁企业单纯为了追求铁水生产量和最大化的经济效益，生产过程中强行增加设备的运行荷载和运行时长，在设备经常性的超荷载运行下，设备的设计性能与安全性能急剧下降，成为导致严重的恶性生产设备事故的原因。

碳素钢材质的高炉设备长期处于潮湿、电场和酸碱环境，可能出现严重腐蚀，从而导致设备性能严重下降。高炉炼铁设备的腐蚀主要有恶劣工作环境导致的大气腐蚀、水侵蚀冷凝设备等出现的水腐蚀、埋地机械设备基础、管道由于盐类和微生物腐蚀导致的土壤腐蚀、机械设备冶金物理化学变化导致的化学腐蚀等。

3.3 高炉设备管理机制问题分析

随着我国钢铁企业的转型升级和高质量发展，一些传统的钢铁企业接受新的管理理念和思路慢，一直惯性的采用传统的管理模式，对设备的科学管理不够重视。在我国先进的高炉炼铁设备管理中，落后的管理机制不能保证生产设备长周期的稳定顺行，严重影响企业效益。

3.4 高炉设备点检问题分析

部分高炉炼铁企业设备点检制度执行不到位，点检工作的目的是防患于未然，将安全隐患进行事前排除。但存在点检时间不按照周期执行、点检走形式、点检漏项的问题影响了点检的作用。部分高炉炼铁企业存在专业系统的检查措施不足、点检制度管理执行不到位的问题。

4 高炉设备维护管理对策研究

4.1 健全设备管理制度

通过完善制度管理体系引入新的设备管理维护方法和理念，进行管理流程再造，提升企业设备管理的整体能力。通过构建高炉设备点检管理制度体系，形成人人负责、层层监管的设备点检管理体系。通过制定完善的定量计算为主，定性分析为辅点检标准达到点检项目、检查标准、点检种类、点检周期、点检方法的科学合理可行有效。科学合理的设备管理维护制度不仅使设备能够得到合理的点检和及时的修理，人员和资源还能合理的分配也促进设备的全面全方位的精细化管理。根据炼铁生产的实际情况，强化高炉设备的精细化管理，做好设备的统计分类管理工作，做到设备底数清楚、设备清单明了、设备参数熟悉、设备状态可知、设备运行可控的管理模式。在做好设备分类统计管理的基础上，充分利用信息化技术加强设备的信息化管理，做到纸质记录、电子文档、设备管理系统三套账目一致，为高炉设备的维护检修奠定设备维护管理的制度基础。在健全设备管理制度的同时，要求提升职工的设备维护业务的技能和水平，提升全员的设备管理能力，形成从个人对班组负责、班组对车间负责、车间对厂负责的多级责任体系，形成强大的设备管理体系和网络。建立高炉设备检查制度台账、高炉设点检制度台账和高炉设备检修制度台账，做好相关的检查方案、标准要求、检查人员、检查路线、检查方式、检查日期、检查隐患情况、整改情况等登记和闭环控制工作，保证设备问题及时消除，保证设备长周期稳定运行。

4.2 加强设备管理培训

高炉设备的技术进步和管理提升离不开设备管理人员素质的整体提升。首先要强化设备系统的培训，通过培训熟悉高炉机械设备的组成、原理和性能，针对设备运行中经常性出现的的故障现象和问题，加强设备应急处置和应急预案的培训学习，提升设备管理的应急处置能力。加强设备管理制度和奖惩办法的培训学习，真正执行好奖优罚劣的管理模式，实现设备管理的责任到人。每年开展设备管理人员的专业化培训，重点对大型炼铁和高炉机械设备的基本运行工作原理、常见故障类型和原因分析、设备的精细化管理和6S管理等保障措施进行培训学习，以技术培训促进设备管理的提升。

4.3 建立在线自动监测系统

在高炉炼铁设备管理过程中，充分应用在线自动监测系统，实现对炼铁高炉机械设备运行数据的实时监控，及时采集、记录、分析设备运行过程中的关键技术参数，通过分析快速识别炼铁高炉机械设备运转故障，发出报警并及时处置。充分结合设备组成的特点、设备运行的参数、设备的历史维检记录、设备事故的报告，及时准确的判断设备故障产生的部位、发生的原因，及时进行故障分析将故障进行排除，最终实现装备预维修的目的，减少事故发生，提升设备运行率。

5 结语

设备的故障和损坏不可避免，通过科学有效的设备管理手段和先进的技术手段，进行设备故障的有效控制。通过高炉炼铁机械电气设备点检、维护、使用、管理过程中存在的问题进行分析研究，找出影响高炉炼铁机械电气设备稳定运行的因素，制定有针对性的炼铁高炉设备点检、维护、操作、使用和管理的相关技术经济措施和组织管理措施，形成不断提升高炉炼铁机械电气设备管理水平的科学策略，形成不断提高炼铁高炉设备维护检修水平的体制和机制。