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摘要：在高炉冶炼过程中，炉顶设备既要能使炉料加入炉内并符合布料要求，又要满足长期不间断的生产要求，并能经受住高温、高压及炉尘的冲刷与磨损。因此，高炉炉顶设备的安装及调试工艺的质量，将直接关系到高炉炼铁的高产与顺产。本文结合实际工作经验，主要就高炉炉顶设备的安全及调试工艺的相关要点进行了分析与探讨。
关键词：高炉；炉顶设备；安装工艺；调试工艺
近年来，随着我国科学技术的进步，高炉冶炼生产的规模及高炉炉容正不断扩大，其技术经济指标也不断提高，而高炉炉顶设备的结构与工艺也出现了很大的改变。最初的高炉炉顶，为了节约原料和提高炼铁产量，一般采用的是单钟式装料设备，煤气采用管道导出。然而这种单钟式装料设备，由于频繁装料过程中并不能保证煤气压力的稳定，不仅布料不均匀，而且给正常生产冶炼带来了很多不便。近年来，我国高炉冶炼中已普遍采用了双钟式炉顶装料设备，其不仅可以改善炉料的分布情况，煤气也可以保证持续供应，而且能有效提高高炉冶炼的质量与产量。为此，本文也主要分析和探讨的是双钟式炉顶设备的安装及调试工艺。
一、高炉结构概述
高炉炼铁生产是一个非常复杂和庞大的系统，其设备主要由高炉本体以及上料系统、供料系统、炉顶装料系统、送风系统、煤气净化系统等辅助设备所组成。一般而言，在建设投资上高炉本体约占15~20%，各类辅助系统则占据了80~85%左右。在生产中，高炉本体和各个辅助系统被紧密联系在一起，通过相互配合形成了巨大的生产能力
1、高炉本体
高炉本体也是冶炼炼铁工艺的主体设备，它是由耐火材料所砌筑成的竖立式圆筒形炉体，并由炉基、炉壳、炉衬、冷却设备以及高炉框架等部分所组成。其中，炉基采用的是钢筋混凝土和耐热混凝土结构砌筑，炉衬采用的是耐火材料砌筑，其它设备则是金属构件制成。在高炉的内部共分为5段，在高炉上部设置有炉料的装入口和煤气的导出口，在下部还设置由风口、渣口和铁口。
2、高炉炉顶装料设备
炉顶装料系统的主要功能是将炉料装入高炉中，使其在炉内合理分布，并具有防止炉顶煤气外泄的功能。根据炉顶型式的不同，炉顶装料系统的设备也有所区别。在下图1中，即为双钟双阀式炉顶装料系统的结构示意图。该炉顶主要由大钟及大钟料斗、小钟及小钟料斗、旋转布料漏斗、密封阀以及受料漏斗等设备所组成。其中，大钟与小钟之间，以及小钟与密封阀之间形成了上、下两个密封室，其特点是在锁气时不锁料，在锁料时不锁气，从而保证了布料的均匀，且密封性较好。
图1 双钟双阀式炉顶装料系统结构示意图
（1—皮带卸料溜槽；2—料仓；3闸门；4—密封阀；5—旋转布料器；6—小钟料斗；7—小钟拉杆；8—小钟；9—大钟拉杆；10—大钟料斗；11—大钟）
二、高炉炉顶设备的安装工艺要点
1、高炉炉顶设备安装的主要内容及特点
以双料钟式高压炉顶装料设备为例，其安装的主要设备及部件包括了：大钟、大钟料斗、煤气封罩、大钟保护罩、小钟、小钟料斗、旋转布料器、布料器驱动装置、大钟和小钟的拉杆及吊挂、受料漏斗、平衡杆等。其安装特点为：
（1）属于高空吊装作业，安全难度大。由于炉顶安装位置是处于高空中，根据高炉容积的大小，一般炉顶装料设备安装在高达30～110m的高处。因此，吊装作业是整个安装过程中的关键环节，必须做好起重设备的选择并保证吊装过程中的安全。
（2）安装过程复杂。由于高炉炉顶设备安装过程中，其设备及部件的安装多采用的是累积叠加的方式，在工序和工期上容易受到制约，往往炉顶的安装作业与其它工序之间存在立体交叉施工，容易出现相互干扰。因此，必须做好各安装工序间的配合，并做好作业的安全防护措施。
（3）安装精度高。根据高炉炼铁生产的要求，炉顶设备的安装必须达到相应的精度要求，例如：大钟料斗和炉顶法兰盘的同心度、大小钟对炉子中心线的定心要求、炉顶气密箱的水平度要求等等，都有着很高的安装精度要求。
2、安装工艺要点分析
（1）总体吊装方案
高炉炉顶的吊装作业，一般采用安装小车进行吊装。即是在除尘器上设置一个辅助吊点，并配备一台卷扬机，该卷扬机的起重量应根据炉顶组装件的最大重量及受力分析来合理选择。为了保证炉顶设备在吊装过程中，能有效避开风口平台以及其它构筑物，要求在开始吊装时卷扬机和安装小车应共同承载重量，然后逐渐过渡到拉拽作用。在整个起吊过程中，应尤其注意双机起吊的协调操作。
（2）设备安装前的准备工作
设备安装前的准备工作，主要应做好场地准备和组装平台的搭设。其中，场地的准备要求应选择一处距离吊装起重机最近的场地，且场地应平整，以便于大型起重设备和运输车辆的进出；而组装平台的搭设，则要求组装平台应根据具体组装方案来制定，除搭设地面组装平台以外，一般还需要在炉顶搭设组装平台。
（3）大钟及大钟料斗的安装要点
大钟与拉杆的连接部位，通常采用耳轴或扁销进行连接。当采用耳轴连接时，为了避免耳轴出现倾翻，应当在耳轴的间隙处塞入垫片；当采用扁销连接时，为保证扁销与大钟销孔的上面和以及拉杆销孔之间的紧密接触，应仔细检查大钟与拉杆连接部位的尺寸，必要时还可在衬套的底部加垫精加工的垫环以进行适度的调整。
大钟及大钟料斗无论是采用组合吊装或分件吊装的安装方式，均需先进行组装，使两者之间能紧密连接，从而便于后续大钟拉杆和整套装置的安装。大钟及大钟料斗的组装，应先将大钟吊至到搭设好的组装平台上，然后按照出厂标记进行放置，接着将大钟料斗吊起，用水平仪粗略检查其基本水平后，再根据标记吊放到大钟上。组装时的同心度，应严格按照规范允许的偏差值进行要求。
（4）大钟气封罩及小钟料斗的安装要点
为了使大钟气封罩及小钟料斗的安装，能够与大钟及大钟料斗安装之间能平行作业，通常采用在地面组装平台进行安装的方案。首先将大钟气封罩吊装到搭设好的组装平台上，然后再将小钟气封环及组装工具吊入到大钟气封罩内，接着将小钟料斗吊上，进行小钟料斗与密封环的组装，在安装过程中应严格按照出厂标记进行组合。
（5）旋转漏斗、旋转布料器的安装要点
高炉旋转漏斗通常与固定漏斗组装成一体之后，再进行吊装。其安装顺序大致为：首先在炉顶平台上设置安装用的支承台架，然后将下部固定漏斗按照出厂标记，吊装到支承台架上，在找平找正后，接着将上部固定到漏斗吊上，并对准出厂标记和装配夹具。
旋转布料器的大致安装顺行为：首先将布料器底座放置在组装平台上，并找平找正，当符合相应规范要求以后，再将干式填料密封卡兰组装上，然后组装带齿圈的旋转圆筒，并检查各部位尺寸符合图纸要求后，接着组装支持辊和定心辊，最后组装小钟漏斗和密封罩。要求在旋转布料器的安装过程中，应重点注意其旋转部分的密封状况，以保证其密封间隙的均匀。
（6）受料漏斗的安装要点
由于炉顶受料漏斗及受料仓的体积通常都较大，因此一般在大、小钟吊装就位后再进行安装，并用螺栓连接。受料漏斗衬板的安装．是对漏斗壳体的有效加固，在组装前应先作样板，再进行分层编号，并利用样板的尺寸进行开孔，以确保楼斗衬板的安装质量。
三、高炉炉顶设备的调试工艺要点
高炉炉顶设备的调试工作，主要是通过对设备的调整与试运行，以检测炉顶装料系统在安装完成后能否正常运行。目前，炉顶设备的调试工艺，主要包括了对大小钟的调试以及对旋转布料器的调试这两个项目。
1、大、小钟的调试工艺
大、小钟的调试主要是测试炉顶大小钟能否正常开启和关闭，调试的要点包括了检测并调整大小钟的行程、速度、开启状态、关闭状态等等。其中，要求大、小钟的行程、速度以及双缸作用的速度同步性，均应当符合设计规范的要求；而大、小钟的开启状态的调试，要求在经过反复多次的试运行以后，应当保持初始安装达到设计规范要求的平衡状态（即钟底水平）；而大、小钟关闭状态的调试，除要求在关闭状态时，料钟与料斗的相关尺寸数据均应当符合设计规范要求以外，还要求料钟在关闭时只能发出一次响声。
经过多次试运行及调整后，要求大、小钟的料钟及料斗的同心度，以及料钟的下沿水平度（高低差）均应当满足下表1中的规范要求。
表1 大、小钟料钟及料斗的同心度及高低差的规范要求表
2、旋转布料器的调试工艺
旋转布料器的调试应当在大小钟调试结束以后再进行，主要是测试与调整布料器的布料角度。通过调试以后，要求小钟料斗的转动应当平稳，共同旋转的小钟及小钟料斗之间不得出现相对滑动。如果在调试过程中，发现电机出现过载或过热现象，还应当检查旋转布料器密封填料的松紧程度，在确保其密封的基础上再对其松紧程度进行适当的调整。
总结：
高炉炉顶设备是高炉炼铁生产中所必不可少的关键设备，其安装及调试工艺的质量是关系到高炉能否顺产、高产的关键所在。为此，我们应通过合理制定炉顶设备的安装方案，并加强对安装及调试工艺相关要点的掌握，从而有效保证炉顶设备的安装及调试质量，以延长设备的正常使用寿命，确保高炉炼铁生产的安全性与持续性，从而为企业带来良好的经济效益与社会效益。
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论文作者:李昌华
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/25
标签：炉顶论文; 高炉论文; 大钟论文; 料斗论文; 设备论文; 装料论文; 布料论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;