点此下载——大型转炉改进型上修法设计与实践

摘要：对转炉修炉型式作了全面、系统的阐述，并对转炉修炉各种型式的差异性与优缺点进行了分析与比较。在此基础上，给出了一种改进型上修修炉型式，实践证明，该型式经济、合理、可靠，对今后大型转炉的修炉系统设计有一定的参考价值。

关键词：转炉；修炉；上修法

0  前言

从2004年开始，中国钢铁厂的转炉逐渐向以250t转炉和300t转炉为目标的大型化方向发展。在这个级别上的转炉修炉方法主要是以武钢250t转炉和宝钢300t转炉上修法为代表，其特点是修炉作业高度自动化和机械化，但设备笨重，投资昂贵。为探索和寻求一种既适应我国钢厂的发展现况，又不失为一种经济而有效的设备，在马钢300t转炉上设计了一套适合于大型转炉改进型上修，同时又是一种设备配置非常简单而且有效的修炉方式^[1]。

1转炉修炉方式综合评价

1．1上修法与下修法

转炉修炉的方式根据转炉的炉型结构不同，我们通常分为上修炉法和下修炉法。国内设计的中小转炉中，采用下修法为主，这对转炉的设计要求比较高，转炉本体的设计比较复杂，炉体寿命较整体式短，另外，还需要配置专门的修炉车系统，投资比较大。综合以上因素，下修法对大型转炉的修炉和转炉的寿命以及投资都不利，为延长转炉设备服役期，在大中型转炉的修炉系统中普遍采用上修的砌炉方式^[1~4]。

1．2上修法的几种型式比较

目前国内转炉上修方式主要有以下四种：

(1)转炉简易上修法：在转炉炉帽上开修炉入孔，工人由入孔进入炉内进行修炉作业。耐火砖从转炉操作平台由移动式皮带经入孔运入炉内，设有简易修炉平台。此方式其优点是：与上、下修法相比，固定烟罩不需开出，转炉跨跨度小，设备简单，减少投资，无装卸炉底作业，无漏钢危险。缺点是劳动条件较差，机械化程度低。

(2)转炉简易修炉塔上修法：工人由炉口进入炉内简易修炉塔进行修炉作业，耐火砖从转炉炉口吊入炉内。此方式其优点是：简易修炉塔结构简单，缺点是无专用的耐火砖运输系统，工人劳动条件较差，机械化程度低。

(3)大型转炉改进型上修法：300t转炉以马钢为其典型的代表。其特点是在于既具有较高的机械自动化的同时，又能够以较低的费用满足转炉的修炉要求。

(4)国外引进大型转炉上修法：以武钢三炼钢250t转炉和宝钢300t转炉为代表。其特点是高度自动化和机械化，配以复杂的液压系统，设备费用十分昂贵。

2  改进型上修法创新点及基本原理

改进型上修法创新点在于既具有较高的机械自动化，同时又具有修炉质量高、时间短、修炉设备组成简单、加工和制造容易、费用适中、零部件通用性好、极大的改善砌炉工作人员的劳动强度，能适合国内大型转炉采用溅渣护炉后普遍具有“炉龄高、修炉少”为特点的炼钢工艺。

改进型上修法基本原理如下：当修炉炉体内的耐火衬时，先将活动烟罩台车从工作位驱动到(烟罩)维修位，再将修炉塔台车从待机位驱动到炉体维修工作位(炉体口正上方)，然后用车间吊车将修炉塔从塔待机位吊装到修炉塔台车上。耐火砖箱、砌砖用工具等通过修炉塔台车水平辊道输送到修炉塔吊笼中，通过修炉塔系统中的吊笼及升降电动葫芦将人和材料运入转炉炉体中，修炉塔设可伸展工作平台，工人借助工作平台便可砌炉。

3  技术难点

(1)物料的输送形式。从工艺布局来看，耐火砖箱、砌砖用工具等需完成水平和竖直方向运动达到炉内供砌筑，需设计简单且有效的输送形式。

(2)修炉塔需设计可伸展工作平台。可伸展工作平台一方面供工人从下至上砌炉，另一方面需具备伸展功能，因为炉口比炉身直径小，当伸展平台进出炉口时，伸展平台应处于收缩状态；当伸展平台进入炉身后需展开，供工人砌炉。

(3)活动烟罩的提升与开出装置。活动烟罩装在炉口上方，在吹炼时降下，接近炉口，需考虑活动烟罩上下移动的传动形式，另外上修时，活动烟罩在工作位与维修位之间的开出装置需考虑。

(4)烟罩分段与密封技术。上修炉筑时活动烟罩需与固定烟罩分开，并移开一段距离，之后通过活动烟罩台车将活动烟罩移至维修位；当完成砌筑时，活动烟罩台车又将活动烟罩移回工作位，活动烟罩与固定烟罩连接与密封需考虑。

(5)加料系统溜管拆装与密封。上修炉筑时加料系统溜管需分成两段，一段固定，一段随车移动，上修法需考虑两段的连接、拆卸与密封。

(6)介质管道的拆装与密封。当活动烟罩移动台车在工作位和维修位移动活动烟罩时，与活动烟罩相连的介质管道需拆卸与组装，并需要考虑连接时的密封问题。

(7)上修法需考虑安全装置。如防止提升钢丝绳断裂或松弛而出现坠落安全事故的防坠装置等。

4马钢300t转炉改进型上修法设计与实践

4．1  工艺布局

正常吹炼时，活动烟罩移动台车、活动烟罩、修炉塔台车如图1布置，其中活动烟罩可随活动烟罩台车移动；改进型上修法砌炉时，活动烟罩随活动烟罩移动台车从工作位开至维修位，再将修炉塔台车从待机位驱动到炉体维修工作位(炉体口正上方)，然后用车间吊车将修炉塔从塔待机位吊装到修炉塔台车上，利用修炉塔台车和修炉塔完成耐火砖箱、砌砖用工具等的输送，供工人砌炉。

4．2设备组成

改进型上修法设备由活动修炉塔系统、烟罩台车、活动烟罩等组成，其中修炉塔系统完成物料的水平和竖直方向的输送，为砌筑的主要机械设备。烟罩台车主要是将活动烟罩移至维修位，给上修法修炉塔系统留出砌筑空间。

上修法修炉塔系统主要由修炉塔台车、固定段输送机、修炉塔装配、修炉塔工作站装配、工作站提升装置装配、修炉塔吊笼装配、提升行程开关布置等组成，如图2。修炉塔台车主要完成待机位与工作位之间的移动，在工作位位于炉口正上方，供修炉塔定位连接固定；固定段输送段由输送辊、输送辊轴、输送支架等组成，完成耐火砖箱、砌砖用工具等的水平输送；修炉塔装配主要由修炉塔上部、修炉塔下部以及输送机等组成，上修时与修炉塔台车定位连接固定，为其它装置提供支撑点，并能完成一定物料的输送；修炉塔工作站装配主要由修炉塔工作站，工作台展开支撑架、输送机、锁定装置等，完成工作站的伸展、收缩与锁定，提供一个稳定可靠的砌筑工作平台；工作站提升装置装配主要由工作台升降装置和吊笼升降装置组成，可完成物料的竖直输送；修炉塔吊笼装配则完成物料的存储，在提升装置的作用下完成物料的竖直输送；提升行程开关布置则是对工作台升降装置和吊笼升降的定位控制，为物料输送提供准确的定位。

4．3工作过程

在300吨转炉新炉砌炉或炉役结束进行更换炉衬时，使用修炉塔系统设备进行砌炉，根据马钢300t转炉的修炉要求，本着经济、实用、合理、可靠的原则，要求修炉塔系统的设备性能稳定、作业安全、运行可靠、操作灵活以及高的砌炉效率，其中，改进型上修法修炉塔系统实践于图3，其工作过程如下：

第1步：转炉修炉炉衬时，需要将转炉炉口上面安装有移动烟罩和烟罩罩裙的烟罩移动台车开出，移至待机位，修炉塔系统用定位台车自行开到工作位即转炉中心线正上方，并通过定位装置定位固定。

第2步：由氧枪维修专用吊车将修炉塔本体从存放位吊至转炉修炉工作位，并在修炉塔台车上定位连接固定。

第3步：在烟罩移动台车平台上的操作工人，通过修炉塔台车的上层平台爬梯下到修炉塔台车下层平台。在转炉炉口标高的平台上通过运耐火砖的叉车将砌砖用工具、耐火砖箱等砌炉用材料和工具安装到平台固定段输送机上，人工将这些材料和工具送到修炉塔台车的下层平台输送机上。通过下层平台和下层平台输送机将人和材料运入到修炉塔的吊笼中。

第4步：通过修炉塔系统中的吊笼及升降电动葫芦将人和材料运入转炉炉体中，展开可收缩式工作平台，将材料和工具放到工作平台上，工人借助工作平台便可开始砌炉，并将砌炉废弃物通过吊笼运出。工作平台可根据炉形修炉情况自由伸缩，以满足不同高度断面尺寸不同时，能正常进行施工的要求。工作平台和吊笼的升降设有极限行程开关，实行自动控制与保护。工作平台沿塔身立柱升降，吊笼在塔身立柱中央升降，耐火砖不会掉到塔身立柱外面伤害砌炉工人，确保工人的安全。

第5步：在转炉炉衬修炉完成后，将可收缩式工作平台还原，将修炉塔本体从修炉塔台车上定位连接处解除连接，将修炉塔本体从转炉修炉工作位吊至存放位，修炉塔系统用定位台车从工作位回到待机位，即完成全部修炉炉衬的工作。

5  总结

综上所述，马钢300t氧气顶吹转炉上修修炉设备是一种非常简单而且有效的修炉方式，特别适用于对修炉系统的配置要求不高，同时又要求有一定的机械化操作的“炉龄高、修炉少”的炼钢厂。马钢300t氧气顶吹转炉修炉系统设备的顺利运行，也证明了以上所采用的设备完全可以满足生产需要，同时也是一种经济、实用、合理、可靠的修炉方式。对今后的大型转炉的修炉系统的设计有一定的参考价值。

参考文献

[1]张文．大型转炉改进型上修法和设备[J]．第十五届全国炼钢学术会议，2008．11．

[2]郑金星等．炼钢工艺及设备[M]．冶金工业出版社，2011．1．

[3]王令福．炼钢设备及车间设计(第2版)[M]．冶金工业出版社，2007．8

[4]冯聚和．炼钢设计原理[M]．化学工业出版社，2007．8