自行设计研制开铁口机雾化装置在韶钢炼铁一号、三号高炉的应用

自行设计研制开铁口机雾化装置在韶钢炼铁一号、三号高炉的应用

恒冲

宝钢集团广东韶关钢铁有限公司炼铁厂512123

【摘要】韶钢炼铁一号、三号高炉容积各350m³，由于开口机没有雾化装置，导致：开铁口时间长、粉尘较大、钻头、钻杆消耗量增大,增加操作及检修人员劳动强度等问题这些问题严重影响高炉的稳定顺行。鉴于以上原因分析，我们决定在开口机上加装自行研制的雾化装置来解决这一系列问题。

【关键词】高炉、开口机、铁口、自行研制雾化装置

1、前言

韶钢炼铁一号、三号高炉容积分别为350m³，现行使用的炉前DKD-1开口机是用传统的YYG250B液压凿岩机。由于开口机没有雾化装置，当凿岩机开铁口钻孔时需安装钻杆，钻杆头部焊有合金钻头进行切削炮泥，并利用压缩空气经钻杆中心通孔进行吹扫粉尘，达到工作目的，铁口高温区已经达到400℃左右，经钻杆研磨温度达到800℃左右，这样长时间高温工作方式导致：

（1）开铁口时间长

（2）粉尘较大

（3）钻头、钻杆消耗量增大,开一次铁口有时需要多次更换钻头、钻杆

（4）振打结构由于使用时间长,振打杆、弧形螺母及钻杆螺纹等处易断裂损坏

（5）开口机主机振打马达中旋转结构的齿轮和轴承磨损严重,在钻开铁口阻力大时,经常发生旋转齿轮打滑,钻杆不旋转现象

（6）增加操作及检修人员劳动强度

（7）经压缩空气吹扫后粉尘四处飞溅，为避免粉尘飞溅，工人又用2台2.2KW轴流风扇进行吹扫，既浪费电又造成高分贝噪音，严重影响工人身心健康

这些问题严重影响高炉的稳定顺行，所以我们决定对此进行改造。

2、问题原因分析

（1）开铁口机在打开铁口的过程中,经高温固化后的炮泥被冲击破碎,碎屑被压缩空气吹出,形成较大的粉尘。

（2）高温环境中,钻头在钻开坚硬的泥炮时极易发热,硬度降低,故钻头的消耗量较大。

（3）由于钻头磨钝后需要更换，所以每次开铁口的时间也较长。

（4）由于钻头发热磨钝，导致开口机需要更大的旋转及振打力矩才能打开铁口，所以开口机液压系统的压力要调整到很高（160Mpa）,这回导致液压系统油温较高，各密封处容易出现泄漏现象，各个部件磨损加快，故障频出。

3、解决方案

通过分析，我们得出结论，这些问题主要是由于钻头处冷却不足造成的。鉴于以上原因分析，我们决定在开口机上加装雾化装置来解决这一系列问题。

在炼铁六号、七号、八号高炉我们选用由燕狮科技生产的水雾化动力系统。它有以下优点：

（1）雾化效果出色

（2）水压、气压可以调节

（3）雾化颗粒、程度可以调节

（4）操作简单

通过几年的现场实践结果显示虽然这套雾化装置有许多优点，但它也暴露了许多的缺点和弊端，如：

（1）设备结构过于复杂，零配件较多，故障率较高

（2）对现场能源介质（压缩空气、水）要求较高

（3）针阀精度较高，容易出现堵死现象，影响雾化效果

（4）需用电路控制，如果断电影响雾化

（5）需使用与之配套的开口机主机

由于小炉子生产环境较差，空间狭小，能源介质（压缩空气、水）精度不是很高，如果直接采用燕狮科技生产的水雾化动力系统，很明显会增加铁口设备的故障率，还会增加铁口区域的不稳定因素，所以我们不能直接采用燕狮科技生产的水雾化动力系统。

基于以上情况，我们在原有的开口机凿岩机进气管上加装一套自行研发设计的开口机雾化装置来解决上述问题。

4、自行研发设计的开口机雾化装置的构造及工作原理

4.1结构组成

具体结构示意图（图1）：

（1）排气阀（2）排气管（3）雾化蓄水罐进气压力调节阀（4）雾化蓄水罐进气压力截止阀（5）雾化蓄水罐进水截止阀（6）雾化蓄水罐进水管（7）压缩空气管路（8）雾化出口压缩空气调节阀（9）雾化出口压缩空气截止阀（10）开铁口机钻杆（11）雾化蓄水罐出水压力调节阀（12）雾化蓄水罐出水压力截止阀（13）开铁口机主机（14）雾化管路（15）排污阀（16）雾化蓄水罐

此雾化装置共有9个阀门，其中有3个阀门是根据现场工况预先调节好的，为常开状态，分别是：

（1）雾化蓄水罐进气压力调节阀（2）压缩空气压力调节阀（3）雾化蓄水罐出水压力调节阀

4.2工作原理

其工作原理是将雾化用水（高炉常压水压力为0.2Mpa）通过雾化蓄水罐进水截止阀引入雾化蓄水罐。此时其他阀门均关闭，只有排气阀、雾化蓄水罐进水截止阀打开。待水注满雾化蓄水罐后，关闭排气阀、雾化蓄水罐进水截止阀，打开雾化蓄水罐进气压力调节阀、雾化蓄水罐进气压力截止阀、雾化出口压缩空气调节阀、雾化出口压缩空气截止阀、雾化蓄水罐出水压力调节阀、雾化蓄水罐出水压力截止阀，雾化蓄水罐里通过压缩空气均压过的水，在出水口与压缩空气结合，形成雾化水气，经过雾化管路传到开口机钻杆处。

4.3优点介绍

（1）结构简单，造价费用低廉，备件通用性强，更换方便、快捷。整套雾化装置只有1个蓄水桶9个阀门及6m镀锌管组成，并且都是高炉管工常用的备品备件，不存在备件造价昂贵，难以订货的困难。

（2）易于操作，水气雾化效果调节快速。只需第一次使用时根据现场工况将水气雾化效果通过调节阀调节好后，以后开铁口时只需开关雾化蓄水罐出水截止阀及出口压缩空气截止阀即可。

（3）雾化效果稳定，故障率很低。由于只需压缩空气就能控制整个雾化系统的运作，所以只要压缩空气压力稳定其雾化效果一定稳定。并且省去了电动控制单元及水加压环节，只有9个阀门控制，系统不易造成管路堵塞，所以此套雾化系统的故障率非常低。

（4）应用范围非常广，适用于所有开口机主机，开口机不需要重新选择与之配套的型号。

4.4两种雾化装置主要参数对比（表1）

参数对比

5、改造后效果

表2为改造前后半年内主要指标对比：

6、效益分析

6.1经济效益：

（1）每炉铁节约钻头3个，每个50元，按一天出12炉计算：

3*12=36

每天钻头节约36*50=1800元

每年钻头节约365*1800*2=1314000元

（2）每炉铁节约钻杆1根，每个150元，按按一天出12炉计算：

1*12=12

每天钻杆节约12*150=1800元

每年钻杆节约365*1800*2=1314000元

（3）每年少更换开口机主机3台：

50000*3=150000元

（4）设备投入资金3000元

（5）年节约：

575430元+1314000元+1314000元+150000-3000元=3350430元

6.2社会效益：

（1）减少了铁口区域的粉尘污染，对炉前操作人员的工作化境及身体健康状况起到了改善的作用。

（2）减轻了炉前操作人员及设备检修人员的劳动强度。

7、结论

实践证明,它降低了钻头、钻杆的消耗,降低了铁口粉尘烟尘污染,减轻了操作人员及检修人员的劳动强度，加快了开铁口速度,提高了铁口完好率、正点率和出铁均匀度。目前，鉴于开口机雾化装置在一号、三号高炉使用效果较好，已成功申报实用新型专利。

参考文献

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