永通公司1号竖炉中修改造

王 丽， 王迎坤， 白艳强

（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司， 河南 安阳 455133）

永通公司1号竖炉中修改造

王 丽， 王迎坤， 白艳强

（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司， 河南 安阳 455133）

永通公司针对其1号竖炉由于长时间运行在工艺部分和设备部分出现的问题，分别进行了改造，改造效果和经济效益显著。不仅减少了湿球入炉及爆裂现象的发生，提高了球团矿的产质量和设备作业率，降低了工人的劳动强度，而且每年可增效220.63万元。

竖炉 球团矿 齿辊系统 排料设备 布料设备 导墙

永通球墨铸铁管有限责任公司（全文简称永通公司）1号竖炉于1998年9月投运，并在2006年7月进行一次中修，至今又运行了近8年的时间，其工艺设备均出现了问题，于是制定出切实可行的方案，对1号竖炉进行中修改造。改造后，改善了炉内气流分布，提高了设备作业率，降低了工人劳动强度，球团矿产量明显提高。

1 1号竖炉系统介绍

1号竖炉是一个中等炉身竖炉，其设备主要有竖炉炉体、布料及排料设备、齿辊及其液压传动系统、二次冷却设备。

竖炉炉体由燃烧室和炉膛两部分组成。1号竖炉南北长6 535 mm，东西长5 068 mm。燃烧室有2个，东西各1个，南北走向，直径为2 860 mm，长度为6 580 mm，每个燃烧室有2个通道与分配室相连，单个通道面积为1.6 m2。

采用复式布料车作为布料设备。此布料车实际上是一条胶带运输机在炉顶干燥床脊上来回运动，同时将生球布下。排料设备为密封式电振动给矿机，将球团矿均匀、连续排出，遇到炉况要求大量排料。在排料设备与炉体交接处密封良好，严防炉内冷却风逸出。

齿辊系统是设在炉底的靠液压传动的一组齿轮，严格地说是一种排料设备，经过焙烧的球团矿通过齿辊间隙，落到漏斗。1号竖炉齿辊系统为“四动三静”，即采用4根扒辊、3根固定梁，扒辊之间利用连杆连接，通过两台液压缸与连杆之间的连接来控制扒辊的转动，扒辊的转动为两根同向（1、3同向，2、4同向）。二次冷却设备为冷却仓。

2 1号竖炉存在的问题

2.1 工艺部分存在的问题

1）导风墙老化，出现蚀洞，其稳定性受到严重破坏，导致导风墙坍塌、脱落，致使振动器下料嘴卡砖。每掉一块砖，将导致振动器下料嘴卡料一次，需停炉处理，影响竖炉正常生产。同时，1号竖炉导风墙宽800 mm，其通风孔尺寸为400 mm×520 mm，总通风面积为1.872 m2，通风面积较小，制约冷风流量的增加。

2）炉顶烘床梁管路“北高南低”，炉膛北侧为布料入口端，“北高”造成北侧料层厚度较薄，对皮带损伤较大，经常造成布料跑车带扣焦化，降低皮带使用寿命，且需频繁扎带扣。

3）1号竖炉烘干床倾角为37°，在实际生产中，生球在烘干床上的下滑速度较快，干燥时间短，易使湿球入炉，造成生球堆积粘连，透气性恶化，影响焙烧操作和成品矿产质量。

4）1号竖炉燃烧室有两个，每个燃烧室各有1个PW4500型和1个PW4800型高炉煤气专用烧嘴。两个不同型号的烧嘴阀门开合程度不同，不利于燃烧室内燃气的均匀燃烧。同时，烧嘴型号不统一，备件管理复杂。

2.2 设备部分存在的问题

1）1号竖炉现在所用排料齿辊系统为“四动三静”，即采用4根扒辊、3根固定梁，扒辊与固定梁之间的间隙为180 mm。扒辊以上的料较松散，料柱透气性较好，但固定梁以上的料柱透气性较差，影响球团矿的产质量。同时由于固定梁不动，只有扒辊单侧动，所以在排料过程中容易产生死角，造成卡料、积料甚至结块，一旦结块变大影响正常排料时，就必须停机处理，处理一次需要一天时间，如积料严重则需要两天，不仅增加了工人的劳动强度，而且影响了球团矿的产质量。

2）1号竖炉扒辊的的直径为Φ520 mm，总长为3 581 mm，扒辊密封部位的长度不够，只有120 mm，仅能压4道盘根，经常发生跑风现象；同时，扒辊较细，使用寿命短，只有1年，备件费用较高。

3 改造内容

3.1 工艺部分的改造

1）将1号竖炉炉体内的导风墙及大水梁加宽，由原来的800 mm加宽到930 mm，其内部通气孔尺寸由400 mm×520 mm扩大到400 mm×580 mm，总通风面积由原来的1.872 m2增加到2.088 m2。导风墙砖采用L-65高铝材质（其理化指标见表1），其尺寸偏差符合高铝砖尺寸允许偏差及外形（GB 2988—87）之规定，砖的取样、验收按YB 367—75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行。

表1 L-65高铝导风墙砖的理化指标

2）调整1号竖炉烘床梁管路走向，改烘床北侧为下降管，南侧为上升管，即改造成“南高北低”，使北侧入料端料层厚度增加，减小对跑车皮带的影响，提高皮带及带扣使用寿命，降低劳动强度。

3）永通公司竖炉烘干床为屋脊形，烘干床倾角一般在35°～40°。将1号竖炉烘干床倾角由37°降为35°。适当减缓烘干床角度，有利于控制生球下滑速度，延长干燥时间，减少入炉湿球，改善炉内透气性。

4）更换燃烧室烧嘴，统一采用PW4800型高炉煤气专用烧嘴。型号统一有利于燃烧室内燃气的均匀燃烧，也有利于对备品备件的统一管理。同时该烧嘴中煤气和空气的送入均为直流形式，出口处无局部强回流，不易堵塞，可保证煤气和空气充分混合，得到较高的燃烧效率，提供更加稳定充沛的热量，满足生产需要。

3.2 设备部分的改造

1）排料齿辊系统由原来的“四动三静”布置改为“六动”布置，即不再用固定梁，全部使用6根扒辊，相邻扒辊间的间隙为160 mm，炉膛南北端各加焊一根小水梁以缩短炉皮与扒辊间隙，扒辊之间仍利用连杆连接，通过两台液压缸与连杆之间的连接来控制扒辊的转动，扒辊的转动为三根同向（1、3、5同向，2、4、6同向）。

2）将1号竖炉扒辊加粗加长，由原来的直径520 mm、长3 581 mm改为直径560 mm、长3 850 mm，即同3号竖炉所用扒辊相同。加长后增加密封长度到240 mm，盘根数量由4道增加到8道；采用通水密封，减少密封跑风、跑灰现象。

4 改造效果

1）导风墙的加宽增加了11.5%的通风面积，有利于炉膛内透气性的改善，降低燃烧室的压力，增加球团矿产量（见表2）。

2）烘床梁管路改造后炉内气流顺畅，跑车皮带使用寿命由原来的3个月增加到5个月，带扣更换次数也由原来的1次/月减少到1次/1.5月，提高了设备作业率，降低了工人劳动强度。

3）烘干床倾角的适当降低减缓了生球的下滑速度，提高了生球的干燥效果，减少了湿球入炉及爆裂现象的发生。

4）烧嘴更换后，助燃风量及煤气流量增加，燃烧充分，热量满足稳产高产需要。

5）排料齿辊改为“六动”后，扒料和破块效果明显提高，炉内的透气性增加，减少了料柱死角和结块的产生，扒辊寿命能达3年。同时，扒辊尺寸与3号竖炉扒辊统一，有利于备件的存用，方便检修之用。

表2 1号竖炉中修前后的工艺参数对比

5 经济效益分析

在1号竖炉中修改造中，备件费用为66.03万元，材料费用为33.1万元，耐火材料费用为75万元，总计费用为174.13万元。

1号竖炉中修改造后日均产矿1 280 t，较改造前1 100 t/d提高了16%的产能，按作业率94%、每吨球团矿利润30元计算，每年可增加产量效益（1 280-1 100）×365×94%×30=185.27万元。

烘床梁管路改向后，跑车皮带使用寿命增加，带扣更换次数减少，每次更换皮带需要2 h，每次更换带扣需要1 h，则每年减少产量损失［（12/3-12/5）×2+（12-12/1.5）×1］×1 280×30=1.15万元。

同时，项目攻关后减少了由于卡料等造成的非计划停炉问题，跑风现象减少，作业率提高。改造前结块现象每年出现2～3次，每次处理需要1～2 d，则每年减少产量损失3×2×1 280×30=23.04万元。

此外，齿辊改为“六动”后，扒辊使用寿命延长到3年，不再用固定梁及其保护套，备件费用大大降低。改造后扒辊价格为5万元/根，改造前扒辊价格为3.2万元/根，固定梁价格为3 150元/根，固定梁保护套470元/块，14块/根，改造前扒辊寿命为1年、固定梁寿命为2年，固定梁保护套寿命为3个月，则每年的备件费用降低3.2×4+（3 150×3）/2+ 470×14×3×4-（5×6）/3=11.17万元。

1号竖炉中修改造总费用为174.13万元，改造后每年可增效185.27+1.15+23.04+11.17=220.63万元。

6 结语

1号竖炉中修改造后，工艺得到优化，炉内气流分布均匀，透气性改善，助燃风量和煤气量增加，燃烧室压力降低，同时减缓了生球的下滑速度，提高了生球干燥效果，球团矿产量明显增加。此外跑车皮带使用寿命增加到5个月，带扣更换次数也减少到1次/1.5月，齿辊扒料和破块效果明显提高，减少料柱死角和结块的产生，其使用寿命延长到3年，提高了设备作业率，减少了备件费用，降低了工人劳动强度。此次改造，每年可增效220.63万元（未扣除改造费用）。

（编辑：胡玉香）

［1］ 王薇，吕其栋，张雪亮.深入浅出西门子运动控制器-SIMOTION实用手册［J］.北京：机械工业出版社，2013.

［2］ 金其龙，孙鹞鸿，严萍，等.IGBT串联技术动态均压电路的研究［J］.高电压技术，2009，35（1）：176-177.

［3］ 安德列亚斯福尔克麦克尔，郝康普.IGBT模块：技术、驱动和应用（中文版）：第2版［M］.北京：机械工业出版社，2016.

（编辑：胡玉香）

Abstract：Based on the burning of SM150 power module of pre-precision rolling of Tongcai Industrial and Trading Co.，Ltd.，the bfailure curve，faults records and its sources are analyzed，and the burning reason have been found out by integrating and excluding，at last，the related countermeasures and matters are put forward.

Key words：pre-precision rolling，SM150 drive，IGBT power module，dust，change in pairs

Minor Repair and Reform of No.1 Shaft Furnace of Yongtong Company

WANG Li，WANG Yingkun，BAI Yanqiang
（Angang Group Yongtong Ductile Cast Iron Pipe Co.，Ltd.，Anyang Henan 455133）

According to the problems on technology and equipment with the long time operation of No.1 shaft furnace，the shaft furnace has been reformed and it got great effects and benefits that it not only can reduce wet-bulb into furnace and bursting，but can improve the production quality and working efficiency as well as work intensity of staff. At last，the benefits can increase 220.63 million yuan annual.

shaft furnace，pellet，tooth roller system，discharging equipment，feeding equipment，guide wall

Reasons and Countermeasures on Burning of SM150 Power Module of Pre-precision Rolling

YANG Yunfeng
（Shanxi Tongcai Industrial and Trading Co.，Ltd.，Quwo Shanxi 043400）

TF063

A

1672-1152（2016）05-0093-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.33

2016-07-29

王丽（1981—），女，安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司原料车间技术员，工程师。

A31+A32和A33+A34。A15、A25和A35均为钳位二极管（无反馈信号送至控制系统），由于此次事故A11损坏，所以A12也必须予以同时更换。