氧枪系统的改造与优化

人清2008年第2期总第氧枪系统的改造与优化李文涛(天津天铁冶金集团热轧板有限公司,056404)[摘要]天铁集团炼钢厂30t转炉随着生产节奏的加快和产量的逐年增加氧枪系统的设备能力和安全,不能满足生产要求。详细地分析了存在的问题对氧枪系统进行了一系列的改造与优化解决了氧枪系统存在的问题。关键词氧枪枪体小车滑轮优化改造1前言力100万t,现实际产能264万t,远远超过设计能力,氧枪系统是炼钢环节中不可缺少和最重要的设备氧枪系统设备严重超负荷运转,表现在以下几方面。之一,它主要的任务是在转炉炼钢过程中对转炉供氧,21转炉出钢量增加,由设计的30t增至45t,吹氧对转炉内铁水进行升温、脱C和氧化反应,去除有害强度增加,现氧流量为11500m}h,平均吹炼时间为元素冶炼出合格的钢水。同时,在一炉钢冶炼结束后,13min,造成氧枪烧枪现象严重。对转炉吹氮气进行溅渣护炉。近几年,随着钢产量持2,2氧枪标尺滑轮和下枪管使用周期短,很大程度上续增长,不可避免地会出现其它一些负面的影响例影响了生产;氮风座封火不严,产生了较大的安全隐如设备的原设计能力过小,不能满足现在高强度的生患产需求;部分设备老化造成事故频发影响生产。多种23生产节奏加快,导致氧枪小车负荷太重坠枪事因素都制约着生产,氧枪系统尤为突出。氧枪系统事件发生频率变大故频发,小事故会耽误生产时间,增加工人的劳动强24氧压增加溅渣护炉枪位变低,使供氧管和供水度较大事故会发生爆炸事故后果和巨大的损失难以管与地面接触的机会增加,发生氧管和水管崩裂现象估量。因此对氧枪系统的改造与优化保证安全生产3氧枪系统存在的问题及改造方案和措施是非常必要和刻不容缓的。31氧枪小车2氧枪系统在优化前的状况氧枪小车按运动方向分为横移小车和升降小车,氧枪工作流程见图1。横移小车的作用是实现氧枪在左右两个备用位与吹炼位之间的换位;而升降小车的作用是使氧枪在升、降氧气总管的过程中完成吹炼和溅渣补炉。所以氧枪小车的好坏直接影响到氧枪的动作,很显然会影响到生产。分析氧枪小车事故原因,几乎98%的事故都是因为小车的世圆[氧气总管圆止圆严重变形和升降小车导轮在行进过程中突然脱落造成的。调节阀[截止止侧圆节阀311小车变形氧枪小车变形会打破小车的运动平衡性,导致升降小车在固定的轨道中运行的摩擦力增大,在小车上升的过程中,钢丝绳的张力增加,在强制向上提枪的时候,会因张力太大而拉断钢丝绳,出现坠枪事故;同时横移小车向下的拉力增加,多次后必然会右枪造成横移小车变形。在升降小车下降的过程中,也会因摩擦力太大而使小车下降的速度减慢,这样就会使供水总管小车中国煤化工度不同步,造成钢丝绳CNMHG张力瞬间加大而炼钢厂的三座转炉1994年8月5日投产,设计能突然断裂,也会造成坠枪事故相孤坏横移小车。www.chitjm.技朮改≯一www.tjyjgk.comtjyj@tjyj.comatjyjzz@tiyj.com08年第期总第氧枪系统的改造与优化31.2升降小车导轮脱落升降小车在运行后期,导径为e27mm,喷头角度为119,115°和12°三个系列,喷轮会经常脱落,主要原因是导轮轴向限位设计不合头孔数为四孔,枪体外径为e168mm。理。原来的轴向限位是用一个弹簧钢卡子固定在轴3.24增强氧枪的冷却效果钢产量的增加,炼钢强端,这样,在导轮长期的运行过程中,弹簧钢卡子会因度增大,使得原设计氧枪的冷却强度不能满足现在的塑性变形而脱落,导轮失去了轴向限位,工作时间过生产需求,最大的问题就是烧枪过多。因此,必须要增长后,导轮就会脱落。在升降小车上下运动的过程中,加氧枪的供水强度,增强氧枪的冷却效果。具体做法如果导轮脱落就会发生卡车事件,这样小车在轨道是增加氧枪进水的压力和流量,增大氧枪进、回水管里的摩擦力增加,钢丝绳的张力会突然加大,导致钢的管径(由c72mm变为e108mm),从源头上解决问丝绳断裂,出现坠枪和钢丝绳脱槽事故题。同时还对氧枪内部结构作了优化把原来形状各针对以上设备缺陷进行改造和优化,首先对氧枪异的水缝环管支点改成统一的圆环点(从一个规则的小车进行矫正加固,减小或消除变形,同时淘汰变形圆环上在径向截取一小块),所有的管与管之问的连太严重的小车。其次在原有的基础上把钢卡子定位接处也都用坡口机打坡口焊接这样就减小了水在枪改成挡片定位,即用螺丝把直径大于轴的挡片固定在体里流动时的阻力,最主要的是把水缝尺寸变大(氧轴端起到轴向定位的作用;还制定了严格的设备维护枪外径由e159mm变为e168mm),大大增加了氧枪的制度,坚持设备的巡、点检搞好润滑。供水量(水量由原来的58t增加为72t),提高了冷却3.2氧枪枪体效果。氧枪枪体的主要问题是粘钢、粘渣和烧枪现象严3.3氮风座改造重,潜在隐患大,换枪频繁。事故原因主要有以下几氮风座也叫氧枪座,它与氧枪氮风帽的相互配合点:转炉原设计装入量过小,不适应现在的生产需求能起到封火的作用,即防止氧枪口冒火。但仅仅它们(吹炼容易发生喷溅);吹炼枪位不合理;氧枪喷头选两者的相互配合还不能完全封住火,还必须有氮气的用不合理;氧枪冷却效果不好;氧枪制作质量不好。辅助,即对氮风帽供氮气用氮气封火。随着转炉装人针对以上几个关键问题,进行了如下改造与优量的增加氧枪孔冒火现象也越发严重这样有可能化和转炉煤气接触燃烧后发生爆炸。通过分析,发现有321对转炉进行扩容这样减少了吹炼过程中的喷三个不足,一是氧枪口法兰不平或氧枪口安装不正,溅,自然就减少了氧枪的粘渣和粘钢现象导致氮风座与法兰之间有安装缝隙,进而发生冒火现322严把氧枪制作关:制定严格合理的氧枪制作工象;二是氮风座供应氮气压力过小,封不住火;三是进艺,在氧枪制作过程当中,派专人对氧枪制作的全过气管进口布置不合理,导致氮封座有氮气供应死区程进行监控(包括选材,下料,安装,焊接,打磨焊口,(氮封座周圈有氮气供应不到的地方)。根据以上几试压,防尘,上枪),从源头上避免氧枪事故。点,有针对性的进行如下改进。323选用适应生产实际的氧枪喷头氧枪喷头就是3.31保持法兰的平衡,在安装氧枪囗时,必须保证氧压力一速度的能量转换器,也就是将高压低速氧气流枪口的平衡度。转化为低压高速的氧射流。由于流股的动能与速度的332适当增加氮气压力。平方成正比,因此超音速氧射流具有很大的动能。由333改变氮封座氮气进气管的方向,即由原来的径此可见合理的喷头结构应使压力能最大限度地转换向进气改为现在的沿氮封座周圈切线方向,且与氮封成速度能,同时喷出的氧流应该满足吹炼的要求。在座上下平面平行。这样使氮气在氮封座里作旋转运工艺操作上的反映是化渣速度快不喷溅,不粘枪,不动,避免氮气供应死区。改造前后进气方式见图2。烧枪,枪位稳定,便于控制。所以选用合理的喷头结构是氧气顶吹转炉炼钢的关键之一。氧枪喷头主要考虑进气口下面几个工艺参数:喷头紫铜含量、马赫数(Ma=va,气体的流速γ与音速a之比)喉口直径、喷头孔数喷头中国煤化工角度。根据以上几个方面,结合生产实际,选用了合理CNMH造后参数的氧枪喷头,其中喷头紫铜含量9985%,喉口直www.chitjm.com技宜改www.tjyjgk.comjyjzz@tjyj.com2①08年第翌期总第4期34下枪孔的改造改造后,滑轮轴中心有润滑孔,这样可以保证滑轮下枪孔与烟道焊接在一起,方便下枪防止冒火。运转过程中的良好润滑,延长滑轮的使用周期,此结构因此下枪孔整天处在高温的环境中,这样时问过长后更换滑轮可以做到方便快捷,更换时只需带上事先装就会出现下枪孔烧漏现象。原设计的下枪孔冷却方式为水冷烧漏后就会出现漏水现象,水流过大后,会流进转炉中与高温钢水汇合发生喷溅或爆炸。因此必须增加下枪孔的冷却效果,使下枪孔不发生烧漏现象。分析传统的下枪孔内部结构:原有下枪孔是整体铸造而成即它是在内管与外管之问形成一个整体的水封,从下枪孔下面进水,上面回水,这样在水流进出的过程当滑轮轴支撑座中,就会出现部分水流进人下枪孔后排不出的现象这样高温水流如果长期聚集在一处,势必会造成下枪孔局部温度过高,导致下枪孔烧漏。对于下枪孔的下部弧图3板来说,因为没有水冷措施,所以烧漏现象更易出现。配好的滑轮系统(滑轮轴承轴端盖锂基脂)和一把针对以上问题,做如下几个方面的改进。扳手,用扳手拧紧螺母即可,整个滑轮更换只需要一两341改变下枪孔内水流走向由原来单一的下进上分钟即可,节省了时间。出改为倒s形,即把原来一个大的水缝改为若干个互36氧气调节阀改造相隔离的水缝,且水缝与水缝之间采取倒s形的进出氧气调节阀安装在顶吹阀门站,它的主要作用是水方式,当水流从进水口进入下枪孔后,经过若千个小调节氧枪氧气流量满足氧枪吹炼要求,随着钢产量的水缝然再通过回水口排出,这样就能强化冷却效果。逐年递增出现氧枪供氧强度不够的问题要从如下两342在下枪孔下部弧板上增加水冷在下枪孔上也个方面人手加上小水箱,且与下枪孔本体共用一个水路,这样既避361增加氧气总管道的供氧压力免了多个进回水口,也对弧板起到了冷却保护作用。362减小氧气在运动过程中的阻力,氧气调节阀是343严格下枪孔制作工艺在制作过程中,强调焊关键。拆开氧气调节阀可以发现氧气调节阀的调节杆接质量,避免在焊接过程中杂物进入水缝内同时,还和坨子还有改造的空间,可以把调节丝杠切短(切去对下枪孔实现了严格的退火工序,消除了焊接应力,防5mm),使调节丝杠的运动上限上提,增加坨子和进气止裂纹的产生。口的距离减小氧气进入时的阻力(氧气流量的调节主35氧枪标尺滑轮要是调节坨子与进气口的距离距离越大,流量越大;氧枪标尺是钢丝绳带动的,而氧枪标尺滑轮就是反之,流量越小,而坨子是由丝杠带动上下运动的);同钢丝绳的运动轨道。氧枪标尺是炼钢操作工人了解氧时,还可以减小坨子的厚度(两个坨子上平面各切除枪运动位移的最直观反映因此,氧枪标尺显示数字不5mm),增加气体运动的空问体积,这样也能减小氧气真实,有可能导致岗位工的误操作如果氧枪下降到转运动阻力。改造之前,氧气流量始终满足不了生产需炉钢水中就会烧枪进而发生爆炸。滑轮常出现卡死问求,而改造以后在氧气调节阀开度只有70%的情况题,即在工作过程中突然不转动这样,时间过长后就下流量就能达到11000mh会导致钢丝绳拉断,使标尺牌下坠。针对此问题,采取37氧枪防坠落装置如下措施。当氧枪在生产过程中突然坠落到钢水时,会因钢3.51增强滑轮的润滑效果,保证滑轮在工作过程中水温度过高烧枪漏水,这样冷水与高温钢水相遇会发有良好的润滑。严格巡、点检制度,缩短了滑轮润滑周生喷溅或爆炸,氧枪防坠落装置能有效地避免这一点。期,并派专人进行定期维护。在设计氧枪防坠落装置时,最重要的是考虑安全52设计新的滑轮安装方式,既能做到滑轮出了问问题中国煤化工即在氧枪小车轨题以后,能安全、快速地更换,又做到出了问题迅速解道最CNMH安装两个座簧。然决,不影响生产。新设计的氧枪标尺滑轮见图3而座LAITA认双少后会失效失去弹性,www.chitjm.comtjyj@tjyj.com4技朮改篮≯www.tjyjgk.cortjyjzz@jyj第期总第侗期氧枪系统的改造与优化这样就起不到保护作用。因此必须设计新的氧枪防坠后与之一起滚动很好地避免了金属软管的摩擦。落装置,既要保证氧枪不坠落,又要使自身运行稳定。4氧枪系统设备改造与优化后的效果防坠落就是限位,即限制氧枪小车运动的最低位置氧枪系统经过改造与优化后整个系统基本上趋保证氧枪下降到最低点时不与转炉中的钢水接触。在于免检状态,既满足了生产,又消除了隐患保障了生设计过程中,考虑最多的应该是防坠落装置抵抗氧枪产安全,还在很大程度上节约了成本,最主要的是产小车瞬时冲击的能力即在氧枪小车从上往下运动到生了巨大的经济效益,减轻了职工劳动强度。整个系最高点后在加速下降的过程突然坠落,冲击防坠落统的改造与优化方法还为以后的高效生产提供了经装置时防坠落装置不产生塑性变形。通过理论计算,验。考虑到生产实际,更改了防坠落装置的结构见如图5结束语同时,在安装过程中还注意了安装质量,增加小车轨51通过调研氧枪系统存在的问题,如:氧枪小车变道和防坠落装置的强度。经使用后效果良好,彻形、升降小车导轮脱落;氧枪枪体粘渣、粘钢和烧枪严底地解除了安全隐患。重、换枪频繁;氮风座与氧枪氮风帽配合不能防止氧枪口冒火;氧枪标尺数字显示不真实;氧气调节阀调氧枪小车轨道节氧枪氧气流量不能满足氧枪吹炼要求;氧枪防坠落汽缸汽缸装置关键部件座簧失效等确定准确,改造方案针对性强防坠落钢环52根据氧枪系统存在的问题和改造方案的确定使友撑底板措施得力解决了氧枪系统系列问题。既消除了设备隐患,保障了安全生产,又满足了生产要求3.8氧枪供氧管供水管防摩装置53细致具体地总结了在日常的炼钢氧枪系统设备氧枪供氧管和供水管直接与氧枪枪体连接,供氧检修、维护及改造和优化后的一些好的做法,特别是管和供水管用的都是金属软管。在氧枪向下运动到低氧枪系统运行工艺技术参数选择制定、氧枪系统部分点时,氧管和水管会与平台摩擦,摩擦次数过多后,金设备的重新设计方案和氧枪系统安全生产,免维护的属软管外表面保护网就会磨破使金属软管抗压强度工作方向都值得我们在今后二炼钢的设备检修和维减小,进而出现氧管和水管崩裂现象,这样氧气泄露,护过程中借鉴。发生燃烧或爆炸。如果缩短金属软管,可以避免它与地面的摩擦,但会产生新的问题,即在氧枪上下运动(收稿2008-3-25责编崔建华)过程中,会因金属软管弯折次数过多而折断,同样也会使氧气和水泄露,因此,必须另辟蹊径。决定在平台作者简介上安装防磨装置,即在平台上氧管和水管能接触的地李文涛,男,2002年7月毕业于湖北襄樊学院,工学学士学方安装滚筒,以小车轨道中心为对称点两边各安装4位。现在天铁集团热轧板有限公司设备检修作业部从事设备的管理个滚筒,在氧管和水管运动到最低点时,和滚筒接触KKal-Do(卡尔多法)在倾斜(于垂直方向转炉中吹炼高磷生铁转炉沿自己的对称轴旋转顶吹氧。冶 KAT-Ca法(日本企业):向碱性盛钢桶金属吹入氩气和粉状含钙物料如CaC2,金行冶KG-L法喷射石灰转炉复合吹炼金属粉状石灰由炉顶氧流射入,从底部吹入A或N以搅拌金业|炼属。缩KMS法转炉冶炼含废钢比例很高的炉料,转炉顶吹氧以及底吹煤、焦粉、碳氢化合物、氧压缩空气分略氨或氮,以及石灰。|Kr装置:向金属吹A设有耐火材料喷嘴喷嘴内部中国煤化工耐火材料做的稿透气砖上,经过透气砖气体进入金属。HCNMHGKIP:日本新日铁公司君津钢厂的喷粉技术。KR:摇包法铁水脱硫技术www.chitjm.comtjyj@jyj.com-4技底改造→—“m0