高炉炼铁工艺分析及其设备维护探讨

    张小龙+吴楠

    摘要：在经济快速发展的今天，钢铁材料需求量逐年上升，为了保证钢材的供给需求，要求炼铁厂采取规范的生产流程并做好炼铁设备的维护。本文主要对当前炼铁厂高炉炼铁工艺进行简要分析，并指出炼铁设备的具体维护方法。

    关键词：高炉炼铁；工艺流程；设备维护

    引言：工业革命后，以机器为生产方式逐渐取代传统手工作业方式，当前，随着机械自动化水平的不断提升，机械制造行业对钢铁的需求量在不断提升，此外汽车、轮船、高层建筑等行业的快速发展进一步提升钢铁需求量的提升。作为钢铁生产的关键过程，炼铁工艺以及炼铁设备维护有着非常重要地位及价值。

    1.高炉炼铁工艺流程分析

    高炉炼铁是钢铁生产的基本工艺，融合多种技术与设备，包括上料系统、供料系统、装料系统、送风系统等设备，通过各设备的连接，使钢铁生产连续化。

    1.1 高炉本体。钢铁生产中，高炉是炼铁的主要设备，由耐火材料砌筑而成，形状为圆筒形炉体，与炉基、炉壳、炉衬等设备相连，炉基使用的是钢筋混凝土以及耐热混凝土，炉衬则使用耐火材料，其它设备则由金属构件组成[1]。

    1.2 供料系统。该系统的功能主要是保证原料送入装料系统的准确、连续、均匀，以为高炉提供原料需求，系统主要由储框槽、给料机以及振动筛等构成。

    1.3 上料系统。上料系统与供料系统中的料仓相连，通过对原料、燃料进行筛分，将原料输入到相连的装料系统中，因此该系统主要有运料车、卷扬机、斜桥等设备组成。

    1.4 装料系统。装料系统的作用是将原料、燃料以及熔剂等投入到高炉中，根据炉顶的不同，装料设备也有较大的差异，其中对钟式炉顶进行装料的系统主要由受料漏斗、料钟、料斗等组成，而无料钟炉顶则主要由料罐、密封阀、溜槽等设备构成。

    1.5 送风系统。送风系统为高炉提供连续的风力，使热力能够一直保持较高的状态，送风系统主要由鼓风机、热风炉、管道等设备组成。

    1.6 煤气净化系统。煤气净化系统的作用是对生产过程中产生的煤气进行回收，达到降低生产车间煤气含量以及实现废料再生利用的目的[2]。净化系统由重力除尘器、脱水器以及洗涤塔等设备构成。

    2.高炉炼铁设备维护策略

    高炉炼铁作为钢铁生产的技术，系统各设备的组成以及管理对炼铁质量的提升有重要意义，因此要想保证钢铁材料产量，应明确产量与设备维护之间的管理，只有保证设备时刻处于高性能的运行状态下，才能使钢铁的产量不断提升。在钢铁生产中，炼铁设备的性能与设备使用时间反比，在设备生产后期，可能发生不可预料的问题，为了防止设备后续性能下降问题的发生，需要相关人员做好炼铁设备的日常维护工作，以提高设备的使用性能，使设备的寿命延长，进而推动钢铁行业的安全生产与行业的正常发展。在设备维护工作中，要始终树立维护先于维修的理念，只有做好设备生产过程中的维护工作，才能降低设备故障发生的可能。具体实施上，应做好以下几方面的工作。

    2.1 重视送风系统的维护。在高炉炼铁过程中，送风系统的正常运行是炼铁顺利进行的保证，所选的风口面积应满足风速与动能的相关需求，以具体数据为参考，如果圆筒高炉的直径大小为11.5m，容积为2500m3，为了保证钢铁的顺利生产，要求送风系统平均每秒的风速在160- 250m区间范围内，并且，鼓风机的动能应在70kj- 100kj的单位范围内；并且为了保证高炉炼铁设备在富氧状态下钢铁生产的顺利进行，要求送风系统合理调整送风量，所以维护人员应根据鼓风机动能与实际生产风速的情况，对风速减小以及动能下降的情况进行检查，找出相应的问题，从而保证送风机的正常运作以及高炉炼铁的顺利进行。

    2.2 高炉炉体的维护。高炉炉体使用寿命直接影响到炼铁效益的提升，因此在炼铁生产中，需要采取相应的维护措施[3]。具体实施上，首先可以建立完善的监控系统，监控系统应在高炉设计时就进行完善，监控的内容主要包括对高炉生产过程各个部位的温度监测以及炉体侵蚀程度的监测。现代高炉炉体监测装置通常有300多个，这些监控装置能够与计算机相连，能够实现炉体的远程控制。其次，要保证高炉生产过程中煤气流的均匀分布。在炼铁过程中，要维持合理的高温煤气流分布，避免并控制煤气流不稳性或者出现边缘煤气流对高炉使用寿命的影响。一般合理的煤气流应是中间向四周发散的形式，这样能够保证炉体各个部位受热均匀，提高煤气的利用率，并且对炉墙也有很好的保护作用，使炉墙不会出现严重腐蚀的情况。最后，要加强高炉炉底的冷却控制，虽然说高炉炉体有很高的耐热性能，但是如果长期处于高温下，也会导致炉体的腐蚀，因此应对炉底进行冷却，风冷炉底温度一般应控制在250℃～280℃的范围，而水冷炉底温度则一般控制在100℃以下，自然冷却的温度在400℃以下。高炉炉体各设备所使用的材料不同，因此各个部件的热流强度也有较大的差異，所以必须使用现代化的监控装置，避免热流强度超过临界位置出现部件烧穿的可能。

    2.3 装料系统的维护。装料系统是原料送入高炉的重要设备，因此要做好装料系统的维护工作。装料系统日常维护工作的重点在于批矿大小问题的解决，现有技术支撑条件下，高炉炼铁最合理的装料计量包含两种类型，使用公式法进行计量，比如对于2500m3的高炉而言，其单位矿批应为65t。

    结语：高炉炼铁工艺与钢铁产量以及钢铁质量有很大的联系，因此要求相关生产行业做好设备的维护工作，进行科学的养护，可以通过加入现代化维护的理念与监控设备，使得维护工作人员能够第一时间发现设备故障，并进行及时、合理的维修，从而保证钢铁生产的顺利进行。此外，对相应维护人员素质能力的培养设备维护工作的重点，这位高炉炼铁设备维护质量的提升提供巨大帮助。

    参考文献

    [1]徐少兵，许海法.熔融还原炼铁技术发展情况和未来的思考[J].中国冶金，2016（10）：33-39.

    [2]张福明.面向未来的低碳绿色高炉炼铁技术发展方向[J].炼铁，2016（01）：1-6.