轉爐活動煙罩提升系統的優化設計

江志波

（青島特殊鋼鐵有限公司，山東 青島 266400）

1 前言

轉爐活動煙罩的主要作用是通過鏈條升降來控制活動煙罩與爐口間的距離，有效回收轉爐在冶煉過程產生的煤氣和粉塵，減少煙氣外泄而導致的爐前環境惡化，同時避免吸入空氣影響一次除塵的煤氣質量。在吹煉過程中，煙罩下降到下限位進行煤氣回收，在出鋼、倒渣、兌鐵、加廢鋼時活動煙罩升起，不妨礙轉爐傾動。轉爐活動煙罩通過吊掛裝置與傳動升降裝置相連，活動煙罩的自由升降在轉爐冶煉過程及煙氣粉塵回收過程中起到了重至關重要的作用，而活動煙罩的行程順行已成為制約煉鋼生產的又一關鍵原因。為降低活動煙罩提升裝置的故障率，提高提升裝置（鏈條、調節螺栓等）的壽命，確?；顒訜熣痔嵘b置與活動煙罩以及轉爐爐役進行匹配更換，對現場設備活動煙罩升降系統中的薄弱環節進行研究，提出改進方案。

2 活動煙罩提升裝置基本原理

煉鋼廠轉爐活動煙罩提升裝置設計由電機、減速機、傳動軸、卷筒、配重、鋼絲繩、鏈條以及滑輪組等組成，如圖1 所示。電機得電正向轉動，電機輸出軸通過聯軸器傳動至減速機，減速機按照速比調配后經傳動軸傳至兩側的鋼絲繩卷筒，卷筒轉動，鋼絲繩帶動鏈條經定滑輪進行提升，煙罩上升。當煙罩上升至上限位時，電機斷電，活動煙罩停止上升；反之，活動煙罩下降［1］。當活動煙罩制動器故障時，制動器失效，軸端的配重可將活動煙罩拉起，正常進行冶煉、出鋼、倒渣等操作。

圖1 活動煙罩提升裝置

3 活動煙罩提升系統優化及改造效果

3.1 現有結構存在的問題

隨著轉爐量的增加，工藝降本的深挖，轉爐冶煉時工況環境的變化，煙氣量的增加，活動煙罩升降系統出現了幾個較為頻繁的問題：

（1）轉爐活動煙罩無導向裝置，活動煙罩在升降過程中晃動大，因鏈條與鋼結構平臺距離較近，鏈條與鋼結構平臺距離為250～300 mm，升降時晃動量太大，易與鋼結構平臺、大梁鋼結構等進行剮蹭［2］。若鏈條掛住鋼結構，不僅會損傷鏈條，還會造成設備停臺事故。

（2）隨著冶煉強度的增大，冶煉節奏的加快，轉爐活動煙罩吊掛點下側的調節螺栓無檢修時間進行調節及緊固，如圖2所示。該處的調節螺栓在長時間的使用過程中易出現松動，可能會導致活動煙罩傾斜，甚至墜落，最終影響生產的順利進行。

圖2 鏈條調節裝置

冶煉過程中，反應劇烈，火焰較大，長時間烘烤升降鏈條受熱變形，拉長甚至燒斷，如圖3所示，煙罩吊掛點長時間受熱也存在變形跡象。若鏈條出現變形，煙罩傾斜，轉動轉爐時出鋼口護板容易與煙罩碰撞導致煙罩漏水甚至掛斷導致煙罩墜落，存在極大的安全隱患。若鏈條拉斷，煙罩墜落至爐口，無法進行出鋼倒渣，且人員需要登高進行爐蓋吊掛，把爐蓋拉起，造成重大的生產事故，且人員掛吊掛點時存在高溫燙傷、煤氣中毒等安全隱患。

圖3 受熱拉伸鏈條

通過對以上問題分析，嚴重制約著生產的正常順行，煙罩升降系統急需要提高運行的可靠性和使用壽命，降低事故率。

3.2 設計導向管裝置

針對活動煙罩升降過程中晃動大的問題，現已在活動煙罩和17 m大梁之間增加了活動煙罩導向裝置，在活動煙罩上4 個角各焊接1 根Ф89×1 000管道，在17 m 大梁平臺下焊接Ф108×1 000 的管道，利用大管套小管的形式，使活動煙罩在固定的軌跡內升降，減輕活動煙罩的晃動量，避免鏈條剮蹭，使用過程中效果良好［3］。

3.3 優化煙罩連接點

生產節奏緊張且活動煙罩調節螺栓位置空間狹小，煙罩下部調節螺栓無法及時緊。針對此問題，作業區對煙罩吊掛點進行了優化。根據現場使用條件，拆除下端調節螺栓和Ф36 長吊環，加長Ф 26小鏈節，利用U型卡環對鏈條和活動煙罩進行連接固定，并把U 型卡環螺栓焊接，減少易松動的薄弱點。使用爐役過程中，未出現損壞或松動情況，大大減輕了維修人員的工作量，同時保證了生產的順行。

3.4 鏈條改造防護

為防止活動煙罩鏈條或鋼絲繩的斷裂，導致活動煙罩墜至爐體無法第一時間吊起而影響生產，現在活動煙罩鏈條吊掛點外側各增加1條防墜鏈條，防墜鏈條一端固定在平臺鋼結構上，另外一端焊接在活動煙罩吊掛點外側。事故鏈條的最長極限位置在活動煙罩下限位處約300～500 mm，事故鏈條平常處于松弛狀態，若主繩斷裂，事故鏈條拉直，避免煙罩墜落至爐口，同時可以用吊葫蘆把事故鏈條拽起，檢修時間約在5～10 min完成，避免轉爐無法出鋼而影響生產節奏。

為了防止活動煙罩鏈條長時間烘烤出現變形，拉長甚至燒斷現象，現對活動煙罩鏈條進行二層防烘烤防護。首先，煉鋼廠活動煙罩鏈條最大寬度為80 mm，現用Φ108 mm×6 mm 的碳鋼管從中間割開，兩側套在鏈條外側并進行焊接固定，鏈條可在套管內自由活動，完成第一步的隔熱防火防護。其次，制作利用6 mm 鋼板制作焊接方形防護套150 mm×150 mm，包裹方形鏈條及碳鋼管，在方形防護套和碳鋼防護管之間填充耐火噴涂材料，完成最關鍵的隔熱防火防護，如圖4所示?；顒訜熣稚颠^程中鏈條升降，方形防護套和碳鋼套管固定，進行兩層隔熱防護，確保反應過程中的火焰無法傷及鏈條，使用過程中鏈條無變形。改造后，鏈條使用壽命匹配活動煙罩的更換周期，大大降低了事故率，提高了煉鋼的冶煉效率及煤氣的回收，同時降低了維修成本。

圖4 鏈條防護管

經過上述改造，轉爐活動煙罩提升系統鏈條事故次數已由4 次/爐役縮減至1 次爐役。創造的經濟效益：爐役節省備件費用24 000 元；每次鏈條更換需8 人進行6 h 作業，節省檢修時間18 h，節省檢修費用86 400 元；事故期間按照正常生產折算，按照100 t 出鋼量，150 元/t 利潤計算，生產創效約為46.28萬元；副產品煤氣回收創效約7.4萬元。每爐役共計創造經濟效益64.72萬元。

4 結語

通過對活動煙罩升降系統過程中存在的問題點進行分析和設計改造，實現了活動煙罩提升裝置的壽命與爐役周期同步，大大降低了升降系統的事故率，杜絕了活動煙罩掉落至爐體上的情況，大大減少了搶修時間，不僅減輕了職工的勞動強度，同時保障了生產的高效順行，同時還創造較多的經濟效益。