王丹
安鋼第二煉軋廠煉鋼主要設備由150t 轉爐、1300t 混鐵爐、鐵水預處理站、LF 精煉爐、VD真空精煉爐、RH爐組成，工程設計以武漢鋼鐵設計院的設計為主，工藝裝備總水平、技術經濟指標等都達到國際先進水平。隨著煉鋼產能的發揮、煉鋼- 連鑄- 軋鋼生產線的匹配，以及公司降本增效的要求，對煉鋼生產的工藝性能及設備運行質量要求也越來越高。因此，有必要針對影響煉鋼生產、降耗的設備進行優化改造。
1 轉爐系統存在的問題及優化改造
1.1轉爐系統存在的問題
150 噸轉爐在投產運行過程中，由于設計等原因，設備上存在諸多影響生產、安全的問題，其中問題主要包括：轉爐旋轉接頭旋轉體設計不合理無法正常使用，爐體護裙板設計不合理易變形易脫落，轉爐爐前擋火門觀察窗傳動設備易損壞，爐體水冷卻系統結構不合理，氧槍刮渣器拉桿易變形影響生產，爐后出鋼擋渣機構無法適應生產等問題。
1.2對轉爐系統存在問題的優化改造
（1）旋轉接頭改造
原旋轉接頭由轉軸體與固定套組成，在兩者之間采用了盤根密封形式，除此之外，沒有專門的轉軸支撐結構，這就要求密封盤根同時還要起支撐作用。由于盤根本身是柔性的，在受力時會產生較大變形，致使接頭轉軸體傾斜，與固定套的結合處漏水嚴重，當傾斜程度過大時，還會出現旋轉接頭卡死事故，嚴重影響了轉爐設備的安全使用性。據國內在用廠家統計，這種接頭的壽命不超過3 個月，設備備件消耗較高。
轉爐旋轉接頭的改造重點在于轉軸體的改造，通過借鑒國內近幾年的新技術，與旋轉接頭制造廠進行充分討論，對旋轉接頭結構形式進行了改造，增加轉軸支撐軸承，并相應提高轉軸摩擦區硬度，改變接頭外接管道形式，以大幅度提高接頭壽命。改造后，轉爐旋轉接頭沒有再更換，也沒有出現任何影響事故，全年可節約接頭三套，價值約120萬元，且隨著生產使用時間的增加，接頭改造在以后三到五年內會產生近480 萬元的凈效益。改造后，旋轉接頭沒有出現故障，與改造前相比，平均每月可節省事故處理時間近6 小時，全年節約72小時。
（2）爐體護裙板改造
原設計轉爐爐體護裙板采用16mm鋼板卷制成型，裙板支撐架采用20# 槽鋼焊接制作，支撐架直接焊接在爐殼箍圈、爐帽冷卻水路間隙上。在轉爐冶煉過程中，裙板表面直接被高溫鋼渣覆蓋，裙板及支撐架因尺寸大、厚度薄，極易受熱翹曲變形，經常出現拉裂焊縫、拉斷連接螺栓，因支撐架焊接在爐帽冷卻水路旁，變形應力將爐帽冷卻水路焊縫拉裂造成漏水，爐帽冷卻水路拉漏后造成轉爐被迫停爐修復，影響轉爐正常生產運行，裙板變形后造成冶煉中的高溫鋼渣覆蓋爐帽，直接威脅轉爐球鉸支撐等裝置。
爐體護裙板改造采用新設計的護裙板及支撐架更換原設計裙板及支撐架，新裙板及支撐架設計上，一方面適當增加了裙板的厚度，改用30mm鋼板卷制，另一方面加長裙板長度，將裙板延伸到爐口法蘭下方，并在安裝時增加壓塊，防止裙板、裙板支撐架上翹變形，裙板支撐架焊接時爐帽冷卻水路部分支撐不焊接，防止拉裂該處水路，另外，在裙板及支撐架上增加固定裙板的連接螺栓數量，防止裙板變形。經過設備改造，明顯減少了轉爐的非正常停機，爐體護裙板維修由原來的每月4 次減少到三月1 次，每次停爐8 小時；每季度節約停爐時間88 小時。
（3）轉爐爐前擋火門觀察窗傳動設備易改造
原設計觀察窗傳動，采用電液推桿立式旋轉傳動，開門方向為垂直轉動，為防止兌鐵或加廢鋼時觀察門被鐵包、廢鋼斗撞壞，每逢兌鐵或加料時，觀察門都必須關閉，在冶煉過程中，為了觀察冶煉進程又需要將觀察門打開。由于電液推桿在工作過程中及觀察門開啟過程中始終受觀察門的下墜力，其活塞桿容易受力彎曲，一旦活塞桿彎曲過于嚴重，電液推桿就只能報廢。根據跟蹤統計，每套電液推桿壽命不超過一周。爐前擋火門由兩片組成，每周都要更換兩套電液推桿，浪費相當嚴重。
爐前擋火門觀察窗傳動設備改造主要是將爐前擋火門觀察窗改為水平側開窗，將原來的電液推桿立式旋轉傳動方式改為水平推拉式；改造前，備好2 個TZ3000- 1500 的電液推桿，6 個φ150 的滾輪及4 根長1500MM的槽鋼。停爐后，將兩扇觀察窗的電液推桿卸下，再將觀察窗卸下，每扇觀察窗上焊接3 個滾輪（上1 下2），用槽鋼做成的導軌焊在爐前擋火門上，將觀察窗安裝在導軌上，觀察窗擋住擋火門的觀察孔處，然后將電液推桿連接在觀察窗上，接上減速機和電機，在試運轉正常后，將維修臺架下移至改造后電液推桿位置，改造完成。經過改造，觀察窗電液推桿再未更換，與改造前相比，每周可節約電液推桿2 支，每支電液推桿1.3萬元，僅此一項，全年可節約成本136 萬元；更節省了電液推桿更換檢修時間，與改造前相比，平均每月節省檢修時間5 小時，全年節約60 小時。
（4）水冷系統改造
原設計爐體水冷管線連接為固定式連接，不能適應轉爐在煉鋼過程中的熱變形及爐體托圈之間的相互移動，容易出現管道漏水現象，且漏水后處理起來難度大、時間長。轉爐水冷卻管路采用的是全部用φ60×4 的無縫鋼管連接，雖然在生產過程中已經考慮到管路承受能力不足，將φ60×4 的鋼管改成φ68×8 的鋼管，大幅增加管路的壁厚，但在設備投入使用后才發現，由于轉爐爐體與托圈之間因受熱形成的變形應力太大，加厚了的鋼管仍然容易出現管道裂紋甚至斷裂的現象，嚴重影響設備作業率。同時，鋼管之間完全采用的是焊接聯接，一旦出現裂紋或斷裂，處理時不易放水，焊縫不好對接，處理時間就會延長，綜合考慮爐體結構及施工條件，轉爐漏水處理難度較大，改造前，水冷卻管道每周至少會出現兩次管路斷裂和漏水事故，每次處理都需要4 小時左右（放水2 小時，處理焊縫1.5 小時，試漏0.5 小時）。
轉爐水冷系統改造主要是將冷卻爐帽的6 根進水管和6 根回水管部分改為金屬軟管連接，同時在轉爐回水側旋轉接頭上增加了DN50 的檢修排水管，以備維修時快速放水使用。改造完成后，轉爐水管未出現事故漏水現象，與改造前相比，平均每月節省檢修時間不少于45 小時，全年節約540 小時。
（5）氧槍刮渣器拉桿改造
原設計氧槍刮渣器連桿為15mm鋼板焊接矩形箱體結構，刀架焊接在拉桿一側，由于空間受限，
采用尾端固定的臂型安裝方式，刮渣器連桿承受向上的力矩。在使用過程中，由于氧槍槍體粘渣較多，且渣中含有鋼液，氧槍刮渣器刮渣時承受非常大的力矩，極易損壞，損壞刮渣器更換空間小更換困難。
刮渣器改造是對原有刮渣器裝置進行優化設計，將固定連接板改為壓蓋式，一方面減少了刮渣器更換時間；另一方面間接保護了氧槍升降小車提升機構，壓蓋螺栓采用較小規格普通螺栓，防止刮渣時氧槍張力傳感器失效，造成氧槍小車斷繩墜落事故；事先設計制作壓蓋式拉桿連接基礎板，將原有拉桿連接板割除，并打磨平整，在原緩沖器底座上割除連接螺栓孔，將新拉桿基礎連接板用螺栓固定緩沖器底座上，安裝拉桿并用螺栓連接壓板固定住拉桿銷軸。刮渣器改造后，由原來一座轉爐一個月更換1 套拉桿達到6 月更換1 套拉桿，年節約10 套拉桿，一年可節約1.2 萬元×三座。3 座轉爐3.6 萬元。刮渣器累計節省時間63 小時。
2 轉爐優化改造后產生的效果
150 噸轉爐設備經過改造后，其改造共計節約生產時間573 小時/ 年，大幅度提高了150 噸轉爐設備的使用率，其經濟效益約385 萬元，大幅減少了備件成本消耗。
150 噸轉爐設備經優化改造后，生產事故大幅度降低，設備事故次數由改造前的月均15 次下降到改造后的月均不足兩次，降幅達87%，停機時間由改造前月均91 小時降到改造后為零（改造后事故少，且處理簡單，都可利用生產間隙完成），職工勞動強度明顯降低。并且由于事故的減少，轉爐鋼水質量明顯上升，煉鋼爐數增加，使得轉爐煉鋼的各項經濟指標和產品質量都得到了提高，達到了改造預期的目的。
通過對安鋼150 噸轉爐設備的改造，轉爐設備配置得到了優化，設備運行達到了設計預想的水平，同時，轉爐本體設備造成的故障熱停時間為零，為150 噸轉爐的達產創效奠定了設備基礎。