南钢钢120t转炉滑板挡渣方案报告

南钢120T转炉滑板挡渣机构改造
方案研究报告
马鞍山市鑫海耐火材料有限责任公司
2013年5月
1、概述
1.1、项目名称及发生单位
项目名称：南钢120T转炉滑板挡渣改造；
项目发生单位：南钢
1.2、编制原则
1）、充分现场调研并结合实际生产情况和现有场地条件；
2）、设备设计力求可靠、先进、使用操作简单、维修便利、尽量采用成熟可靠的新工艺和新技术；
3）、遵循最新国家有关的设计标准、规范、规程；
4）、改造方案力求简明、实用、可靠、安全、经济，在满足使用功能要求的前提下，尽可能利用原有设备，节约投资；
5）、严格执行国家环境保护法、安全、消防和工业卫生等相关规定，认真贯彻执行国家规定的能源政策，尽可能降低各种原料和动力的消耗。

1.3、主要设计规范、规程
1）、《生产设备安全卫生设计总则》GB5083-1999；
2）、《冶金企业安全卫生设计规定》冶生[1996]204号；
3）、《钢铁工业环境保护设计规范》GB50406-2007；
4）、《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996；
5）、《供配电系统设计规范》GB50052-2009；
6）、《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007；
7）、《低压配电设计规范》GB50054-1995；
8）、《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010；
1.4、研究范围
研究报告的主要内容有：
1）、改造的必要性；
2）、工程设计改造方案；
2、现状及必要性
2.1、现状
目前南钢120T转炉设计的出钢口倾斜角度均为10度，目的是为了转炉出钢时能够将钢水倾倒干净。

由于国产原料中因为硫磷含量较高，导致炼钢过程中渣量较大，很容易粘附在转炉炉口和出钢口上，出钢口虽设有挡渣帽和挡渣塞投放装臵，挡渣过程中仍有部分钢渣漏出，挡渣效果极不稳定，部分钢渣会流入钢包中，漂浮在钢液面上，钢渣层的厚度忽高忽低，尤其在冶炼低磷钢种时，会降低钢种炼成率；同时，由于钢包内的钢渣量大，脱氧剂及顶渣改质剂投入量也需增加；还会造成钢水回磷、钢水夹杂物增多，易引起顶渣结盖现象。

2.2、改造的必要性
转炉滑板挡渣是最近几年发展起来的新技术、新工艺，目前该技术日趋成熟，近几年来国内外有很多钢厂的转炉在出钢口采取滑板挡渣机构。

转炉出钢口增设滑板挡渣后：
1）、进入钢包的渣量将会稳定减少，有利于降低钢包口的结渣量，减少钢包超重情况发生；
2）、减少脱氧剂及顶渣改质剂投入量；
3）、提高品种钢炼成率，减少钢水回磷；
4）、降低钢铁料消耗。

综上所述，对南钢炼钢厂120T转炉实施转炉出钢口增设滑板挡渣改造，不仅减少脱氧剂及顶渣改质剂的投入量，提高品种钢炼成率，降低钢铁料消耗，而且对钢厂今后的降本增效具有显著效果。

因而对南钢炼钢厂120T转炉实施转炉出钢口滑板挡渣改造是十分必要的。

3、改造内容和改造目标
3.1、改造内容
本次改造的主要内容如下：
1）、设计制作出钢口滑板挡渣机构4套。

2）、对转炉出钢口进行改造，重新设计出钢口结构形式以及重新砌筑耐材。

3）、重新设计气、水、液压油多路的旋转接头，共1套。

4）、对耳轴套进行改造，增设两路液压油路孔、一路压缩空气、两路冷却水（或者使用炉口冷却水）。

5）、自滑板挡渣机构在线液压站配管至耳轴旋转接头，再沿托圈配至滑板挡渣的液压缸。

6）、对在线、离线液压站、及安装架进行电气和通讯配线设计。

3.1、改造目标
本项目通过本次改造将达到以下目标：
1）、提高品种钢的炼成率；
2）、降低转炉进入钢包的出渣量，渣层厚度平均40mm，最大值小于50mm；
3）、节省脱氧剂及顶渣改质剂的投入量，节省转炉辅材的使用，节约生产成本；
4）、减少钢包超重情况发生；
5）、改善钢包顶渣结盖现象。

4、改造方案
4.1、主要工艺参数
转炉出钢口角度： 10度
转炉最大出钢量： 120t
4.2、工艺方案
4.2.1、方案确定
值得注意的是，我们现在采用转炉滑板法挡渣技术，均在现有设备上改造，往往受到现有条件的限制，比如出钢口角度，出钢口法兰与水冷托圈距离较小，限制了挡渣闸阀机构的安装空间，根据经验为今后能安全生产，杜绝事故隐患，要求滑动水口挡渣设备最大回转半径与水冷烟罩升至最高位时的最小距离≥200mm，与出钢时钢包距离≥600mm。

为保护机构不被炉口喷渣粘住损坏，建议炉帽安装滑渣保护罩板。

必须将机构封闭在保护板内，不受钢渣困扰。

根据南钢炼钢厂转炉最大出钢吨位为120吨，为此经过选型使用我公司自主开发的ZHDZ-150B-00型转炉滑板挡渣机构。

4.2.2机构主要技术参数
机构形式：整体更换，滑动框滚轮滑条式，竖开门，挂钩压紧式。

机构型号：ZHDZ-150B-00
4.2.2.1 机构主要技术参数：
4.2.2.1.1机构形式：整体更换，滑动框滑条式。

4.2.2.1.2机构型号：ZHDZ-150B-00
4.2.2.1.3机构本体外形尺寸：（长×宽×高）（mm）：1370×854×400
4.2.2.1.4滑板砖外形尺寸：（长×宽×高）（mm）
内滑板砖：600×310×50/75
外滑板砖：600×310×50/75
4.2.2.1.5滑板砖孔径（mm）：Φ140
4.2.2.1.6滑动距（mm）230
4.2.2.1.7弹簧数量（个）：7×2＝14
4.2.2.1.8弹簧形式：圆柱螺旋弹簧
4.2.2.1.9弹簧规格（mm）：Φ63×81（直径Φ13）
4.2.2.1.10弹簧压缩量（mm）：10～12
4.2.2.1.11冷态面压（t）：12.6
4.2.2.1.12驱动方式：液压驱动
4.2.2.1.13机构重量：(kg) 1100
4.2.2.2水冷油缸：
4.2.2.2.1形式：带油缸支座
4.2.2.2.2外形形式：330×330×475mm/Φ245
4.2.2.2.3缸径：Φ125mm
4.2.2.2.4活塞杆径：Φ70mm
4.2.2.2.5行程：230mm
4.2.2.2.6密封件: 进口派克氟橡胶
4.2.2.2.7系统压力：≥20MPa
4.2.2.2.8工作压力：≥18MPa
4.2.2.2.9水冷套压力：≥8Kg/cm2
4.2.2.2.10速度：≤1秒
4.2.2.2.12油漆：高温银粉漆
4.2.2.3 液压缸技术参数
在线离线
4.2.2.3.1形式水冷型普通型
4.2.2.3.2外形尺寸（mm）Φ245×475 Φ152×475 4.2.2.3.3活塞直径（mm）Φ125 Φ125
4.2.2.3.4活塞杆直径（mm）Φ70 Φ70
4.2.2.3.5行程（mm）230 230
4.2.2.3.6密封件进口派克氟橡胶丁氰橡胶
4.2.2.3.7工作压力（MPa）≥18 ≥18 4.2.2.3.8推力（t）22.08 22.08
4.2.2.3.9拉力（t）1
5.15 15.15
4.2.2.3.10进出油口孔径（mm）Φ25 Φ25
2.3.11进出油口螺纹规格（mm）法兰M33×2
4.2.2.4离线三工位机构调试台：
4.2.2.4.1外形尺寸：(mm)(长×宽×高)≈3920×1500×2352
4.2.2.4.2油缸：（YG-（125/70）-230-00）
4.2.2.4.2.1外形形式：(mm) 330×330×475
4.2.2.4.2.2缸径：(mm) Φ125
4.2.2.4.2.3活塞杆径：(mm) Φ70
4.2.2.4.2.4行程：(mm) 230
4.2.2.4.2.5密封件：丁氰橡胶
4.2.2.4.2.6系统压力：（MPa）18
4.2.2.4.2.7工作压力：（MPa）18
4.2.2.4.2.8推力：（t）22.08
4.2.2.4.2.9拉力：（t）1
5.15
4.2.2.5在线液压站（机电一体品）
4.2.2.
5.1外形尺寸：（mm）长×宽×高≈3300×2300×2200
4.2.2.
5.2系统压力：(MPa) 20
4.2.2.
5.3工作压力：(MPa) 18
4.2.2.
5.4液压介质：脂肪酸酯
4.2.2.
5.5油箱容积：1000L
4.2.2.
5.6冷却水：≥6m3/h
4.2.2.
5.7泵压力(MPa)：31.5
4.2.2.
5.8泵流量：≥180l/min
4.2.2.
5.9泵数量(台)：一用一备共两台
4.2.2.
5.10电机（台）：22KW×2
4.2.2.
5.11蓄能器
4.2.2.
5.11.1型号：NXQA-L40/31.5-Y-L
4.2.2.
5.11.2数量(只)： 4
4.2.2.
5.12速度（炉后出钢侧）：自动或电动为≤1秒，手操器电缆线长度为20米
4.2.2.
5.19速度（炉前机构更换）：手操器为4秒,手操器电缆线长度为40米
4.2.2.6在线液压站电器控制及电控柜
在线液压站电气控制配臵一台电控柜，安装在电气室内；另配臵一台现场操作箱（炉后控制室内）和一只手操器（炉前更换机构时用）。

4.2.2.7现场操作箱：
1)功能:现场操作箱上分别设有1#、2#、工作油泵‚起动‛、‚停止‛按钮，滑板‚自动/机旁手动‛操作方式选择开关，滑板‚打开‛、‚关闭‛按钮，现场紧停按钮（蘑菇按钮）。

操作箱设有液压站过滤器堵塞、液位、压力和温度等状态报警信号灯和蜂鸣器。

4.2.2.8现场手操器
1）功能：
手动操作盒设有油泵‚起动‛、‚停止‛按钮，滑板‚打开‛、‚关闭‛按钮。

2）结构：手操器为金属结构、防护等级IP55。

手操器移动电缆长度炉后为20米，炉前为40米。

3）手操器颜色：浅灰色（或成品原有色）
4.2.3具体改造说明
下图为南钢炼钢厂提供数据，做出的关系图。

现对方案改造进行说明。

1）、马鞍山鑫海耐火材料有限责任公司提供出钢口滑板挡渣机构4套，为满足现场的空间条件，该机构应垂直安装在出钢口法兰上，出钢口法兰在原有基础上向加长平移300mm。

从上图我们可以看出，最大回转半径为R5937mm，安装机构和保护罩后的回转半径为R5637，距离300mm,完全满足要求。

下图为90度出钢时与钢包距离的关系图。

由上图可以看出，此时出钢时距离钢包1870mm，此距离完全满足下渣检测的需要（≥600mm）
2）、由于出钢口新增加了液压缸，因而需要重新设计气、水、液压。

五路管子分别是水冷油缸用进出油管2路；进出水冷水管2路（如使用炉口冷却水，可不用从耳轴进水管）；机构弹簧冷却气管1路放空。

五路管子中，油管为φ34×5，1Cr18Ni9Ti不锈钢无缝钢管，其他三路管子均为,φ34×3.5,1Cr18Ni9Ti不锈钢无缝钢管，进出油管在炉壁上必须外包水冷管，即进出油缸油管是包在油缸冷却水中，炉壁上水冷管为φ76无缝钢管。

对耳轴非传动侧旋转接头进行改造，由于重新设计安装新的选装接头，耳轴内管路亦需进行改造。

滑板挡渣机构的液压源由马鞍山鑫海耐火材料有限责任公司提供在线液压
站，因此需要进行液压配管，即由液压站配管至耳轴旋转接头，再配
至滑板挡渣机构的液压缸。

介质的引入，就是重新设计尾部旋转接头，其中两路为高压油路，在现有旋转接头尾部增加一段新的旋转接头，两路为高压油路，另外一路为机构风冷用，沿耳轴穿出，穿出后，沿托圈铺设，由于穿出后的管路处于高温环境中，因此要外包水管，外包水管的冷却水由炉口冷却水引下，后回炉口回水。

3）挡渣机构为使安装时间尽量短而不影响冶炼工艺，所以采用的是离线整体更换方式，因此在转炉平台需布臵三工位维修区(‘三工位维修区’)，维修区包含三工位维修架，定柱悬臂吊，离线液压站。

‘三工位维修区’
维修区所需能源介质
电:
频率：50Hz电压AC 380/220V ,所需功率：离线液压站7.5KW×2,悬臂吊3KW,照明2KW
压缩空气：压力0.8Mpa，流量：4立方/分钟
4）挡渣机构在维护安装结束后放臵于存放架上，在转运至炉前时用叉车将转运架和机构一起运送至炉前，转运架见（‘转运架’）
‘转运架’
5）机构在运至炉前后，利用机构更换架将机构更换（‘安装架’,操作见(‘炉前安装示意图’)更换机构是利用风动扳手将四只螺栓松开，取下机构后，将新机构安放在定位桩上，用风动扳手将四只螺栓锁紧，即完成快速更换。

炉前能源介质：
电:
频率：50Hz电压AC 380/220V ,所需功率：电动葫芦3KW,照明2KW 压缩空气：压力0.8Mpa，流量：2立方/分钟
‘炉前安装示意图’
6）出钢口法兰改造后，安装转炉挡渣机构，出钢口耐材需重新设计，改造后出钢口外径为280mm，因此出钢口座砖内径需更改为360mm。

8）其余辅助和成套设备，由我公司生产制造。

4.2.4
4.2.4.1在线液压站
外形尺寸3400（长）×2500（宽）×2500（高），买方需选合适位臵安放在线液压站，要求防尘通风避开高温区。

买方负责在线液压站所需各种能源介质引至在线液压站安放区。

买方负责将红外下渣检测信号引至在线液压站主电控柜端子处。

在线液压能源介质参数
电源：AC380 50Hz 装机容量≥80KW
冷却水：压力0.3 Mpa 水温≤35度流量6m³/h 接口1寸
4.2.4.2维修区
买方负责在转炉平台选出维修区，维修区空间要求6000（长）×5000（宽）×4500（高），买方负责将各种能源介质引至维修区，以及悬臂吊地基的建设。

维修区能源介质参数
电源：AC380 50Hz 装机容量≥15KW
AC220 50Hz 装机容量≥10KW
两路压缩空气：压力0.6 Mpa 流量2 m³/min(单路) 接口通径15mm
4.2.4.3炉前更换区
买方负责将能源介质引至炉前更换区
炉前更换区能源介质参数
电源：AC380 50Hz 装机容量≥5KW
AC220 50Hz 装机容量≥5KW
两路压缩空气：压力0.6 Mpa 流量2 m³/min(单路) 接口通径15mm
4.2.4.4底吹旋转接头区
买方负责将一路压缩空气引至底吹旋转接头区
一路压缩空气：压力0.6 Mpa 流量120 m³/h 接口33×4.5mm
4.2.4.5在线液压缸冷却水
买方需从炉帽引冷却水至水冷油缸
冷却水：压力0.3 Mpa 水温≤35度流量10m³/h 管径33×4
4.2.5、电气部分
1）、供配电电压及频率：
供配电频率：50Hz
低压电压AC 380/220V
控制电压AC 220V、DC 24V
2）、电气方案
a)、供配电
210转炉厂滑板挡渣机构改造项目控制系统控制箱分布在改造设备旁，该控制箱采用AC 380V单回路供电，电源引自厂房内的各工位附近。

b)、控制过程和通讯
当观察到转炉出钢口将要出渣时，红外下渣检测给在线液压站信号，则操作滑板挡渣机构液压缸动作，使滑板运动到出钢口位臵，封住出钢口防止钢渣倒进钢包中。

激光测渣信号与滑板挡渣机构状态信号需要有通讯关系。

c)、电缆敷设
控制箱供电的进线电缆考虑现场实际由各个工位引至控制箱端子上。

d)、接地
本工程接地系统采用联合接地方式，与区域厂房中已建设备一致。

本工程接地干线与区域中原有接地干线连接，连接点不少于两处，连接后接地电阻不大于1欧姆。

e)、电缆的防火
电力电缆按短路电流校验其热稳定并设保护装臵。

各落地安装的箱和电缆进出口及孔洞等处设防火隔断及封堵
孔洞，以防止小动物的进入和火灾蔓延。

f)、主要设备
控制箱1台
手动操作箱1台
5、节能
5.1采用的有关标准和规定
《中国节能技术政策大纲》，2006年；
6、环境保护
6.1、遵循的环境保护标准
本项目主要遵循以下有关规定、规范和规程：
《建设项目环境保护设计规定》，（87）国环字第002号；
《钢铁工业环境保护设计规范》，GB50406-2007；
《中华人民共和国环境保护法》，1989.12.26。

6.2、污染源控制方案
本项目是在原厂房内进行的改造项目，项目中的设备均采用符合环境保护要求的设备，使用的材料均为符合国家规定的卫生、环保要求的材料。

7、安全和工业卫生
7.1、遵循的安全和工业卫生标准
本项目主要遵循以下有关规定、规范和规程：
《生产设备安全卫生设计总则》，GB5083-1999；
《冶金企业安全卫生设计规定》，冶生[1996]204号；
《工业企业设计卫生标准》，GBZ1-2002；
7.2、安全技术、工业卫生内容及措施
在本项目设计中充分贯彻国家‚安全第一、预防为主‛的方针，严格执行国家冶金劳动卫生行业的有关标准、规范和规定，采取防火、防爆、防机械伤害、防雷、防毒、防热辐射、防噪声等一系列劳动安全卫生的防范措施，在严格执行操作规程并正常生产条件下，可以保障生产安全和工人的身体健康。

8、消防
8.1、遵循的消防设计标准
本项目主要遵循以下有关规定、规范和规程：
《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》，GB50058-1992；
《建筑设计防火规范》，GB50016-2006。

8.2、消防内容及措施
本项目中新增的设备涵盖在原防火区域内，现有的消防设施能满足消防规范的要求。

本项目不改变原有消防要求和措施，电缆采用阻燃性并按规定对穿越孔洞、楼板的电缆进行防火封堵和涂刷防火涂料；另外，所有新增电气设备的金属外壳和金属管线均应可靠接地，就近接入原接地系统，接地电阻不大于1Ω。

9.供货范围及设计、设备分交表
本次内容为壹台120t转炉出钢口滑板挡渣滑板装臵的设计制造供货。

分交表
序号名称品牌/供货商单位
数
量
基
本
数
据
基
本
设
计
详
细
设
计
安
装
调
试
供
货
备注
一在线设备
1 出钢口基准板连接法
兰
件 2 B S S B,S B,S S
2 基准板部件套 2 S S S B,S B,S S
3 连接板部件套 2 S S S B,S B,S S
4 滑板挡渣机构套 4 S S S B,S B,S S
5 水冷液压缸组件套 3 S S S B,S B,S S
6 液压站套 1 S S S B,S B,S S
7 旋转接头套 1 B S S B,S B,S S 二离线设备套/台 1 S S S B,S B,S S
8 机构调试架套 1 S S S B,S B,S S
9 液压站台 1 S S S B,S B,S S
10 机构运输存放架台 3 S S S B,S B,S S
11 带电动葫芦机构更换
架（含手拉葫芦一套）
台 1 S S S B,S B,S S
三其它设备（含专用工
具）
S S S B,S B,S S
12 检测平台件 1 S S S B,S B,S S
13 风动工具套 3 S S S B,S B,S S
14 安装工具套 1 S S S B,S B,S S
15 机构吊具台 2 S S S B,S B,S S
16 出钢口安装工具套 4 S S S B,S B,S S
17 弹簧检测仪台 1 S S S B,S S S
18 机构保护罩件 1 S S S BS S S
19 全部管路套 1 S S S B,S S S 四买方自购自建部分
20 5吨叉车辆 1 B B B B B B 五耐火材料S S S S B,S S
21 出钢口砖总成支S S S S B,S S 生产周期一个月
22 内水口砖块S S S S B,S S 生产周期一个月
23 内滑板砖块S S S S B,S S 生产周期一个月
24 外滑板砖块120 S S S S B,S S 生产周期一个月
25 外水口砖块120 S S S S B,S S 生产周期一个月
26 微膨胀火泥吨0.4
吨
S S S S B,S S
27 内水口砖火泥防黏结
涂料
kg
40k
g
S S S S B,S S
注明：S=卖方B=买方。