耐磨堆焊技术在喷煤系统的应用研究

耐磨堆焊技术在喷煤系统的应用研究

发表时间：2019-04-18T15:51:29.627Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：丁乾磊

[导读] 摘要：炼铁喷煤系统设备是炼铁厂完成生产工艺、提高经济技术指标的关键设备，宁钢检修项目部对炼铁厂喷煤系统设备的检修、维护投入了大量的检修人力。

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摘要：炼铁喷煤系统设备是炼铁厂完成生产工艺、提高经济技术指标的关键设备，宁钢检修项目部对炼铁厂喷煤系统设备的检修、维护投入了大量的检修人力。

关键词：设备检修；喷煤系统；堆焊技术；

炼铁喷煤系统是炼铁厂完成生产工艺、提高经济技术指标的关键设备。由于喷煤系统的生产工况的影响，通常检修、维护的劳动量投入大、检修频率高。

1 维修劳动力的投入及存在的问题

1.检修人力的投入。2014年检修项目部投入1个检修班组（共12名检修人员）完成炼铁喷煤系统的日常检修任务。2015年按照集团公司的检修管理思路，炼铁喷煤系统的日常检修任务由外协检修队伍承担，但由于外协检修队伍的结构性特点：检修技能差、检修效率低，造成投入到喷煤系统日常检修人员增加40%左右。另外，设备频繁停机检修制约了设备可开动率的提高，间接影响高炉的生产。

2.目前存在的问题。目前，炼铁喷煤系统由于煤粉冲刷、磨损造成的设备、管路故障率高，造成喷煤系统设备可开动率低、日常检修人力投入巨大、安全隐患突出和间接影响高炉生产等一系列问题，主要表现在以下方面：⑴由于煤粉冲刷、磨损造成设备、管路故障率高，造成检修人力投入巨大，2014年检修项目部投入1个检修班组（共12名检修人员）。⑵设备频繁停机检修，制约了设备可开动率的提高，目前炼铁一喷煤2天停机一次，检修2 h，投入检修人力分别达到：检修项目部12人、外协17人；炼铁二喷煤3天停机检修一次，检修4 h，投入检修人力分别达到：检修项目部10人、宝冶14人。另外检修人力的投入还包括修复备件的修复储备和其它检修任务，整体表现出检修频率高，检修投入大的检修特点。⑶由于管道磨损泄漏，造成管路内氧气含量超标，当煤粉与氧含量混合达到燃烧条件时可能引起火灾等事故。⑷一工序喷煤系统每小时需生产45 h煤粉供高炉使用，而两台磨煤机的生产能力为43 t/h，为确保生产需要，生产方以降低停机时间来补充煤粉的需要，这样，一方面会造成检修组织困难，另一方面由于检修时间短，检修计划量不能在停机期间有效消化，长期对设备的稳定顺行是一种威胁。

3.引进耐磨堆焊技术的意义。⑴检修项目部作为集团公司的检修保产单位，检修保产是检修项目部的第一要务，但作为一个严重缺员和劳动密集型的单位，检修人力不足必将影响检修保产工作的顺利进行。基于喷煤系统检修计划和喷煤系统设备性能的统计、分析，以耐磨堆焊技术为技术支撑，通过新技术的应用和检修计划的合理调配，达到降低日常检修人力，对缓解检修人力不足意义重大。⑵目前，由于煤粉对设备、输送管道的冲刷、磨损，造成设备检修频率高，严重制约了喷煤系统设备作业率的提高，长期对提高高炉各项经济、技术指标是严重的障碍，耐磨堆焊技术的成功应用，对进一步提高高炉各项经济、技术指标有重要意义。⑶管道磨损泄漏，造成管路内氧气含量超标，严重时可能造成爆炸和火灾等事故，耐磨堆焊技术的应用可有效避免管路内氧含量超标的问题。

图1炼铁喷煤系统工艺流程图

2 高炉喷煤系统及主要维修内容

高炉喷煤就是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉、烟煤粉或两者的混合煤粉，以代替部分焦炭提供热量和还原剂。高炉喷煤后，可以扩展风口前的回旋区，缩小呆滞区；可以降低风口前的理论燃烧温度，有利于提高风温使用水平和富氧鼓风；可以改善高炉炉缸的工作状态，有利于高炉的稳定顺行。高炉喷煤工艺流程包括原煤储运系统、制粉系统、煤粉输送系统、喷吹系统、供气系统。工艺流程如图1所示。对2015年一炼铁厂喷煤系统日常检修计划进行统计分析，95%的检修计划集中在制粉系统和煤粉输送系统，其中又有68%的检修计划是在处理煤粉输送过程中煤粉对制粉和煤粉输送系统设备、管路的冲刷、磨损造成的设备故障，对此类设备故障的处理方法通常是简单的补焊。

3 耐磨堆焊技术的应用

1.应用的耐磨关键技术。耐磨堆焊技术是推进喷煤系统检修技术攻关的核心技术。在众多表面强化方法中，表面堆焊是一种较为有效的方法。因碳弧堆焊合金粉块具有母材稀释率低、工作效率高等特点，近年来得到了较多应用。目前主要有Fe-05粉块和WC型合金块，Fe-05粉块属C-Cr-Fe合金系，加入碳化物形成元素和稀土元素，通过在堆焊层中获得一次碳化物+马氏体组织达到强化的目的。WC型合金块，是利用WC的高硬度以达到耐磨的目的，其堆焊层抗冲击能力较差。项目实施中，选择Fe-05粉块，堆焊层硬度大于1 400 HV，力学性能及焊接性能等都很优越。堆焊基体Q235钢板。堆焊的方法及步骤包括：⑴首先对母材进行清理、预热；⑵在母材易磨损部位根据耐磨层厚度均匀摆放碳化钨－高锰钢耐磨合金块；⑶使用直流焊机，焊接电流选择175～180安培对合金块进行熔融堆焊；⑷自然降温。

2.应用的耐磨堆焊技术的现场试验。为保障项目实施的可靠性，组织对该堆焊技术进行了现场实验。2015年10月20日利用一工序2#磨煤机年修，对磨煤机磨盘瓦表面易磨损部位进行了耐磨堆焊处理，2016年2月24日利用2#磨煤机日修对堆焊部位进行了检查，堆焊部位没有明显的磨损痕迹，实验很成功。

3.耐磨关键技术在现场的实施。通过统计2015年一炼铁喷煤系统设备检修计划（不包括磨煤机年修，高炉系统检修期间对应磨煤机的定修），梳理出由于煤粉磨损引起喷煤系统设备检修的计划量，重点对磨煤机静环、磨煤机本体、磨煤机传动箱底部、煤粉出口管道、磨煤机磨辊支架、落煤管、分离器叶片、煤粉输送管道易磨损管段的检修计划进行统计、分析。通过2015年1－10月检修计划的统计，以上设备部件的检修计划量92%以上是由于煤粉磨损引起的，而这些计划量占到喷煤系统设备日常定修、维护计划量的78%以上。2015年10-12月，