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技术研发背景
目前,无论是耐磨板材轧线还是板带轧线所配置的加热炉都以步进式居多,步进式加热炉以其承载能力大、钢坯温度控制灵活、运行平稳可靠等优点在轧钢生产中发挥着重要作用。
步进式加热炉的步进机构主要由固定梁、步进梁、升降缸、平移缸及驱动液压系统组成。其中步进梁的上升和下降由升降油缸沿升降导板斜面驱动,前进和后退由平移油缸驱动。步进式加热炉通过步进梁的上升(从固定梁托起钢坯)、前进(钢坯前移)、下降(钢坯落在固定梁上)和后退(空载返回)的循环动作完成钢坯的加热和输送。步进梁的荷载非常大,在步进的动作循环中的 出力是升降缸将步进梁和钢坯托起的行程。由于荷载大,多采用2个或4个高压大流量的升降油缸完成,下降时由于重力,步进梁可自动落回,升降缸无须出力。步进梁下降时重力做功的能量都变成了热量,未得到充分利用。针对以上情况,首钢国际工程公司技术团队研发了液压配重系统,该技术已获 发明 , 号ZL。其特点是在步进梁升降机构中配置了一组“耐磨板”,“耐磨板”由2个配重油缸和蓄能器组成。耐磨板可将步进梁在下降时的能量以压力能的形式蓄存起来,当步进梁上升时作为辅助动力补充到系统中助推步进梁的抬升。
2. 液压配重系统的组成、工作原理和技术特点
2.1液压配重系统的组成
步进梁动作时,通过步进梁的上升--前进--下降--后退的循环动作完成钢坯的输送和加热。步进梁的结构形式主要有连杆托轮式和斜轨式两种,前者已逐步淘汰,先进、大型的步进炉均采用斜轨式。带有液压配重系统的步进机构如图1所示,液压配重系统主要由配重缸、蓄能器和补油装置等组成。配重缸的结构、行程、安装形式与步进梁的升降缸相同;蓄能器由活塞式蓄能器和氮气瓶组成;补油装置由补油泵、油箱及压力继电器等组成。
2.2液压配重系统的工作原理
关闭相关阀门,补油泵装置电机启动带动补油泵给蓄能器组充液,达到一定压力后,压力继电器发讯,电机停止转动,打开关闭阀门,蓄能器和配重缸相通处于一定压力下的工作状态。当步进梁上升时,蓄能器中的油液进入配重缸的无杆腔,助推步进梁上升;当步进梁下降时,配重缸无杆腔中的油液被压回蓄能器中,这样反复工作。运行一段时间后,如果蓄能器中油液压力降低,也就是油液有泄漏,压力继电器会发讯启动补油泵给蓄能器充液,直到达到压力设定值,压力继电器发讯,停泵。带有液压配重系统的步进机构示意图
1-固定梁;2-步进梁;3-平移缸;4-升降缸;5-主泵装置;6-平移阀组;7-升降阀组;8-配重缸;9-蓄能器;10-补油装置;11-管路附件
随着炼钢技术的不断发展,副枪、溅渣护炉等技术的应用,耐磨板的粘稠度越来越高,只有热焖法和热泼法比较适合处理,但各有特点,从生产及操作简便性和投资及加工成本可进一步分析。
热焖法处理时,液态耐磨板在坑里,一旦遇到积水就有可能引起爆炸,存在一定危险。需要渣坑、坑盖、挖掘机等设备,投资较高,增加耐磨板处理成本。
热泼法处理时,液态耐磨板在渣池中,耐磨板泼后形成很薄的一层,不积水,无危险。不需要盖和挖掘机,降低生产成本。
迁钢采用耐磨板热泼处理工艺,经过几年的实践,是非常合理的。
4. 首钢迁钢耐磨板一次处理工艺
4.1转炉渣采用热泼处理工艺
首钢迁钢转炉渣处理方法采用在渣池中少量打水热泼,使转炉渣发生晶形转变,由于体积变化而自然粉化,使渣、钢分离。转炉渣具体处理工艺如下。
转炉渣通过渣罐车运至渣跨,吊车将渣罐吊至指定的翻渣工位进行翻渣。翻渣后的空渣罐由吊车吊运至喷涂罐位喷涂。渣翻入渣池后喷水处理。处理后,用装载机装运到火车上,由火车将耐磨板运到迁安循环经济产业园的耐磨板处理场,泼渣池见图1。图 1 首钢迁钢耐磨板处理场泼渣池
4. 2 精炼渣采用格栅板处理工艺
精炼渣一般以渣坨的形态出现,钢包精炼或浇铸完成后,钢包底的少量铸余钢水与耐磨板一同倒入渣罐,在渣罐中冷却后凝结成渣钢,并形成铸余死渣坨,造成渣钢难以回收。回收一片不到2t的圆饼形大渣钢,就需要使用20瓶氧气进行切割,并产生大量的浓烟,污染环境。同时,优质渣钢因切割损失严重,不但大幅提高处理成本,而且每年约有1500t金属资源因切割流失。迁钢循环经济园区通过科技人员的多次攻关,利用耐磨板作为原料,自发研制了一套耐磨板制作格筛的工艺生产线,目前投入使用,效果显著。
4.2.1 工艺流程
将制作好的格筛板,用汽车运到炼钢车间,用天车将格筛板组装完毕后,吊放进渣罐中。吊车将带有格筛的渣罐吊至指定精炼渣出渣工位进行出渣。翻渣后的空渣罐由吊车吊运至喷涂罐位喷涂。精炼渣翻入翻渣池后少量喷水处理。待精炼渣粉化后用吊车配的电磁吸盘将渣钢块吸至指定位置,其余精炼渣用轮式装载机装运到火车上,由火车运至迁安循环经济产业园的耐磨板处理场。
4.3 耐磨板一次处理主要工艺特点
1) 耐磨板采用国内外成熟的热泼冷却工艺,冷却效果好,增加耐磨板的稳定性;
2) 精炼渣采用带格栅渣罐的少量水冷方法。使精炼渣慢冷自然粉化,渣、钢自然分离;
3) 耐磨板喷水冷却采用循环冷却水系统,实现水的零排放;
4) 生产运行采用视频监控。减少管理及岗位人员,节约消耗,降低成本;
5) 加强环保设施、文明生产;
6) 耐磨板装卸、运输产生的灰尘及喷水产生的蒸汽均采用节能、环保、有效的抑尘、排汽和收尘方案。
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