实现无料钟炉顶装料的技术改造

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随着高炉向大型化发展，并实行高压操作，旧式炉顶满足不了其发展的需要，导致了无料钟炉顶的发明与发展。在高炉顶部，炉顶装料设备是用来装料入炉并使炉料在炉内合理分布，同时要起到炉顶密封作用的设备。然而，传统炉顶存在着设备复杂、密封性能差和氮气使用量高等缺点；特别是在高炉冶炼过程中会发生布料的偏析及炉料在运动过程中产生破碎等问题。采用无料钟炉顶，能有效解决这些问题。

无料钟炉顶装料技术具有以下优点:（1）布料灵活，可根据需要采用多种布料方法。可以根据炉况需要，把炉料布到指定点。可以直接布到炉子中心，也可按任意半径和角度作往复运动，使炉料布在所要求的一定扇形面上。当炉料产生偏析或局部崩料时就要采用这种扇形布料。由于无料钟炉顶布料灵活合理，因此可以控制多炉区的温度并充分利用煤气。与钟式炉顶相比，它可以提高生产率10%，每吨生铁节约15kg燃料，作业率提高2%左右，炉子寿命可延长2～3年。（2）炉顶布料功能与密封功能分开，采用多层、软质、小面积密封，改善了密封性能，有利于提高炉顶压力。一般钟式炉顶压力仅1.5～1.7kg/cm2，而无料钟炉顶压力一般为2.5kg/cm2，最高可达到3.5kg/cm2。（3）体积小，重量轻，费用省，维修方便。与钟式炉顶比较，无料钟炉顶装置高度可降低1/3。随着高炉容积增大，无料钟炉顶重量的增大远比传统钟式炉顶要小，其建设投资费可降低50%。同时，无料钟炉顶的维修费也仅为钟式炉顶的70%。而且维修无料钟炉顶可在炉外进行，不与煤气接触，工作安全。同时由于设备简化、检修时间也大大缩短。

在以往相当长的时间内，大中型高炉使用的无料钟炉顶设备多由国外知名公司所垄断，其拥有知识产权保护的核心技术价格较昂贵。但是，近几年，我国自主创新研发的高炉无料钟炉顶设备技术获得了突破性的进展，并已在包钢、西钢、韶钢、济钢、珠海粤裕丰钢厂、唐山不锈钢厂、石横特钢等多家钢铁企业得到了推广应用。实际运行表明，我国自行开发的高炉无料钟炉顶设备具有结构简单、功能齐全、能实现各种布料方式、能耗低、运行安全可靠、更换备件方便、利于维护等诸多技术上优势；与国外品牌设备相比，可降低设备的故障停机时间，大大减少氮气用量，不使用进口润滑油，减少运行费用，提高产量，降低焦比，效益颇为明显。

早期无料钟炉顶装置为并罐式，这种装置仍有很多弊端，最主要的是难以避免布料的偏析。为了解决这一问题，从上世纪80年代起，进行了无料钟炉顶由并罐向串罐的发展。串罐无料钟炉顶装置中，布料与高炉中心呈对称状态。生产实践证明，采用单斗式串罐无料钟炉顶，不仅简化了结构，减少了受料斗、料罐、阀门等的数量，而且可以有效地解决布料偏析问题。我国宝钢2号高炉就是采用了具有旋转受料斗的串罐式无料钟炉顶装置，并在受料斗及料罐中设置圆形导料器和“锥形伞”，效果很好。2003年以前，济钢的高炉全都是钟式炉顶高炉，近年来兴建了3座串罐式无料钟炉顶，也取得了明显效果。