中冶宝钢技术开创COREX炉检修技术

为国内普遍推广绿色环保炼铁技术创造条件

□ 晁国荣

　　具有环保、节能和资源循环利用等多重优势的COREX炼铁工艺，被世界公认为发展“绿色钢铁”的主要方向。然而为什么这种崭新的生产工艺只有少数国家和钢厂进入工业化生产阶段？这是因为COREX生产工艺包括设备检修工艺，亟待进一步完善和提高。宝钢股份中厚板分公司的C3000型COREX炉，被称为“世界最大的绿色环保炼铁炉”。为了不断完善提高其生产工艺、操作技能和设备检修水平，中冶宝钢技术第四检修分公司员工和宝钢股份中厚板分公司员工一起，作出了艰苦卓越的尝试。
　　去年7月起，中冶宝钢技术四检公司针对宝钢COREX炉设备检修难题，成立了气化炉氧气风口更换、竖炉清空、冷却壁系统更换、热旋风除尘清灰等科技攻关小组，制订出一整套COREX炉的设备检修方案，并在设备检修中逐步付之实施。
COREX炉使用冷态纯氧助燃，纯氧通过氧气风口进入炉内，因此共设计了28个氧气风口，沿气化炉炉体圆周均匀分布。风口由铜铸造成，在生产时靠冷却循环水保证在超高温环境下正常工作。由于炼铁过程中经常发生高温铁水滴落到铸铜风口上，导致风口烧嘴和风套被烧穿，因此要及时对氧气风口进行检查更换。
　　2007年11月16日，中冶宝钢技术第一次对COREX炉氧气风口进行休风更换检修，一共更换11个风口，更换后进行检测时，发现有5个风口泄漏。造成泄漏的原因主要有两个：一是COREX炉用冷态纯氧助燃，炉压比高炉高一倍，风口更按安装时稍有间隙就会泄漏；二是风口更换安装是在奥钢联专家指导下采用与南非一样的悠锤撞击法，但因宝钢风口结构比南非大一倍，此法不宜掌握。风口泄漏易引起爆炸，重新拆装风口，还要进行打压、检漏、卸压过程，至少需要5至6个小时，势必延长休风停产时间。
　　在COREX炉第二次氧化风口更换检修中，风口泄漏率达50%。如何破解氧气风口更换难题？奥钢联指导专家也毫无办法。
　　全国“五一”劳动奖章获得者、承担检修重任的中冶宝钢技术四检检修专家张建军，从事宝钢四座特大型高炉设备检修已有20多年，有多项发明创造。他结合现场安装实际，朝思暮想，经过一个多月的攻关研究，终于研制出装有液压顶和剂量表的专用设备——风口更换防泄漏顶压装置，用于2008年1月28日浦钢COREX炉定修第三次风口更换，经检测更换的5个风口一个不漏，一次更换检修成功送风恢复生产；在2月28日的第四次风口更换中再次获得成功。四检公司总工程师为该装置设计出样图，请设备制造厂制造了2套顶压装置，专门用于风口更换安装，此难题一劳永逸地得到了解决。该装置正在报批国家专利。奥钢联专家对这种装置爱不释手，直夸：“OK！”
　　COREX还原竖炉在生产过程中料仓易形成结块，结块沿分料仓隔墙向上蔓延会形成连环结料，严重时会堵塞围管通风孔，使炉况恶化需要半年进行一次竖炉清空。竖炉清空是COREX炉设备检修中检修工艺环节最为复杂、施工安全风险最大、检修作业最为艰苦的一项工程。哪个环节考虑不周，都有可能发生重大安全事故，因此竖炉清空作业区被称为“雷爆区”。
　　竖炉清空分机械清空和人工清空两个阶段。竖炉休风停产以后，在摄氏700度左右的高温状态下即用遥控工程机械拆包机和扒渣机进行炉内机械打凿和扒渣清理。机械清空作业48小时以后，炉温冷却到摄取氏80度以下，作业人员穿着防高温辐射的铝铂防护服轮番进入炉内进行人工清渣。竖炉清空工作难度很大，一是炉内的高温、粉尘和有毒气体，对安全防护工作要求高；二是竖炉上下人孔不能同时打开，稍有疏忽炉内空气对流易造成煤气爆炸；三是机械清空不可能将炉内所有悬料清除掉，若高温悬料坍落易造成事故。中冶宝钢技术承担的竖炉清空主要任务有：围管通风孔的清理；还原竖炉的清理；竖炉内80个围管通风孔的清理；4条粉尘返吹线疏通；发生煤气管道疏通。
　　2008年3月26日，进行第一次竖炉清空施工。四检公司制订了详尽的竖炉清空方案，三易其稿，并根据实际情况制作了清空作业的工器具。由于方案考虑周全，准备充分，第一次竖炉清空总体进展还算顺利，历时180个小时。
2008年7月7日，进行第二次竖炉清空。在第一次清空完成后，四检公司在清空作业程序、工器具使用状况和防护用品的安全性等方面进行了全面的总结、改进和完善。他们对清空作业程序作了全面优化，如对8个螺旋孔海绵铁和积料清理时，由按顺序清料改为间隙清料，优化了作业程序，大大缩短了清料作业时间。对工器具在第一次清空作业中的缺陷，进行一一改造：对长方形的积料斗衔接接口加以改进，防止红态海绵铁漏料烧损底下电缆设备；将下料斗从原设计布置在平台上改为平台上方，使铲车铲积料时不再撒落在平台上，影响车辆和人员通过；将用于清料的打击杆从原设计的1.2米修改为2.5米到4米的不同长度，以适用于炉围周和炉子中间的积料清除。对防护用品的选购更加安全可靠，如选购可以隔热的背带式空气呼吸器、可以充电的手提式强光灯、完全隔热的连体式铝铂防护服。第二次竖炉清空比计划工期提前10个小时。
之后，四检对前两次清空作业进行了总结，又编制了新的清空作业方案。他们还着手开发采用遥控工程机械进行竖炉清空作业的研究，从根本上杜绝重大事故的发生。
　　实践出真知。具有创新精神和聪明才智的中冶宝钢技术四检员工一定能够开创COREX炉一整套成熟的设备检修工艺，为这项绿色环保的炼铁技术在国内普遍推广应用作出贡献。　（作者单位：中冶宝钢技术）

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