王丹
安钢第二炼轧厂炼钢主要设备由150t 转炉、1300t 混铁炉、铁水预处理站、LF 精炼炉、VD真空精炼炉、RH炉组成，工程设计以武汉钢铁设计院的设计为主，工艺装备总水平、技术经济指标等都达到国际先进水平。随着炼钢产能的发挥、炼钢- 连铸- 轧钢生产线的匹配，以及公司降本增效的要求，对炼钢生产的工艺性能及设备运行质量要求也越来越高。因此，有必要针对影响炼钢生产、降耗的设备进行优化改造。
1 转炉系统存在的问题及优化改造
1.1转炉系统存在的问题
150 吨转炉在投产运行过程中，由于设计等原因，设备上存在诸多影响生产、安全的问题，其中问题主要包括：转炉旋转接头旋转体设计不合理无法正常使用，炉体护裙板设计不合理易变形易脱落，转炉炉前挡火门观察窗传动设备易损坏，炉体水冷却系统结构不合理，氧枪刮渣器拉杆易变形影响生产，炉后出钢挡渣机构无法适应生产等问题。
1.2对转炉系统存在问题的优化改造
（1）旋转接头改造
原旋转接头由转轴体与固定套组成，在两者之间采用了盘根密封形式，除此之外，没有专门的转轴支撑结构，这就要求密封盘根同时还要起支撑作用。由于盘根本身是柔性的，在受力时会产生较大变形，致使接头转轴体倾斜，与固定套的结合处漏水严重，当倾斜程度过大时，还会出现旋转接头卡死事故，严重影响了转炉设备的安全使用性。据国内在用厂家统计，这种接头的寿命不超过3 个月，设备备件消耗较高。
转炉旋转接头的改造重点在于转轴体的改造，通过借鉴国内近几年的新技术，与旋转接头制造厂进行充分讨论，对旋转接头结构形式进行了改造，增加转轴支撑轴承，并相应提高转轴摩擦区硬度，改变接头外接管道形式，以大幅度提高接头寿命。改造后，转炉旋转接头没有再更换，也没有出现任何影响事故，全年可节约接头三套，价值约120万元，且随着生产使用时间的增加，接头改造在以后三到五年内会产生近480 万元的净效益。改造后，旋转接头没有出现故障，与改造前相比，平均每月可节省事故处理时间近6 小时，全年节约72小时。
（2）炉体护裙板改造
原设计转炉炉体护裙板采用16mm钢板卷制成型，裙板支撑架采用20# 槽钢焊接制作，支撑架直接焊接在炉壳箍圈、炉帽冷却水路间隙上。在转炉冶炼过程中，裙板表面直接被高温钢渣覆盖，裙板及支撑架因尺寸大、厚度薄，极易受热翘曲变形，经常出现拉裂焊缝、拉断连接螺栓，因支撑架焊接在炉帽冷却水路旁，变形应力将炉帽冷却水路焊缝拉裂造成漏水，炉帽冷却水路拉漏后造成转炉被迫停炉修复，影响转炉正常生产运行，裙板变形后造成冶炼中的高温钢渣覆盖炉帽，直接威胁转炉球铰支撑等装置。
炉体护裙板改造采用新设计的护裙板及支撑架更换原设计裙板及支撑架，新裙板及支撑架设计上，一方面适当增加了裙板的厚度，改用30mm钢板卷制，另一方面加长裙板长度，将裙板延伸到炉口法兰下方，并在安装时增加压块，防止裙板、裙板支撑架上翘变形，裙板支撑架焊接时炉帽冷却水路部分支撑不焊接，防止拉裂该处水路，另外，在裙板及支撑架上增加固定裙板的连接螺栓数量，防止裙板变形。经过设备改造，明显减少了转炉的非正常停机，炉体护裙板维修由原来的每月4 次减少到三月1 次，每次停炉8 小时；每季度节约停炉时间88 小时。
（3）转炉炉前挡火门观察窗传动设备易改造
原设计观察窗传动，采用电液推杆立式旋转传动，开门方向为垂直转动，为防止兑铁或加废钢时观察门被铁包、废钢斗撞坏，每逢兑铁或加料时，观察门都必须关闭，在冶炼过程中，为了观察冶炼进程又需要将观察门打开。由于电液推杆在工作过程中及观察门开启过程中始终受观察门的下坠力，其活塞杆容易受力弯曲，一旦活塞杆弯曲过于严重，电液推杆就只能报废。根据跟踪统计，每套电液推杆寿命不超过一周。炉前挡火门由两片组成，每周都要更换两套电液推杆，浪费相当严重。
炉前挡火门观察窗传动设备改造主要是将炉前挡火门观察窗改为水平侧开窗，将原来的电液推杆立式旋转传动方式改为水平推拉式；改造前，备好2 个TZ3000- 1500 的电液推杆，6 个φ150 的滚轮及4 根长1500MM的槽钢。停炉后，将两扇观察窗的电液推杆卸下，再将观察窗卸下，每扇观察窗上焊接3 个滚轮（上1 下2），用槽钢做成的导轨焊在炉前挡火门上，将观察窗安装在导轨上，观察窗挡住挡火门的观察孔处，然后将电液推杆连接在观察窗上，接上减速机和电机，在试运转正常后，将维修台架下移至改造后电液推杆位置，改造完成。经过改造，观察窗电液推杆再未更换，与改造前相比，每周可节约电液推杆2 支，每支电液推杆1.3万元，仅此一项，全年可节约成本136 万元；更节省了电液推杆更换检修时间，与改造前相比，平均每月节省检修时间5 小时，全年节约60 小时。
（4）水冷系统改造
原设计炉体水冷管线连接为固定式连接，不能适应转炉在炼钢过程中的热变形及炉体托圈之间的相互移动，容易出现管道漏水现象，且漏水后处理起来难度大、时间长。转炉水冷却管路采用的是全部用φ60×4 的无缝钢管连接，虽然在生产过程中已经考虑到管路承受能力不足，将φ60×4 的钢管改成φ68×8 的钢管，大幅增加管路的壁厚，但在设备投入使用后才发现，由于转炉炉体与托圈之间因受热形成的变形应力太大，加厚了的钢管仍然容易出现管道裂纹甚至断裂的现象，严重影响设备作业率。同时，钢管之间完全采用的是焊接联接，一旦出现裂纹或断裂，处理时不易放水，焊缝不好对接，处理时间就会延长，综合考虑炉体结构及施工条件，转炉漏水处理难度较大，改造前，水冷却管道每周至少会出现两次管路断裂和漏水事故，每次处理都需要4 小时左右（放水2 小时，处理焊缝1.5 小时，试漏0.5 小时）。
转炉水冷系统改造主要是将冷却炉帽的6 根进水管和6 根回水管部分改为金属软管连接，同时在转炉回水侧旋转接头上增加了DN50 的检修排水管，以备维修时快速放水使用。改造完成后，转炉水管未出现事故漏水现象，与改造前相比，平均每月节省检修时间不少于45 小时，全年节约540 小时。
（5）氧枪刮渣器拉杆改造
原设计氧枪刮渣器连杆为15mm钢板焊接矩形箱体结构，刀架焊接在拉杆一侧，由于空间受限，
采用尾端固定的臂型安装方式，刮渣器连杆承受向上的力矩。在使用过程中，由于氧枪枪体粘渣较多，且渣中含有钢液，氧枪刮渣器刮渣时承受非常大的力矩，极易损坏，损坏刮渣器更换空间小更换困难。
刮渣器改造是对原有刮渣器装置进行优化设计，将固定连接板改为压盖式，一方面减少了刮渣器更换时间；另一方面间接保护了氧枪升降小车提升机构，压盖螺栓采用较小规格普通螺栓，防止刮渣时氧枪张力传感器失效，造成氧枪小车断绳坠落事故；事先设计制作压盖式拉杆连接基础板，将原有拉杆连接板割除，并打磨平整，在原缓冲器底座上割除连接螺栓孔，将新拉杆基础连接板用螺栓固定缓冲器底座上，安装拉杆并用螺栓连接压板固定住拉杆销轴。刮渣器改造后，由原来一座转炉一个月更换1 套拉杆达到6 月更换1 套拉杆，年节约10 套拉杆，一年可节约1.2 万元×三座。3 座转炉3.6 万元。刮渣器累计节省时间63 小时。
2 转炉优化改造后产生的效果
150 吨转炉设备经过改造后，其改造共计节约生产时间573 小时/ 年，大幅度提高了150 吨转炉设备的使用率，其经济效益约385 万元，大幅减少了备件成本消耗。
150 吨转炉设备经优化改造后，生产事故大幅度降低，设备事故次数由改造前的月均15 次下降到改造后的月均不足两次，降幅达87%，停机时间由改造前月均91 小时降到改造后为零（改造后事故少，且处理简单，都可利用生产间隙完成），职工劳动强度明显降低。并且由于事故的减少，转炉钢水质量明显上升，炼钢炉数增加，使得转炉炼钢的各项经济指标和产品质量都得到了提高，达到了改造预期的目的。
通过对安钢150 吨转炉设备的改造，转炉设备配置得到了优化，设备运行达到了设计预想的水平，同时，转炉本体设备造成的故障热停时间为零，为150 吨转炉的达产创效奠定了设备基础。