開鐵口機(jī)為高爐煉鐵爐前重點(diǎn)設(shè)備，其設(shè)備性能的高低直接影響爐前出鐵生產(chǎn)秩序和爐前耗材成本。酒鋼煉鐵廠通過改造爐前開鐵口機(jī)，增加霧化功能，提高了設(shè)備性能，在降低職工勞動強(qiáng)度的同時降低了爐前耗材成本。

存在的問題及原因分析

酒鋼煉鐵廠高爐總?cè)莘e達(dá)到6400m3。其中，1號高爐設(shè)置2個鐵口，爐前泥炮、開鐵口機(jī)設(shè)置在主溝的同側(cè)，采用高機(jī)矮炮布置，開鐵口機(jī)開鐵口時采用壓縮空氣冷卻，開鐵口機(jī)的主要設(shè)備性能參數(shù)見表1。

存在的問題。1號、2號高爐爐前開鐵口機(jī)因采用壓縮空氣冷卻，在開鐵口過程中，開鐵口機(jī)鑿巖機(jī)密封件易過熱燒損、老化，產(chǎn)生泄漏，鑿巖機(jī)的使用周期只有6個月。由于高爐鐵口深度增加，爐墻厚度增大，炮泥強(qiáng)度提高，開鐵口時間延長，開鐵口機(jī)振打桿、弧形螺母及鉆桿螺紋等處易斷裂損壞；鉆頭、鉆桿消耗量增大，如1號高爐每月消耗鉆頭（ф51mm）約400個、鉆桿（T38-5000）約40根，2號高爐每月消耗鉆頭（ф51mm）約300個、鉆桿（T38-4000）約40根；4號、5號、6號高爐每月各消耗鉆頭（ф45mm）約100個、鉆桿（T38R32-3200）約12根。

開一次鐵口有時需要多次更換鉆頭、鉆桿；振動馬達(dá)中旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的齒輪和軸承磨損嚴(yán)重，在鉆開鐵口阻力大時，經(jīng)常發(fā)生旋轉(zhuǎn)齒輪打滑、鉆桿卡死等現(xiàn)象，職工勞動強(qiáng)度增大。

原因分析。在開鐵口機(jī)打開鐵口時，鐵口通道的溫度隨著鉆桿的深入由200℃上升到1400℃，為一個多梯度的溫度變化的復(fù)雜環(huán)境。開鐵口機(jī)鉆頭刀片材質(zhì)為鎢鈷類硬質(zhì)合金，耐熱程度一般在800℃左右，鉆頭在進(jìn)鐵口2000mm后，炮泥溫度已經(jīng)超過800℃，再往里鉆進(jìn)，環(huán)境溫度很快將達(dá)到1000℃以上。鉆頭承受著高溫和機(jī)械力的共同作用，在高溫和機(jī)械力的共同作用下，鉆桿強(qiáng)度下降并發(fā)生彎曲變形，鉆銷效率降低，鉆頭開始出現(xiàn)較大的縮性變形，刀片與刀頭體刀槽之間產(chǎn)生裂紋，刀片從刀槽中脫落，致使鉆頭失效。特別是當(dāng)鐵口紅硬層較厚時，由于壓縮空氣中含有大量氧氣，鉆桿燒紅、融化折斷，甚至無法打開鐵口。

開鐵口機(jī)霧化技術(shù)的引入

針對開鐵口機(jī)存在的問題，酒鋼煉鐵廠對開鐵口機(jī)引入霧化技術(shù)。在開鐵口時，冷卻水和壓縮空氣混合后產(chǎn)生細(xì)膩均勻的水霧，可抑制開鐵口時產(chǎn)生的煙塵，起到降低揚(yáng)塵污染的作用，同時增強(qiáng)對鑿巖機(jī)、鉆桿和鉆頭的冷卻效果，延長鑿巖機(jī)使用壽命，降低鉆桿、鉆頭消耗量。

開鐵口機(jī)水霧系統(tǒng)由水霧閥柜和電氣控制裝置及操作箱組成，將爐前冷卻水和現(xiàn)有壓縮空氣管路接引至水霧閥柜內(nèi)，電氣控制箱接380V電源，水霧閥柜出口管路連接至開鐵口機(jī)鑿巖機(jī)尾部原壓縮空氣進(jìn)口即可，水霧閥柜有水、氣兩路介質(zhì)。

霧化水路：爐前水源進(jìn)入氣霧柜，依次經(jīng)過截止閥、單向閥、前置水過濾器、高壓水泵、開關(guān)減壓閥、電磁閥、針型節(jié)流閥、金屬浮子流量計(jì)，出氣霧柜，經(jīng)過現(xiàn)場管路進(jìn)入鑿巖機(jī)。

霧化氣和吹氣氣路：爐前壓縮空氣源經(jīng)空氣過濾器進(jìn)入氣霧柜，依次經(jīng)過截止閥、減壓閥、電磁閥、流量調(diào)節(jié)閥、數(shù)字式流量計(jì)，出氣霧柜，經(jīng)過現(xiàn)場管路進(jìn)入鑿巖機(jī)。

該系統(tǒng)中的所有電磁閥和高壓水泵的控制裝置均在水霧閥柜內(nèi)，其操作由配套的操作箱實(shí)現(xiàn)就地手動操作，同時也可由爐前自控系統(tǒng)進(jìn)行集中控制操作，冷卻水和壓縮空氣的流量、壓力均可以調(diào)節(jié)，水、氣混合后產(chǎn)生均勻細(xì)膩的水霧達(dá)到抑塵和冷卻設(shè)備的目的。

開鐵口機(jī)霧化技術(shù)的效果

2017年5月份，酒鋼煉鐵廠在1號和2號高爐4個出鐵場安裝了開鐵口機(jī)水霧冷卻設(shè)備，投用后鉆頭、鉆桿和燒鐵口用的吹氧管消耗量明顯降低。從現(xiàn)場實(shí)際情況來看，在炮泥強(qiáng)度逐步提高的過程中，爐門滲鐵情況逐步消除，爐門深度基本穩(wěn)定，1號高爐爐門深度北場穩(wěn)定在3.1米以上、南場在3.0米以上，爐門斷裂的現(xiàn)象明顯減少；2號高爐爐門深度南場在2.9米以上、北場在3.0米以上，爐門深度合格率提高。開鐵口機(jī)水霧化冷卻使用后，鉆頭、鉆桿消耗統(tǒng)計(jì)情況見表2。

從表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，改造后，1號高爐鉆頭消耗量降低34.07%，鉆桿消耗量降低20%，氧氣管消耗量降低35.94%；2號高爐鉆頭消耗量降低39.10%，鉆桿消耗量降低22.33%，氧氣管消耗量降低53.29%，達(dá)到預(yù)期效果。

該廠開鐵口機(jī)采用霧化水系統(tǒng)后，經(jīng)過在1號、2號高爐4個多月的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，成效顯著。與技改前相比，鉆桿和鉆頭等爐前直接消耗備件材料的使用量明顯減少，每年可降低鉆桿、鉆頭采購費(fèi)用約60萬元。此舉還縮短了開鐵口時間，提高了鐵口合格率，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，降低了高爐生產(chǎn)成本。

綜上所述，酒鋼煉鐵廠通過對開鐵口機(jī)鉆桿采用霧化水冷卻技術(shù)，縮短了開鐵口時間，降低了鉆頭、鉆桿的采購經(jīng)費(fèi)，滿足了生產(chǎn)需求，改善了爐前操作環(huán)境，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度。霧化水系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了鉆桿、鉆頭在高溫環(huán)境下的使用性能，使鉆桿能高效進(jìn)尺，為生產(chǎn)的穩(wěn)定順行提供了有力保障。