第四章 设备
栏目:冶金设备 发布时间:2020-12-23 01:22

  攀枝花钢铁基地的冶金主体生产设备,全部是中国自己研究、自己设计、自己制造的,而且大多数是中国首次设计和制造的大型设备。当时国内使用的最大烧结机为75平方米,而攀钢采用的是130平方米;当时国内氧气顶吹转炉最大容量只有30吨,而攀钢采用的是120吨;当时国内最大的焦炉炭化室高为4.3米,而攀钢焦炉却是5.5米;其他如?950×1/?800×2/?850×1毫米轨梁轧机、重360吨的堆取料机、350吨脱锭吊车、直径3.6米的球磨机等,也都是前所未有的。60年代中期,中国尚无设计、制造大型钢铁厂整套设备的经验,在建设攀枝花钢铁基地中敢于自己研制这些大型冶金和矿山设备,的确是一次大胆而勇敢的实践。

  1965年6月,冶金工业部和第一机械工业部针对东西方同时封锁中国的局面,在北京香山召开订货会议,根据设计部门提出的设备清单,由冶金部向一机部提出订货,确定了攀枝花各项设备的技术参数,把主要设备制造任务落实到制造厂家,同时编制了综合进度表,为设备设计、制造创造了有利条件。设备制造分布在26个省、自治区和直辖市的734个厂家。主要厂家承担的项目是:沈阳重型机器厂承制烧结机,沈阳鼓风机厂承制抽烟机,上海冶金机械厂承制环冷机,富拉尔基第一重型机器厂承制初轧开坯机、轨梁轧机和高炉设备,大连工矿车辆厂承制堆取料机和翻车机,上海重型机器厂承制转炉,太原重型机器厂承制脱锭吊车,武汉锅炉厂承制蒸汽锅炉,上海汽轮机厂承制鼓风机,上海空压机厂承制螺杆空压机,杭州制氧机厂承制制氧机,等等。

  在设备制造过程中,吸取了马鞍山车轮轮箍设备从设计、研究、试验到制造、安装、使用、维修等各个环节“团结一致,大力协同,互相支援”的经验,一机部、冶金部联合成立了设备制造供应小组,由一机部副部长沈鸿和冶金部副部长徐驰共同负责,采取了长远预安排、分年交货的办法,在两部共同主持下,由建设、设计和设备制造单位组成6个大型成套设备联合设计组和一些单项设备联合设计小组。在设备研制设计中,组织上百名设计人员跑遍了国内各大钢铁企业,对各种设备进行了全面考察,有的还吸收了国外先进技术,然后进行设计和制造。

  设备制造过程中互相协作、配合的关系很复杂。130平方米烧结机抽烟机由沈阳鼓风机厂负责制造,但抽烟机的锻件需要第一重型机械厂供应,锻件运回沈阳鼓风机厂加工成转子后,又要运到第二重型机械厂作动平衡试验,试验完成后,运回沈阳鼓风机厂装配出厂。轧钢机主机由第一重型机械厂制造,而轧机配套的电机、电控又分别由上海、大连、天津、沈阳有关制造厂制造。

  攀枝花冶金设备研制中注意组织冶金工业工艺设计人员参加设备的研制设计,做到了冶金生产工艺设计与设备制造设计的密切结合。联合设计组内相互协作配合,提供技术参数和图纸资料,许多设计方案都是经研究协商确定的。在烧结机和转炉等设备设计中,先按设计制成模型,广为征求意见,使设备尽量满足生产工艺的要求。这样做,从根本上解决了冶金部门的人员长期以来局限于冶金生产工艺的研究,对设备制造中的问题不甚了解,而机械部门的人员专注于设备研究制造,对冶金生产工艺不甚了解熟悉的状况,较好地解决了冶金工艺研究与设备制造互相脱节的矛盾,为冶金设备制造提供了新鲜经验。这个经验,有人曾誉之为“沈徐体制”。

  香山会议安排的成套设备制作任务,由于“”的影响,有许多到1968年仍未落实。渡口冶金指挥部派出副指挥长田长青等到北京催办落实。当时国家机关也受到冲击,找不到人牵头解决,催办人员急中生智,直接写报告送给李富春副总理,得到由国家计委李人俊听取汇报并报告办理结果的批示。8月,国家计委通知渡口冶金指挥部立即组织人员带上全部订货资料到北京开会,30多个人在北京搞了两个多月,才把缺口设备安排下来。1970年又在南昌等地多次召开攀钢工程订货会议,把重点设备制造供应全部落实。

  为了及时催交设备,十九冶设备处在北京、上海、沈阳、武汉、成都、昆明等地设立了设备工作组,随时掌握设备制造进度,特别是对派仗打得厉害有可能拖延交货的厂家,亲自上门向两派组织宣传党中央和主席关于攀枝花建设的有关指示,要求他们认真落实国家计委、国家经委关于攀钢设备制造分工的文件,终于使一些厂家的两派停下派仗,一起到车间进行生产。

  为了做好设备大件的运输,四川成套局组织专人对铁路公路沿线的通过能力及条件做了详细调查,保证设备供应。特别是急件更要抓好运输工作。1970年夺铁歼灭战中,高炉大钟、料斗急待安装,但是富拉尔基第一重型机器厂尚未制成,建设单位只好派出专人赴厂催交赶制。设备制成后,又组织押运人员及时办理启运,经取得铁道部等方面的支持,下令对运输大钟、料斗的列车沿途一律开绿灯,仅用12天运到了施工现场,比常规提前了18天。

  攀枝花冶金设备虽然具有许多特点和先进之处,但是在当时准备打仗的紧迫形势下,很多是国内第一次制造,带有试制性质,难免存在缺陷。用普通高炉冶炼钒钛磁铁矿在建设之前做了大量试验,投产后仍暴露出来不少问题。工厂布局和设备摆放也受到厂区狭窄和山区地形的客观影响,有的工艺流程与实际生产存在差距。再加上建设于“”期间,一些错误指导思想和错误作法造成设计不合理,给生产带来问题。因而在工厂建成投产以后事故频繁,生产处于被动局面。

  为了解决这些问题,1972年11月冶金部派高扬文带领工作组到攀钢协助开展攻关。工作组成员中有炼铁、炼钢、焦化、耐火材料、制氧、机械等方面的专家、教授、工程技术人员、工人、干部共158人,分别组成了炼钢、炼铁,烧结、设备、自动化5个攻关小组,对生产工艺和设备展开了攻关。

  经过一段时间的调查,工作组发现攀钢的设备问题不解决,生产难以上去。冶金部和一机部商定,于1973年4月22日在渡口召开了攀枝花设备设计、制造、使用三结合现场经验交流会。参加会议的有上海市机电一局、辽宁省机械局、四川省冶金局、机械局,一机、冶金、轻工、交通系统有关厂矿、设计、施工、科研单位以及部分高等院校的代表共199人。会议分析了攀钢设备的质量和存在问题,在总结经验、肯定成绩的同时,找出了设备存在的94项问题,其中比较突出的有10项。会议针对10个关键项目分别组成了10个攻关小组和5个专业小组,经过现场调查和协商,制订了解决问题的措施、办法,提出了时间要求,落实到有关单位。

  从1970年高炉投产到1977年,攀钢一直处于设备攻关之中。通过攻关,先后解决了石灰石破碎机、烧结抽烟机、焦化堆取煤机、炼铁透平鼓风机、转炉风机、炼钢350吨脱锭吊车、1150毫米初轧机、轨梁300吨推钢机、制氧机等主要设备问题。在矿山方面,淘汰了LQZ—200液压潜孔钻、10HP—6砂泵,并结合大修对韶峰150吨电机车、100吨液压铁路翻斗车等进行了改造。

  焦化厂的KL—1型堆取煤机,是堆取炼焦煤的关键设备,由大连工矿车辆厂设计制造,属国内首创。这台设备高30米、长20米,自重360吨,使用后不断发生事故。1971年攀钢请大连工矿车辆厂和东北工学院的专家、教授到现场研究,根据悬臂的六种工作态度(水平0度、45度、90度和仰角15度30分时0度、45度、90度)测定了四组轮压,发现配重箱所加配重过多,当悬臂失重时对重心偏距影响很大,于是将配重减为8.5吨,重心偏距降至0.62米,情况有所改善。但是修复不到半年,悬臂粱大瓦轴承座发生断裂,系悬臂粱过重所致,1973年5月采取了改装轻型斗组、割去前梁多余构件等六项措施,共计减重14.2吨,1974年又将传动大轮由4吨减至2.6吨,斗轮体由6.5吨减至4吨。从此达到正常运行。

  转炉风机液力偶合器,是120吨转炉煤气回收系统离心鼓风机无极调速装置。1971年1号转炉投产后,液力偶合器事故频繁,轴承烧损严重。为了解决这个问题,炼钢厂从1972年初开始攻关,先将风机管道串通起来,做到3台风机串通使用,又将风机集中供油改为单台供油,并把油冷却面积从25平方米增大到100平方米,最后又将空心套轴切断加大供油量,并将偶合器两端滚动轴承改为滑动轴承,至此做到风机长期安全运转。

  350吨脱锭吊车,是将钢锭从钢锭模中强制脱出的设备,为太原重型机器厂生产的第一台产品。1973年安装使用后,吊车主卷电机整流子经常烧坏,大钳夹子不同步,大钳油缸胶圈漏油等,一发生事故镇静钢便无法脱模。炼钢厂的技术人员、工人和干部反复进行探索,重新设计制造了活塞杆,将油孔由2个改为3个,加大了孔径,并配合其他措施,解决了油流速度快,油温升高,粘度降低,压力达不到设计要求,密封困难等问题,使作业走向正常。

  3250立方米/分透平鼓风机,是给高炉送风的重要设备,由于联轴器经常出现剧烈振动,迫使停机。风机均为轴流式,易倒风,当送风风压突然升高后,上千度的热风便从热风炉里倒回来,引起着火。动力厂请了生产、制造、科研单位一起攻关,经过300多次试验,采取改造联轴器、严格径向和轴向间隙要求、改善风机下机壳支撑、改进润滑条件、改造风机过滤室等项措施,问题得到解决。

  6000立方米/分制氧机,是向炼钢转炉供氧的关键设备。投运不久,空压机、氧压机、空分塔接连发生事故。攻关中主要解决了三个问题:一是减低大螺杆空压机高频振动,解决了管道疲劳破裂问题;二是将12台小螺杆氧压机改成6台活塞式氧压机,消除了设备缺陷;三是根据攀枝花气压条件改造了空分塔管道走向,设计安装了脱液器,把空分能力由每小时4500—4800立方米提高到5100立方米,使制氧供氧问题得到解决。

  1970年7月到1977年底,攀钢通过设备攻关,解决重大设备缺陷1577项,设备状况显著改善,但潜伏的问题仍然不少,对生产、安全、环保还有很大影响。1978年到1985年,攀钢对部控119台设备和公司、厂控设备进行了不同程度的更新改造,共解决问题1863项。攀矿公司更新改造634台(项)设备,其中采掘设备23台(项)、选矿设备176台(项)、运输设备363台(项)、其他设备72台(项)。

  以KQ—200型和73—200型电动式潜孔钻机代替了技术性能差、劳动强度大或技术不过关的苏式6C—1型钢绳式冲击钻、YQ—150A型和东风200毫米潜孔钻,并以LF31C—25/7螺杆空压机代替1G25—22/7螺杆空压机,提高了穿孔效率。用WK—4型电铲代替D—4型电铲,以T20BJ—371型国产自卸汽车代替佩尔利尼20吨汽车,提高了铲运能力。用?750×1800毫米磁选机代替?600×1800毫米永磁磁选机,改善了选别指标。

  改造了抽烟机、冷烧结矿振动筛、烧结机点火器、除尘回收等设备,使烧结机料层厚度由200—220毫米加大到300—330毫米,提高了烧结机利用系数和烧结矿强度,减少了粉末,岗位粉尘浓度由每立方米310毫克下降到5.56—3.60毫克。

  改水冷堵渣机为风吹式堵渣机,取消了用氧气烧渣口;增设氧气化罐设施,解决了铁水粘罐问题;结合大修,改造2、3号高炉热风炉,将热风阀更新换型,改造高炉水冷却壁结构,增设冷却水加压设施,更新计器仪表,安装微机控制上料,并全部实现了矿槽下部入炉料的过筛,改善了炼铁条件。

  改造炉体倾动主减速机齿轮大轴,将大轴材质由40铬钢改为37硅锰2钼钒钢,并将发生断轴部位的槽形改为斜面形,在轴中心钻一个直径180毫米的孔,从此大轴运转正常。改造了转炉烟罩、烟气净化系统和烟尘脱水设备等,沉淀效果由50%提高到90%,烟尘含水由20—30%下降到5—6%,控制了污水外排,每月还可回收2300—2400吨铁粉原料。

  将雾化提钒炉炉型由内倾式改为直桶式,改革雾化室结构,将水冷板的规格由11种23块改为7种15块,强化了水冷效果,减少了炉内热损失,使钒的氧化率稳定在80%以上。改造烟气净化系统,使烟气含尘量由每立方米100克分别下降到75.6毫克和39.1毫克,减轻了对环境的污染。

  初轧均热炉采用了自己研制的81型和84型可调煤气烧嘴,烧钢周期缩短7.7%,提高生产能力6.27%,煤气单耗下降20%。轨梁800毫米轧机主体传动电机由3600千瓦改为4500千瓦,改变了电机绕组结构形式,运行情况良好,未再出现1.5级和2级火花。重轨加工线采用西德联合锯钻机床代替原来的铣床和钻床,又把联合锯钻机床更新为锯钻联合机床,全长淬火工艺由水淬改为雾化淬火工艺,并将垂直升降式淬火机改为平移式帽形淬火工艺设备,简化了操作,提高了产品质量。

  如焦化的锤式破碎机、罗茨鼓风机、浓氨生产设备。耐火材料的原料破碎设备,石灰石采选、破碎设备和运输索道,动力方面的75吨锅炉、汽轮鼓风机、供水设施、瓶装氧压机,铁路运输设备以及维修、加工、铸造设备等,也都根据具体情况进行了更新改造,收到了较好的效果。

  到1985年末,攀钢、攀矿两大冶金企业共拥有各种设备23100台(套),总重量18.79万吨,平均每百万吨钢的生产能力占用设备12.53万吨(全国平均为12—14万吨)。

  攀钢拥有各种设备18252台(套),总重量14.13万吨,其中专业设备987台(套)、通用设备17265台(套)。国内制造的占97%,国外引进的占3%。重点部控设备29台(套),一般部控设备113台(套)。按制造年代划分,60年代的占25.09%,70年代的占64.51%,80年代的占9.63%。根据对440台设备进行技术等级划分,居国内先进水平的占3%,一般水平的占57%,落后水平的占40%。主要设备完好率为100%,可开动率为90.9%。

  主要生产设备有:1000立方米高炉1座、1200立方米高炉2座,总容积3400立方米;120吨纯氧顶吹转炉3座,配有1300吨混铁炉2座、120吨提钒炉2座;1150毫米初轧机1套,950/850毫米轧梁轧机1套(包括?950二辊可逆式开坯机、?800三辊预轧机、?850二辊不可逆式轧机);130平方米烧结机4台、36孔大容积焦炉4座、6000立方米/时制氧机4台。动力设备有取水浮船7艘、水泵14台,主变压器46台,主电动机303台,蒸

  汽透平鼓风机5台,空压机19台,75吨锅炉4台、废热锅炉9台。运输设备有蒸汽机车32辆、各种车辆706辆、铁路装卸机械25台;汽车976辆,其中货车582辆、通勤客车151辆;运输皮带306条、架空索道2条。铸钢、铸铁、熔铜、锻造、剪切、加工、维修设备1612台,其中工业设备、窑炉和金属结构维修设备450台,计器、仪表、电气、电机维修设备293台,汽车维修设备150台,铁路运输维修设备293台,金属切削机床322台。

  攀矿拥有各种设备4848台,总重量4.66万吨。其中:采矿方面有200型潜孔钻(包括73—200型和KQ—200型)32台,配套设备为LF31C—25/7螺杆空压机,WK—4大型电铲(4立方米)30台,美国日本联合生产的180HP大型推土机30台,意大利佩尔利尼20吨自卸汽车132台、80吨电机车25台、150吨电机车7台、60吨电动自卸翻斗车197台、100吨电动自卸翻斗车87台,配套设备为3—4×8米重型板式给矿机。选矿方面有PX1200×180旋回粗破机、PyB—2200中破机、PyD—2200短头液压圆锥破碎机、1200×1800电动给矿机、3600×4000球磨机、?300双螺旋分级机、?750×1800磁选机、?53浓缩机、10PH—6砂泵等,共计16个磨选系列。炸药加工设备共23台,其中专用设备13台。动力方面有供水设备85台,其中吸水浮船6艘、主输送水泵72台;供电设备317台,其中主变压器4台、硅变压器7台;其他设备121台。机修方面有铸铁、铸钢、锻造、铆焊、机械加工等设备441台,其中金属切削机床110台。汽车运输方面有各种车辆432台,其中货车378台、客车48台,另有汽车修理设备84台。

  攀枝花冶金设备的特点,一是主要设备大型化,二是主要设备国产化,三是国内首次设计制造的大型设备数量多。

  高炉攀钢的炼铁高炉属于普通高炉,但用于冶炼钒钛磁铁矿属国内外首创。攀钢炼铁厂和北京钢铁学院研制的中国第一台矮身液压泥炮首先在2号高炉上应用,获得国家专利证书。

  焦炉焦化厂36孔大容积机械焦炉,炭化室高5.5米,每孔有效容积35.4立方米,一次装煤27吨,一年产焦炭1万吨,比50年代苏联设计的65孔焦炉每孔多装煤50%以上,每座炉体少用硅砖近1000吨、钢材1000吨,劳动生产率提高25—30%,基建投资少8—10%。这种焦炉采用双联、下喷、废气循环、复热式等先进技术。与焦炉配套的四大车(装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车)和煤气交换机均用液压控制操作,在国内是前所未有的。

  烧结机烧结厂130平方米烧结机,采用了燃料两段破碎、烧结矿破碎、筛分、冷却以及烧结混合料自动配料、自动加水等新工艺,还有高效率电除尘器,装备水平较高,技术经济效果较好。以攀钢烧结厂(5台130平方米烧结机)同武钢第一、第三烧结厂(4台75平方米加4台90平方米烧结机)相比,总投资少4.3%,占地面积少44%,设备总重量少9.09%。

  转炉炼钢厂120吨纯氧顶吹转炉除了以大型著称外,在设备结构上还有许多独到之处。转炉的倾动机构由主减速机和4台分减速机组成,主减速机依4台分减速机的作用而倾动。在冶炼中如果有1台分减速机发生故障,其余3台可以继续工作,不影响生产;如果有2台分减速机发生故障,转炉仍可以0.1转/分的最慢速度把钢出完,然后检修。倾动机构设计新颖,在全国是第一家。转炉氧枪提升传动系统,设有事故提升装置,当断电时可以开动压缩空气阀门,借助平衡锤自动将氧管提升起来,防止氧枪烧坏。吹氧管升降小车采用双钢丝绳保险措施,当一根钢绳断掉后另一根仍能承受全部负荷。

  雾化提钒炉攀钢雾化提钒工艺为中国独创。雾化是含钒铁水与压缩空气在一个特殊装置中的空间反应过程,设备简单,没有熔池,炉龄很高,单位时间铁水处理量大,生产成本低,基建投资比用转炉提钒少。

  初轧机攀钢1150毫米初轧机采用高架式液压回转台处理钢锭换头,有利于设备维护检修;轧机大连杆轴承上采用冷却水箱结构,有利于轴瓦散热。1600吨剪切机前夹料处设置了设计独特的低位切头推出机,解决了最后一块切头需用人力推往切头运输机的问题。定尺机的后部装有钢坯自动打印机,解决了人工标写钢种、炉号问题,在全国同行业中属首创。

  轨梁轧机攀钢轨梁轧机由?950×1/?800×2/?850×1毫米轧机组成,主轧机上较早采用了可控硅励磁系统,热锯采取了可控硅供电,属国内首创。研制的平移帽头淬火机和重轨全长淬火设备与淬火工艺,可使重轨质量与日本、西德产品媲美,属国内第一家。有较完备的探伤仪表和运送设备,所产重轨全部探伤,确保质量。利用?950毫米开坯机的优势,同?800及?850毫米轧机相结合,可以开发钢材品种。