一、　概述

　　我國(guó)現(xiàn)有600多座轉(zhuǎn)爐，年產(chǎn)鋼超過(guò)4億噸，絕大多數(shù)轉(zhuǎn)爐除塵采用濕法，是鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的薄弱環(huán)節(jié)。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
1.環(huán)保：部分的轉(zhuǎn)爐達(dá)不到、或不能穩(wěn)定達(dá)到排放控制標(biāo)準(zhǔn)100、50、或10毫克/立方米；
2.節(jié)水：噸鋼新水0.5立方米，全國(guó)年消耗新水~2億立方米，年循環(huán)水量超過(guò)8000億噸；
3.節(jié)能：噸鋼除塵電耗15度，全國(guó)年耗電60億度，浪費(fèi)嚴(yán)重；
4.煤氣凈化和崗位衛(wèi)生：回收煤氣粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)是15毫克/立方米、崗位粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)是5毫克/立方米，一方面有的轉(zhuǎn)爐達(dá)不到；能達(dá)到的往往能源消耗和浪費(fèi)高；
5.煤氣回收利用：轉(zhuǎn)爐煤氣回收量平均僅50立方米/噸鋼，只有國(guó)外、或國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的50%，并且放散多。與先進(jìn)水平比，相當(dāng)于全國(guó)每年少回收200億立方米（相當(dāng)于4億噸動(dòng)力煤）；
6.蒸汽回收利用：轉(zhuǎn)爐平均噸鋼回收蒸汽50千克/噸鋼，只有國(guó)外、或國(guó)內(nèi)的先進(jìn)水平的50%，相當(dāng)于全國(guó)每年少回收2000萬(wàn)噸蒸汽；
可見(jiàn)，研究轉(zhuǎn)爐除塵的現(xiàn)有技術(shù)、弄清楚存在問(wèn)題和原因、確定正確的改造和發(fā)展方向是有意義的。

二、現(xiàn)有技術(shù)

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今我國(guó)轉(zhuǎn)爐除塵現(xiàn)有技術(shù)有：
1.最多采用的是OG濕法（1962年）；
2.20多座采用轉(zhuǎn)爐采用LT干法（1969年）；
3.10多座采用第四代OG濕法（1990年代）；
4.40多座轉(zhuǎn)爐采用、或確定采用高效節(jié)水型塔文半干法（2006年）；
前三者都是從引進(jìn)吸收開(kāi)始的，后者是中國(guó)技術(shù)。不同技術(shù)的工藝流程分別如圖所示。


　圖1　傳統(tǒng)OG凈化工程流程


圖2　第四代OG濕法工程流程
　


圖3　LT干法除塵工程流程
　

圖4轉(zhuǎn)爐半干法高效塔文除塵工程流程

三　存在問(wèn)題

應(yīng)該承認(rèn)，技術(shù)的引進(jìn)和吸收開(kāi)發(fā)，對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)爐節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼起到了積極的推動(dòng)作用；但同時(shí)也必須清醒地認(rèn)識(shí)到：這些技術(shù)都存在問(wèn)題、或值得改進(jìn)之處，已經(jīng)不適應(yīng)我們鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排新的標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)要求。歸納起來(lái)，主要問(wèn)題：
A、所有技術(shù)都存在的問(wèn)題
1.轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道出口煙氣900-1000°C的顯熱沒(méi)有得到回收利用；
2.顯熱不僅沒(méi)有利用，同時(shí)平均噸鋼還要消耗0.5噸的新水，全年消耗新水2億噸；
3.吹氧期只有50%的時(shí)間回收煤氣，前燒、后燒期的可燃?xì)怏w（CO含量≦35%、相當(dāng)于高爐煤氣熱值）沒(méi)有得到利用，全部放散燃燒。
B、OG濕法的問(wèn)題
傳統(tǒng)的OG濕法雖然也有多種結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行了多方面的改進(jìn)，但始終沒(méi)有解決兩級(jí)文氏管的根本問(wèn)題。這種技術(shù)是在日本發(fā)明的，但在日本20年前就已經(jīng)淘汰，而在我國(guó)如今仍然是最廣泛采用的技術(shù)。這種技術(shù)存在太多的先天性問(wèn)題，主要的有：
1、高排放：采用傳統(tǒng)OG工程有些可以達(dá)到我國(guó)現(xiàn)在的100毫克/立方米的排放標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際上有很多因素會(huì)導(dǎo)致排放超標(biāo)；如果把標(biāo)準(zhǔn)提高到50毫克/立方米、或更高，則就沒(méi)有能達(dá)到的、或需要更高的能源消耗；
2、高耗能：這是由于文氏管的先天性能決定的，風(fēng)機(jī)全壓高達(dá)25-28千帕仍然抽不凈，還要配備龐大的高耗能二次除塵；
3、高耗水：按照保守的估算，全國(guó)轉(zhuǎn)爐年循環(huán)水8000億噸，這引起多方面的浪費(fèi)：1）運(yùn)行費(fèi)用浪費(fèi)，平均每年達(dá)4000億元，主要是水處理藥劑、電、設(shè)備維修費(fèi)用；2）投資浪費(fèi)：平均投資25000元/噸水/時(shí)；3）能源浪費(fèi)；
4、高維修：除塵風(fēng)機(jī)等設(shè)備頻繁結(jié)垢，維修量特別大、并且影響生產(chǎn)；
C、飽和塔文的問(wèn)題
與傳統(tǒng)的OG濕法相比，飽和塔文（第四代OG濕法）的進(jìn)步意義在于其取消了一文，改用飽和冷卻塔，使工程阻力有所降低，對(duì)緩解排放有幫助，但改進(jìn)不徹底：其它問(wèn)題都沒(méi)有解決，特別是循環(huán)水更多。
D、LT干法的問(wèn)題
LT干法一直是我國(guó)清潔生產(chǎn)推廣技術(shù)，因?yàn)榇嬖诙喾矫娴膯?wèn)題一直進(jìn)展不快；近幾年隨著國(guó)家節(jié)能減排、節(jié)水力度加大，有加速的趨勢(shì)，但因?yàn)榇嬖谳^多的問(wèn)題仍然還限制著其快速推廣。這些問(wèn)題包括：
1、環(huán)保：最主要的是排放達(dá)不到、或不能穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)的10毫克/立方米，有的甚至比濕法高，導(dǎo)致環(huán)保排放和煤氣回收利用都有問(wèn)題；
2、維修：設(shè)備維修量特別大、并且降低轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，主要是電除塵器結(jié)垢、腐蝕；蒸發(fā)冷卻器結(jié)垢等，有的廠甚至被迫采用備用整套除塵設(shè)備；
3、節(jié)水：LT工程的煤氣冷卻仍然采用飽和冷卻，還是有大量的循環(huán)水。從這個(gè)意義說(shuō)，LT技術(shù)也是半干法，而不是全干法；

四、現(xiàn)有技術(shù)的比較

比較不同的除塵技術(shù)，首先要從本廠實(shí)際考慮，更主要的是要從整個(gè)相關(guān)工程、而不是局部設(shè)備進(jìn)行綜合比較，比如采用傳統(tǒng)的OG濕法、或新0G法，其單項(xiàng)投資可能少，但加上龐大的水處理工程、比較大的除塵風(fēng)機(jī)、煤氣二次凈化，總投資就要高得多；而運(yùn)行費(fèi)用、高耗能、高維修則是更大的問(wèn)題；
LT干法的方向是正確的，如果不超裝；供氧嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)執(zhí)行；噴槍/電除塵設(shè)備/蒸發(fā)冷卻塔能有時(shí)間允許經(jīng)常、定期清理，應(yīng)該能達(dá)到設(shè)計(jì)的排放濃度。LT干法的問(wèn)題可以確定有操作維修和管理方面的因素，比如選用、或使用不合格的噴槍等，也不能排除先天設(shè)計(jì)上的一些缺陷，該技術(shù)1969年發(fā)明成功到現(xiàn)在30多年、我國(guó)引進(jìn)也10多年，其推廣速度不快、全球僅不到100套，應(yīng)該從某種程度上說(shuō)明其存在的問(wèn)題。


　
五、結(jié)論和發(fā)展方向探討

1、轉(zhuǎn)爐除塵從濕法向干法發(fā)展是大勢(shì)所趨；
2、濕法向干法發(fā)展不可能在短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該是一個(gè)比較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程；
3、濕法到干法之間應(yīng)該有幾個(gè)過(guò)渡階段，這些過(guò)渡階段的第一步就是采用高效塔文技術(shù)；
4、采用高效塔文設(shè)備，與傳統(tǒng)OG法和第四代OG法相比，可以減少50%的循環(huán)水量，例如新建、或改造120噸轉(zhuǎn)爐，每座爐可以減少800萬(wàn)元以上的水處理設(shè)備投資；
5、采用高效塔文設(shè)備工程阻力可以減少4-6千帕，這一效果可以從三方面加以利用：
1）可以解決一次煙氣、回收煤氣粉塵濃度高的問(wèn)題,負(fù)壓風(fēng)機(jī)機(jī)殼，使排放達(dá)到≦50mg/Nm3；
2）如果粉塵排放已經(jīng)達(dá)標(biāo)，則1）可以調(diào)大二文喉口，減少二次除塵風(fēng)量，輔助采用噴霧等除塵技術(shù)，就可以停建、停開(kāi)、減開(kāi)高耗能的二次除塵設(shè)備；2）調(diào)低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低一次電耗；
6、在高溫區(qū)可以利用外排水，使轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)新水消耗為零；
7、設(shè)備維修量特別少；
8、工程可以很容易地進(jìn)一步升級(jí)改造為干法。

摘要：詳細(xì)介紹了大型能量回收透平發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱TRT）的關(guān)鍵零件——大型樅樹(shù)型葉根葉片的加工工藝開(kāi)發(fā)過(guò)程。根據(jù)加工批量、現(xiàn)有設(shè)備以及葉片結(jié)構(gòu)，采用了五軸數(shù)控+高速銑削的方法，以銑代磨，首次實(shí)現(xiàn)了大型樅樹(shù)型葉根以及葉頂剃灰槽的加工。
關(guān)鍵詞：樅樹(shù)型葉根；高速磨削；銑削；五軸數(shù)控

0引言
　　近幾年，隨著冶金高爐的大型化，能量回收透平發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱TRT）也隨之向大型化方向發(fā)展。針對(duì)這種情況，我公司的研發(fā)部門(mén)對(duì)該裝置的關(guān)鍵零件——?jiǎng)尤~片采用了應(yīng)力分布更好的樅樹(shù)型葉根。經(jīng)過(guò)艱苦的攻關(guān)，終于首次實(shí)現(xiàn)了大型TRT樅樹(shù)型葉根的加工，掌握了這種葉根的加工工藝，縮短了大型TRT的生產(chǎn)周期。
1結(jié)構(gòu)分析
　　該葉片和汽輪機(jī)中的長(zhǎng)葉片相似，葉片長(zhǎng)約600mm，寬約320mm。樅樹(shù)型葉根形狀類(lèi)似松樹(shù)，這種型式的葉根結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸精度和位置精度要求都很高，粗糙度要求Ra1.6。葉根肩膀中一側(cè)平面較長(zhǎng)約80mm。有的葉片葉頂還設(shè)有剃灰槽結(jié)構(gòu)。這樣的大型葉片一般為模鍛毛坯。上述結(jié)構(gòu)給毛坯鍛造、機(jī)加工藝、數(shù)控設(shè)備、工藝裝備、刀具、夾具工程、工件試切及檢測(cè)等各制造環(huán)節(jié)提出更高的要求。動(dòng)葉片見(jiàn)圖1。

2　工藝設(shè)計(jì)
2.1　　葉根的加工工藝
　　在汽輪機(jī)葉片專業(yè)廠家，這類(lèi)大型葉片數(shù)量相當(dāng)多，葉根加工工藝一般采取成型銑刀（或線切割）+強(qiáng)力磨的方法。在加工大型樅樹(shù)型葉根時(shí)，采用專機(jī)生產(chǎn)，其葉根工藝流程一般為：澆注低溫合金——葉型定位——粗銑齒型大量——半精銑齒型，留精磨余量（采用專用銑床或線切割、成型銑刀和夾具組合）——精磨齒型（采用強(qiáng)力磨床、成型砂輪、成型砂輪修整器和組合夾具等）。這種加工工藝的特點(diǎn)：先加工好葉根，保證葉根制造精度，再以葉根定位，加工葉型。
　　這種加工工藝的優(yōu)點(diǎn)：
　　1）　夾具工程剛性好，適合加工大型長(zhǎng)葉片，加工一致性好；
　　2）　葉根沒(méi)有過(guò)長(zhǎng)的工藝夾頭，毛坯及粗加工制造難度降低。加工長(zhǎng)葉片時(shí)，葉根定位準(zhǔn)確，夾緊牢靠；
　　3）　適宜大批量生產(chǎn)，效率高。
　　缺點(diǎn)：
　　1）　專用機(jī)床多，占用廠房面積大，一次性投入大；
　　2）　專用成型銑刀、成型砂輪、專用夾具規(guī)格多。
　　目前我公司的大型TRT樅樹(shù)型葉根葉片生產(chǎn)數(shù)量較少，也沒(méi)有上面提到的強(qiáng)力磨設(shè)備，但五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床A17[1]和高速銑床HSM800[2]已分別擁有十幾臺(tái),結(jié)合葉片結(jié)構(gòu)，考慮采取以銑代磨的方法進(jìn)行探索。鑒于葉根肩膀一側(cè)平面長(zhǎng)80mm，沒(méi)有刀具有這樣長(zhǎng)的側(cè)刃來(lái)滿足加工需要，因此，采用A17五軸數(shù)控+HSM800高速銑床的方法。葉根齒形兩肩膀與主軸非接觸部分由前序A17主軸搬角度銑出，其余與主軸接觸的齒形連續(xù)部分由后序HSM800完成，兩者的搭接部位在葉根肩膀下與主軸非接觸處。采用一夾一頂，葉根處設(shè)有工藝夾頭，作為定位基準(zhǔn)。采用整體硬質(zhì)合金銑刀加工。其葉根工藝流程：加工葉根工藝夾頭——工藝夾頭定位——外協(xié)粗銑齒型大量——半精銑、精銑齒型（采用A17五軸數(shù)控+HSM800高速銑床）——切掉工藝夾頭。這種加工工藝的特點(diǎn)：先加工葉型，再加工葉根，保證葉根制造精度質(zhì)量。尤其高速銑床：高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給、小切深[3]，產(chǎn)生較小的切削力，夾具工程剛性較好，精度高，表面質(zhì)量好[4]，加工一致性好。
　　這種加工工藝的優(yōu)點(diǎn)：
　　1）　節(jié)省大量的成型銑刀、成型砂輪、專用夾具和專用機(jī)床的投入；
　　2）　工藝柔性好，高速銑床HSM800屬于通用機(jī)床。通過(guò)對(duì)球頭銑刀進(jìn)行數(shù)控編程來(lái)實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格葉根的加工；
　　3）　新產(chǎn)品試制周期較短，工裝較少。
　　缺點(diǎn)：
　　1）　高速銑刀為整體硬質(zhì)合金，價(jià)格較貴，消耗較快；
　　2）　刀具伸出長(zhǎng)度不能超過(guò)刀具直徑的3倍，因此加工深度受限；
　　3）　葉根部分必須有一定長(zhǎng)度的工藝夾頭，夾頭短了，刀柄容易與工裝夾具發(fā)生干涉。
2.2　　葉型及葉頂剃灰槽的加工工藝
　　葉型及過(guò)渡弧在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床A17上進(jìn)行加工。葉頂剃灰槽的加工考慮到加工部位靠近頂尖，隨著葉型被越切越薄，工件-夾具工程的剛性明顯下降，同時(shí)，和高速銑床HSM800相比，A17夾具工程剛性較差[5]；因此，葉頂剃灰槽在高速銑床上完成。
2.3　　工裝的設(shè)計(jì)
　　為了解決機(jī)床設(shè)備行程受限并增加工藝工程剛性的問(wèn)題，在葉片加工時(shí)，兩種設(shè)備均卸掉了三爪卡盤(pán)，設(shè)計(jì)了直接連接在A軸分度頭上的專用工裝,車(chē)間降溫風(fēng)機(jī)，這樣就保證了葉片加工質(zhì)量。對(duì)于葉頂剃灰槽的加工，為防止工件剛性隨著加工深度增加越來(lái)越差，進(jìn)而引起夾刀或刀具振動(dòng)，設(shè)計(jì)了在葉型靠近剃灰槽部位的輔助支撐工裝，見(jiàn)圖2~圖4。




3工藝實(shí)施
　　加工大型樅樹(shù)型葉根及葉頂剃灰槽在我公司屬于首次，因此首先進(jìn)行了工藝試驗(yàn)。在兩種設(shè)備上，對(duì)葉片均采用一夾一頂?shù)难b夾方式。
　　葉根試切開(kāi)始后，為了避開(kāi)葉根一側(cè)肩膀的長(zhǎng)平面，球頭銑刀伸出部分過(guò)長(zhǎng)，引起振動(dòng)，進(jìn)而影響工件精度。于是，選購(gòu)了抗振加長(zhǎng)刀柄，見(jiàn)圖5。

而且降低了葉根夾具的厚度，并將夾具干涉部分銑去，最終解決了振動(dòng)問(wèn)題,玻璃鋼負(fù)壓風(fēng)機(jī)。
　　在葉根試切中，葉根程序分為粗銑、半精銑和精銑3個(gè)工步。分別使用高速球頭銑刀Φ4、Φ6、Φ8及高速立銑刀Φ12。經(jīng)多次調(diào)整高速機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和切削深度，最終摸索出較為合適的切削參數(shù)，獲得了滿意的葉根尺寸精度、表面質(zhì)量和加工效率。
　　試切葉頂剃灰槽時(shí)，在加工好葉根后，直接在高速銑床上，將A軸旋轉(zhuǎn)一定角度，使剃灰槽處葉型轉(zhuǎn)平，同時(shí)工裝對(duì)葉型進(jìn)行輔助支撐進(jìn)行加工。整個(gè)葉片試切結(jié)束，經(jīng)檢測(cè)，工件滿足圖紙要求。
　　工藝試驗(yàn)成功后，隨即投入批量生產(chǎn)。至今已完成多臺(tái)大型樅樹(shù)型葉根動(dòng)葉的加工，并順利裝配。最終葉片實(shí)物見(jiàn)圖6。

4結(jié)論
　　根據(jù)公司葉片結(jié)構(gòu)和批量加工的特點(diǎn)以及現(xiàn)有的設(shè)備，采用了五軸數(shù)控A17和高速銑床HSM800相結(jié)合的方法，以銑代磨，充分利用現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，首次實(shí)現(xiàn)了樅樹(shù)型葉根以及葉頂剃灰槽的加工。通過(guò)采用抗振加長(zhǎng)刀柄，解決了高速銑床刀具伸長(zhǎng)受限的難題。通過(guò)設(shè)計(jì)新的夾具，卸掉三爪卡盤(pán)，輔助支撐葉型，解決了設(shè)備行程受限，并增強(qiáng)了夾具工程的剛性和穩(wěn)定性�？傊�，大型樅樹(shù)型葉根葉片的成功加工，使公司葉片的加工水平上了一個(gè)新臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

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鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)�？照{(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場(chǎng)降溫|車(chē)間降溫|廠房降溫|豬場(chǎng)通風(fēng)|車(chē)間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車(chē)間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)保空調(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
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