天鐵無料鐘爐頂系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化

王銀明

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司安全技術(shù)處，河北涉縣 056404）

天鐵無料鐘爐頂系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化

王銀明

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司安全技術(shù)處，河北涉縣 056404）

為解決天鐵高爐爐頂系統(tǒng)存在的問題，對(duì)無料鐘爐頂系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改造。介紹了高爐無料鐘爐頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)組成及存在的故障。對(duì)高爐布料器、氣密箱、密封閥等設(shè)備部件進(jìn)行改造，經(jīng)生產(chǎn)試運(yùn)行驗(yàn)證，可充分滿足高爐生產(chǎn)的需求，節(jié)省了人力、物力、財(cái)力。

高爐 無料鐘爐頂 布料器 氣密箱 密封閥

1 引言

天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司現(xiàn)共有高爐6座。近年來，由于冶煉強(qiáng)度的逐年提高，高爐爐頂壓力逐年增加，高爐無料鐘爐頂系統(tǒng)的設(shè)備出現(xiàn)了問題，布料器氣密箱傳動(dòng)軸時(shí)常卡死不轉(zhuǎn)、密封閥傳動(dòng)軸抱死和節(jié)流閥脫齒等，造成了高爐長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)，影響了生產(chǎn)任務(wù)的完成，因此決定對(duì)高爐爐頂系統(tǒng)的設(shè)備部件進(jìn)行優(yōu)化改造。

2 高爐無料鐘爐頂結(jié)構(gòu)組成

天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司高爐的串并罐式無料鐘爐頂由2個(gè)并列的受料斗、2個(gè)上節(jié)流閥、2個(gè)上密封閥和1個(gè)中心料罐、1個(gè)下節(jié)流閥、1個(gè)下密封閥和布料器串接組成。

2.1 布料器組成

布料器由行星減速箱、氣密箱、布料溜槽和控制系統(tǒng)等組成，氣密箱是布料器的主體部件，也是無料鐘爐頂?shù)年P(guān)鍵部分，氣密箱安裝在爐頂鋼圈上。

2.2 密封閥的組成

密封閥由閥體、傳動(dòng)臂、傳動(dòng)軸、定位套、閥座、閥帽及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。其工作原理是由驅(qū)動(dòng)油缸帶動(dòng)傳動(dòng)軸臂，通過傳動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)閥帽和閥座的密封與分離。

2.3 節(jié)流閥的組成

節(jié)流閥由閥體、節(jié)流板、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)齒輪、排料口及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。節(jié)流閥的工作原理是通過外部驅(qū)動(dòng)力（油缸）帶動(dòng)齒輪，通過和齒輪連接的傳動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)節(jié)流板的往復(fù)開關(guān)。

3 高爐無料鐘系統(tǒng)設(shè)備故障

3.1 布料器的氣密箱故障

布料器的氣密箱旋轉(zhuǎn)圓筒是通過上下兩個(gè)大軸承支承的，下軸承承受軸向力的同時(shí)也承受徑向力，高爐爐喉部位的高溫煤氣，使軸承內(nèi)潤(rùn)滑油在短期溶化流失或蒸發(fā)，致使?jié)櫥投倘?，軸承磨損加劇，最后導(dǎo)致傳動(dòng)氣密箱傳動(dòng)軸卡死不轉(zhuǎn)。在針對(duì)檢修布料器氣密箱設(shè)備部件進(jìn)行故障分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)布料器的氣密箱下軸承潤(rùn)滑油短缺使軸承損壞是傳動(dòng)軸卡死的主要原因。

3.2 密封閥故障

無料鐘爐頂爐喉部位溫度通常可達(dá)400～500℃，密封閥的傳動(dòng)軸也會(huì)因高溫和缺少潤(rùn)滑油而抱死，同時(shí)也難以保證密封閥耐熱橡膠圈在容許溫度范圍下的正常工作。

3.3 節(jié)流閥故障

通過對(duì)節(jié)流閥部位的故障分析，認(rèn)為造成節(jié)流閥傳動(dòng)齒輪脫齒的主要原因有：節(jié)流閥的頻繁操作造成開式齒輪的齒頂磨損；傳動(dòng)軸和軸承套相互磨損造成開式齒輪的中心距加大。

4 高爐無料鐘系統(tǒng)設(shè)備改造措施

4.1 布料器的氣密箱傳動(dòng)軸改造措施

通過現(xiàn)場(chǎng)觀察和資料分析，決定對(duì)氣密箱下軸承的潤(rùn)滑路線進(jìn)行部分改造，以此來增加軸承潤(rùn)滑油的注入量和注油次數(shù)，從而改變軸承潤(rùn)滑缺油現(xiàn)象。具體方法如下：在布料器氣密箱軸承座環(huán)上打2個(gè)深150 mm的圓孔，用油管引出布料器接入干油潤(rùn)滑系統(tǒng)，使?jié)櫥椭苯幼⑷胼S承。改進(jìn)前后油路對(duì)比如下：

改造前的注油路線為：潤(rùn)滑系統(tǒng)→油管→氣密箱上注油孔→隔離圓筒→上軸承箱→齒輪→下軸承箱。

改造后的注油路線為：干油潤(rùn)滑系統(tǒng)→油管→軸承座環(huán)→下軸承箱。

4.2 密封閥的改造措施

在不改變密封閥整體結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)密封閥（通常應(yīng)用于下密封閥）的傳動(dòng)軸進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。沿傳動(dòng)軸中心在軸向加工成Φ20 mm的通孔，然后在通道內(nèi)通以冷卻水。根據(jù)物質(zhì)熱脹冷縮的原理，在循環(huán)水的冷卻作用下，傳動(dòng)軸就不會(huì)因高爐爐頂溫度的升高而造成抱死現(xiàn)象。

4.3 節(jié)流閥的改造措施

針對(duì)故障現(xiàn)象，在不改變?cè)O(shè)計(jì)齒輪分度圓，d= 3 500 mm、壓力角α=20°以及齒寬B=60 mm的基本強(qiáng)度情況下，將齒輪模數(shù)m由5 mm改為10 mm，齒輪齒數(shù)Z由70改為35，齒輪全齒高h(yuǎn)由12.5 mm改為22.5 mm，使得嚙合齒輪接觸長(zhǎng)度增加了10.25 mm，增大了齒輪嚙合面和嚙合強(qiáng)度。改造前后齒輪嚙合的技術(shù)數(shù)據(jù)比較見表1。

表1 改造前后齒輪技術(shù)數(shù)據(jù)

5 高爐無料鐘系統(tǒng)設(shè)備的改造效果

天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司在3#、4#、5#高爐三座大修擴(kuò)容后，均采用了先進(jìn)的串并罐式無料鐘爐頂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造，設(shè)備布置非常緊湊，舊高爐結(jié)構(gòu)非常適合該項(xiàng)改造，節(jié)約了改造資金，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5.1 布料器的氣密箱傳動(dòng)軸改造效果

布料器氣密箱下軸承潤(rùn)滑線路改進(jìn)后，軸承潤(rùn)滑良好，布料器的氣密箱使用壽命延長(zhǎng)1倍以上，布料器轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，布料更加均勻，對(duì)高爐的穩(wěn)產(chǎn)起到了關(guān)鍵性作用。

5.2 密封閥的改造效果

改造后，通過生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，避免了因傳動(dòng)軸抱死密封閥不能正常開關(guān)而造成事故休風(fēng)的狀況，為高爐順產(chǎn)創(chuàng)造了有利的設(shè)備保障條件。

5.3 節(jié)流閥的改造效果

改進(jìn)后的齒輪由于增加了齒輪的接觸長(zhǎng)度和嚙合面，使得齒輪磨損造成中心距增大的數(shù)值得到了補(bǔ)償，避免了齒輪脫齒現(xiàn)象，提高了節(jié)流閥的使用性能。

改造前后的對(duì)比情況見表2。

表2 改造前后的對(duì)比

6 結(jié)語

改進(jìn)后的無料鐘爐頂系統(tǒng)設(shè)備自應(yīng)用于高爐生產(chǎn)以來，取得了比較理想的效果，解決了天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司高爐布料器氣密箱傳動(dòng)軸卡死、密封閥傳動(dòng)軸抱死和節(jié)流閥脫齒等問題，降低了因事故休風(fēng)而帶來的人力、財(cái)力、物力的浪費(fèi)。這使天津天鐵冶金集團(tuán)無料鐘爐頂系統(tǒng)設(shè)備能夠充分適應(yīng)高風(fēng)溫、高頂壓、高冶煉強(qiáng)度、長(zhǎng)周期生產(chǎn)的要求，使無料鐘爐頂系統(tǒng)的優(yōu)越性得到充分發(fā)揮，為實(shí)現(xiàn)年度生產(chǎn)目標(biāo)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

Brief Discussion on Optimization and Modification of Tiantie BF Bell-less Top System

Wang Yinming(Safety Technology Division,Tianjin Tiantie MetallurgyGroupCompanyLimited,SheCounty,Hebei Province 056404,China)

Optimization and modification was carried out at bell-less top equipment of Tiantie BF to tackle the existing problems.The top structure,component and fault are introduced.BF distributor,transmission gearbox and seal valve are modified.Production trial proves that BF production requirement is fully met and manpower,material resource and financial capability saved.

BF,bell-less top,distributor,transmission gearbox,seal valve

王銀明，男，工程師，1989年畢業(yè)于天鐵職工大學(xué)冶金機(jī)械專業(yè)，現(xiàn)在天津天鐵冶金集團(tuán)安全技術(shù)處從事冶金機(jī)械安全技術(shù)管理工作。

（收稿 2012－03－26 編輯 潘娜）