試析擺動流嘴在高爐煉鐵中的應用

■ 顧懷松 貴州安科勞動保護技術有限責任公司

在高爐煉鐵生產(chǎn)中，由于出鐵量大，傳統(tǒng)的單相鐵路排鐵水罐方法局限性較大，鐵溝長、罐位多、鐵廠面積大，不僅會影響到生產(chǎn)效率，同時還會加劇基礎設施投資建設成本，影響到煉鋼廠的經(jīng)營效益。而擺動流嘴的應用，可以有效改善這一問題，在鐵水溝下放安裝，經(jīng)由鐵水溝流出的鐵水，可以根據(jù)生產(chǎn)需要流轉(zhuǎn)到任何方向，最終流入到鐵水罐車中。加強對其研究，可以為后續(xù)相關工作提供支持，推動煉鋼產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

一、擺動流嘴作用和優(yōu)勢

高爐煉鐵中涉及到的設備較為眾多，如何保證生產(chǎn)活動安全、高效進行，將直接影響到煉鋼廠的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，對于整個行業(yè)發(fā)展同樣帶來了極大的影響。作為高爐爐前設備中不可或缺的組成部分，擺動流嘴適用于大、中型高爐出鐵廠，一般是在鐵廠下面位置安裝，將經(jīng)由鐵水溝流出的鐵水注入到鐵廠平臺下的鐵水罐中。在具體使用中，如果發(fā)現(xiàn)擺動流嘴存在異常問題，可能導致鐵水無法準確進入到下方鐵水罐中，發(fā)生燒壞鐵水管或是跑水問題，埋下一系列安全隱患，不利于擺動流嘴原有作用發(fā)揮，制約煉鋼生產(chǎn)活動的順利展開。

就擺動流嘴優(yōu)勢來看，主要表現(xiàn)在以下幾點：（1）生產(chǎn)現(xiàn)場溫度和粉末得到有效改善，人工勞動強度隨之降低，改善作業(yè)環(huán)境；（2）鐵溝長度有所減少，可以實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的優(yōu)化布設，降低基礎設施建設投資力度；（3）鐵溝消耗量大大減少，爐前鐵水運輸能力隨之提升，促使高爐車間和鐵路布置優(yōu)化。擺動流嘴在實際應用中，主要是將電動機傳動裝置作為驅(qū)動裝置，在高溫環(huán)境中可以可靠運行。通過鏈條傳動，即便發(fā)生故障問題，也可以規(guī)避對高爐出鐵的不良影響，確保生產(chǎn)活動的安全有序進行。

二、擺動流嘴的構成

擺動流嘴是一種煉鐵廠爐前裝置，主要包括手動和氣動兩種傳動方式。其中手動方式主要是借助鏈條連接在差動聯(lián)軸器上，如果氣動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以采用手動傳動方式予以實踐，確保生產(chǎn)活動順利展開。就擺動流嘴的內(nèi)部構成來看，其中包括減速機、差動聯(lián)軸器、氣馬達和手動部分構成，手動部分主要是指鏈條動、傳送裝置、橫練裝置和指示盤等。流嘴長度為3800mm，擺動角度大概在8°～16°左右，運行時間為13s～16s，嘴溝底高度8m左右。

衡量裝置是流嘴本體構成，流嘴本體兩段流嘴口小，中部呈現(xiàn)為船型的鋼結構。短軸和曲軸組成耳軸，短軸和曲軸之間緊密聯(lián)系在一起，在耳軸兩端滑動軸承上支撐。在耳軸和流嘴本體之間安裝卡塊，確保流嘴本體與耳軸緊緊契合。這就需要相關工作人員在擺動流嘴本體檢修中，嚴格遵循程序進行，將卡塊拉出去后再吊出流嘴本體。流嘴本體安裝中，吊入流嘴本體后放入卡塊，促使耳軸與流嘴本體之間結合成一體。

三、高爐煉鐵中擺動流嘴的現(xiàn)狀

在高爐煉鐵中，擺動流嘴作為爐前裝置中不可或缺的組成部分，使用情況好壞將直接影響到高爐出鐵情況。其中包括擺線針輪減速機、氣馬達、差動聯(lián)軸器、連桿、渦輪渦桿減速機和溜槽組幾個部分構成。如果氣動系統(tǒng)發(fā)生故障問題，可以手動方式備用。對于現(xiàn)有的PLC控制程序進一步優(yōu)化，用主令反饋到位點復位，確保PLC在請求命令后第一次接受，即將請求命令取消，避免擺動流嘴出現(xiàn)頻繁擺動問題，確保生產(chǎn)活動有序開展。

擺動流嘴在實際應用中，有助于縮短生產(chǎn)周期，提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率。盡管擺動流嘴是以啟動為主，但是如果氣動系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)故障問題，這時候就需要說動操作，轉(zhuǎn)動400多次擺動流嘴滿足生產(chǎn)需要。但是此種方式局限性較大，人員勞動強度大，流嘴轉(zhuǎn)速慢，無法實現(xiàn)出鐵倒罐，甚至由于跑鐵水帶來嚴重的安全事故，燒壞鐵軌，為高爐安全穩(wěn)定運行埋下一系列風險隱患。所以，為了改善這一問題，迫切的需要對現(xiàn)有的擺動流嘴改造和完善，摒棄以往的手動控制方式，借助數(shù)字化技術實現(xiàn)電動控制，這樣即便氣動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，仍然可以通過電動支持擺動流嘴的運轉(zhuǎn)，確保擺動流嘴的運行安全。

四、擺動流嘴的改進優(yōu)化方法

盡管擺動流嘴在爐前使用中優(yōu)勢明顯，可以有效提升生產(chǎn)效率，帶來更大的經(jīng)濟效益，但是其中仍然有一定的問題存在，有待進一步改進和完善。擺動流嘴主要是以氣動方式為主，手動為輔，即便氣動系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行，但是在使用中仍然可能出現(xiàn)氣壓不穩(wěn)或是停氣事故出現(xiàn)，影響到氣動系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。所以，對于擺動流嘴的優(yōu)化改進，主要是采用電動方式。

活塞式的氣動機轉(zhuǎn)速大概在800r/min，擺線減速機傳動比I=11，差動差動聯(lián)軸器氣動傳動比I=1.103；手動操作中，I=10.7，氣動一級減速后，轉(zhuǎn)速逐漸變成72.72r/min，二級減速后轉(zhuǎn)速為65.93r/min，最終可以確定得出手動轉(zhuǎn)速是705.45r/min。通過計算分析可以得出最終的結果，轉(zhuǎn)速對應的的電動機功率是3kW。所以對擺動流嘴改造中，電動機的功率應該為3kW，轉(zhuǎn)速保持在710r/min。電動機轉(zhuǎn)速和實際之間轉(zhuǎn)速差異顯著，確保電動機和鏈條之間傳動。

通過對擺動流嘴的改進和完善，在實踐應用中成效較為可觀，可以有效改善氣壓不穩(wěn)的問題，一旦出現(xiàn)問題可以及時有效解決，盡可能避免設備故障問題出現(xiàn)。此種改造方式成本低，操作簡單，不僅可以降低人工勞動強度，還可以提升生產(chǎn)效率，避免鐵水外溢燒毀鐵路事故出現(xiàn)，確保各項工作有序開展。擺動流嘴在實踐應用中，每月至少出現(xiàn)兩次減風問題，每一次減風都可能對350t產(chǎn)量帶來嚴重影響，每年減產(chǎn)大概4200t。并且還需要人工檢修，加劇檢修成本，耗費大量的成本。從中不難看出，通過對擺動流嘴的改造和完善，有助于降低生產(chǎn)成本的同時，提升鐵產(chǎn)量，帶來更大的經(jīng)濟效益，推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

五、結語

綜上所述，在高爐煉鐵生產(chǎn)中，通過擺動流嘴的應用，可以有效改善傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的缺陷和不足，在鐵水溝下方安裝，通過對工藝的優(yōu)化和完善，經(jīng)由鐵水溝流出的鐵水，可以根據(jù)生產(chǎn)需要流轉(zhuǎn)到任何方向，最終流入到鐵水罐車中，避免出現(xiàn)跑鐵水燒毀鐵軌。

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