SS型炉顶设备在长钢的应用和维护.doc

ＳＳ型炉顶设备在长钢的应用和维护炼铁厂 摘 要 长钢分别于２００４年和２００９年投产两座１０８０ｍ³高炉高炉炉顶设备采用的是ＳＳ型无料钟炉顶结构ＳＳ型炉顶设备为国内自行设计、长锻制造的、具有独立的知识产权和核心技术，打破了无料钟炉顶设备由卢森堡垄断的局面在使用过程中，对受料斗、上下密阀、溜槽等进行了改造，保证了设备安全可靠运行和高压操作其应用与改进都具有重要而深远的意义关键词 高炉；炉顶设备；性能；维护检修；故障；排除1、引言长钢 3#、6#高炉采用的是 PW 型炉顶设备，两座高炉同属于一个类型，设备结构和参数基本相同8#、9#高炉采用的是 SS 型高炉无料钟布料器SS 型—1080m³设计本着技术设备先进、实用的原则，在汲取同级高炉成功设计经验的基础上，采用了一些行之有效的新技术和新材料，如高炉炉顶料罐的使用，γ 射线穿透技术，溜槽 α 角摆动靠钢丝绳传动，实现了多环布料，炉顶装料和卸料采用了多层控制，小面积软密封提高炉顶压力，整个装料和卸料的过程都依靠液压传动来完成，进一步简化结构，完善了各方面的功能，结构简单，制造容易，安装、维护方便，给高压操作提供了优越条件，取得了很高的经济效益。

在多年的生产使用过程中，随着设备技术和材料的不断改进，无料钟炉顶设备在长钢的优势得以体现，使用寿命也不断提高、不断优化，故障停机率大大降低2、炉顶设备的组成2.1 无料钟炉顶设备主要由以下几部分组成：①受料斗，②上料闸阀，③上密封阀，④下料罐，⑤下部节流阀，⑥下密封阀，⑦气密箱，⑧溜槽气密箱体内包括 α 角装置、β 角装置、炉顶钢圈与水冷盘，以及更换溜槽等专用装置等2.2 检测仪表（压力、温度、流量）自动化控制及电气系统润滑系统水冷系统均压系统表 1 1080m³高炉无料钟炉顶性能参数项目 参数炉顶设计压力 MPa 0.2料罐的有效容积 m³ 23上密阀直径 mm Φ800下密阀直径 mm Φ680均压与放散阀通径 mm DN300溜槽长度 mm 2800正常倾动角度 9°~40°最大范围 5°~45°溜槽 α 角靠数字油缸传动 α 角精度：<0.1溜槽倾动速度 最大 6°/s注：更换溜槽是，使用 16T 电葫芦与两个 10T 倒链，将更换溜槽托架，插入炉内，挂上溜槽2.3 SS 型炉顶设备的优点：2.3.1 运转性能好SS 型布料器一是同步性能好，二是运转平稳，溜槽无晃动SS 型布料器旋转体虽然采用了两套大轴承，但整个旋转体支承结构不相同，上部采用交叉轴承结构，下部采用一个大型回转轴承，而且比上部轴承大一倍，两者间距大，相当两轴承分别支承在旋转体两端，旋转体运转起来非常平稳。

在大轴承与曲柄之间增设了一个大框架，大框架用两根同轴的梢子固定在轴承的内圈上，这根轴上有一个拨轮，放置在旋转套筒上特意设置的拨槽中，这个槽的方位使框架的轴与曲柄尾轮的轴相垂直，如此框架便成为一个典型的万向节装置这个万向节起着十分重要的作用：一是解决了两曲柄不平行，长短不等造成的受力不均，摆幅不等造成的运动障碍二是解决了旋转套筒与布料器不同心，不同轴问题下部大轴承内圈与旋转体联接，轴承外圈与钢丝绳传动溜槽倾动的导向架联接，这样就形成了溜槽托架既能旋转，又能随轴承外圈的钢丝绳导向架上下垂直运动，从而完成溜槽旋转 β 与摆动 α 的功能2.3.2 控制精度高，设备安全可靠性高，布料工艺性能好控制精度主要在于倾动 α 角的控制，SS 型布料器采用伺服电机控制，加之钢丝绳传动，溜槽倾动，整个系统没有积累误差，也不存在零件磨损误差吗，倾角误差在 0.1°以下，同时倾动速度可达到 6°/s，布料器的指针和码盘在计算机上反映的数值时直接取自溜槽，看到溜槽角度是溜槽的真实角度布料器的溜槽倾动 α 角的摆动幅度是有界限的 6°－45°，为了使溜槽倾动不超过极限而损坏设备，保证安全可靠性，设置了三道保险第一道计算机编程设置了 α 角极限9°－42°，正常工作范围 11°－40°，上下各留了 2°的富余量；第二道在 α 检测装置上安装了一对限位感应开关 8°－43°；第三道机械限位装置，该装置设在卷鼓轮同轴的大减速器的主轴上，该装置在上下两个方向都能精确定位，一旦前两道保险失灵，机械限位便发挥作用，当限位臂碰上限位销时，电机堵转，电流骤增，电流大到一定数值，供电系统跳闸，α 角伺服电机停转，即保护了电机，也保护了钢丝绳。

2.3.3 SS 型布料器采用水冷气封技术SS 型布料器采用水冷气封，水冷气封是主要采用水冷却，用氮气密封，每小时 1000—1200m³/h，气封缝隙适中，旋转套筒与其他部件无摩擦，运转阻力小，单水冷，不水封，克服了气水交叉，使冷却水进入炉内的弊端，使用的冷却水是普通的工业水，开路循环，冷却效果好，在顶温 300℃左右时，布料器可长期正常工作，保证布料器长期处于正常工作温度 40℃以下，有利于延长布料器使用寿命3、SS 型无料钟设备存在的缺隐及改进措施3.1 第一套 SS 型炉顶设备第一套 SS 型炉顶设备于 2004 年投产，投产以来，虽然没有出现较大故障，但也存在着许多缺陷影响设备正常使用因此，对这些问题进行了改进1、 投产一年后，瓜皮阀（上料闸阀）阀兰出现磨漏现象造成均压时，料罐压力不正常，给生产和维护造成影响如果更换成套瓜皮阀，难度较大，费用高，时间长通过对图纸分析，在瓜皮阀内增加一个衬套，从此杜绝了磨漏瓜皮阀的问题2、 料罐内的倒料管内径 Φ750mm，在使用过程中出现南北两侧磨损很大，形成两个槽沟主要原因是下料阀（扇形阀）为长方形开启后为长方形口，形成上圆下方的不合理设计。

通过与厂家商讨，在 9#高炉炉顶设备设计室做了改进，将倒料管做成椭圆形，与扇形阀配合的比较合理通过两年的使用此方法，消除倒料管两侧的磨损3、 上下密阀板在生产实践进行中也存在较大缺陷2005 年 7 月至 10 月，曾出现两次下密胶圈漏气现象，经过检修检查，发现胶圈被原燃料磨破同时在上下密阀板上增加 Φ650mm，高 100mm 的钢圈，将从下料闸的间隙漏下的原燃料收集到钢圈内，开启下密时，原燃料沿钢圈抛向炉内，避免了原料与胶圈摩擦，解决了下密漏气问题，增加了胶圈的使用寿命，为高压操作打下了良好的基础4、 9#高炉于 2009 年 7 月投产，炉顶设备在 8#高炉炉顶设备的基础对气密箱内 α 角传动机构做出了改进，将传动机构动力钢丝绳改为数字油缸传动，减少了检修更换钢丝绳的时间，减少了钢丝绳因断股造成的非计划检修时间3.2 布料器的运行和维护要点3.2.1 要确保布料器的正常运行，最重要的是确保冷却供水，一旦缺水，布料器升温，温度超过 70℃，箱内的两个大轴承和齿面润滑油流失，轴承受热膨胀，强制转动、研坏滚珠和滚道，布料器便不能正常运转，必须拆下大修因此，必须经常关注布料器的冷却水状况。

特别警示：严禁断水！3.2.2 要确保箱内两个轴承和齿面的润滑，必须有严格的润滑制度，布料器的拔轮、曲柄尾轮因一直在旋转中，不能连续注油应该在每次布料器计划检修的时候人工注油，并且注油时要过量注油，将旧的油脂挤出为好，但润滑点众多（箱内 50 个润滑点） ，给油量相同，分布集中的场合，空间狭小，用常用的黄油枪（压力 2 公斤）不能满足润滑要求，我选择了 SRB 型手动润滑脂泵（压力 10MPa） ，可直接安装于机器的板壁或台架上，由人力摇动操作手柄，排出润滑脂，制作两根高压胶管（10 米） ，接头为带丝扣万向旋转接头，接头可以直接拧到润滑点，可以节省大量的时间，润滑质量可得到保证3.3 SS 型炉顶运转现状从 2009 年 9 月投产以来，运行基本正常，有一点需要说明：在这期间投产半年后，溜槽突然停转，经过休风处理后正常，原因分析，可能是氮气流量波动，炉内含尘煤气吹入气密箱内，造成旋转套筒与水冷盘上沿之间的缝隙进灰堵塞，阻力增大，溜槽转不动，利用休风后，清理积灰后正常为了避免对阀座和炉喉管的直接磨损，在上料闸阀内，下密上衬套与波纹管内增加硬质合金套中套，延长了使用寿命目的，特别是中心喉管，使用两年后一点也没有磨损。

3.结束语SS 型炉顶设备应用于长钢炼铁厂以来，就目前在长钢的表现，效果良好，能够满足高炉的工艺生产，即节省了投入建设资金，又提高了高炉的装备水平的技术含量。