高爐全液壓開鐵口機優化改造

張守旗

（山東鋼鐵萊鋼集團型鋼煉鐵廠 山東萊蕪）

一、概述

萊鋼1880 m3高爐爐前開鐵口機采用全液壓機械開鐵口設備，系高爐爐前主要機械設備三機之一，屬于遠距離人工操作一次性開鐵口設備，工作原理為開鐵口機能夠迅速回轉至工作位置使鉆桿準確對準出鐵口，然后由液壓馬達驅動推進液壓鑿巖機旋轉、沖擊打通鐵口，完成工序后迅速退回到安全停放位置。

圖1 全液壓開鐵口機裝配示意圖

全液壓開鐵口機主要由回轉機構、吊掛機構、進給機構、液壓鑿巖機及附屬設施等部分組成。

二、存在問題

1.故障率、維修成本高使用壽命短

現場所使用YYG350型液壓鑿巖機，主要由兩大部分組成，即轉釬機構和沖擊機構。在使用過程中，常出現開口時間長、旋轉和沖擊力小；蓄能器、軸承、密封損壞使用壽命短；開口霧化效果差，鉆口時揚塵大，釬具壽命短暫等問題，使得鑿巖機故障率高、使用壽命短，一般使用壽命為4～6個月，不僅增加維修費用，而且影響鐵口開口效率。

2.鑿巖機小車易變形、動作不順

開鐵口機行走小車即鑿巖機固定主要采用30×30 mm槽鋼，槽鋼壁薄，鋼結構強度低，小車行走輪采用銅質滑動軸承，在生產使用過程中，受鑿巖機自身重力、開鐵口機反沖擊作用，鑿巖機行走小車架變形損壞，使用壽命短，行走不暢，影響鐵口開口。

3.高壓膠管燒損

開鐵口機回轉、傾角和小車行走等功能6根高壓金屬外編膠管，鋪設回轉臂一側，正對著鐵口主鐵溝，在鐵口出鐵時，高溫、熱輻射及鐵水噴濺直接作用在高壓金屬外編膠管上，造成膠管燒損，頻繁更換，消耗大量備件，且高溫和高熱輻射給維修更換帶來極大不便。

三、改造方案

1.全液壓鑿巖機的升級改造與應用

為提高鑿巖機旋轉、沖擊機構的性能，重新對鑿巖機進行對比選型，通過TFYY3548液壓鑿巖機和YYG350液壓鑿巖機旋轉機構、沖擊機構的參數、性能對比（表1），TFYY3548液壓鑿巖機比YYG液壓鑿巖機性能更優、動力更大，是升級版新技術產品，其沖擊機構采用雙向進油，轉釬機構采用變速齒輪和滾動軸承結構，與YYG350系列液壓鑿巖機產品相比具有轉動穩定、無外泄漏、輸出的鉆削扭矩大、沖擊功率大等優點；鉆穿鐵口的時間僅為60～180 s，現廣泛應用于1280～3200 m3高爐上；在卸釬時該結構可容許鑿巖機短時間（3～4 s）間斷性空打，以便快速卸釬。

表1 鑿巖機主要參數對比表

圖2 水霧化系統原理圖

2.水霧化系統的應用

針對爐前開鐵口機開口時揚塵、鑿巖機、釬具使用壽命短等問題，為杜絕粉塵、冷卻釬具和降低消耗等。對比各種水霧化系統的優缺點，而YWH1000C霧化系統產生的水霧細膩均勻、壓力高、流量大、使用方便、安全可靠，在開鐵口機鉆進過程中給予鉆頭良好的冷卻，可確定1個鉆頭完成開口，無須中程更換；顯著提高鉆進效率，降低爐前消耗；使排渣順暢，有良好的除塵效果。在1880 m3高爐爐前開鐵口機增設水霧化吹掃系統比較選型時，考慮到投資節省與操作的可比性，采取1臺霧化系統供2個鐵口使用的設置，完成開鐵口機的水霧化動力供應。

3.鑿巖機行走小車改造

（1）小車架整體結構選型改造。將原鋼結構強度低的焊接槽鋼30×30 mm小車架改型為采用30 mm厚鋼板加工制作的鋼結構架，提高小車架的整體剛性結構強度。

（2）改進行走小車輪摩擦方式，將原銅質軸套滑動摩擦方式改為雙列滾動軸承摩擦形式，增設軸承自動潤滑裝置。

4.回轉機構增設旋轉接頭

（1）旋轉機構增設旋轉接頭。為解決開鐵口機回轉、傾動和小車行走等工作6根高壓膠管擺放混亂且頻繁燒損問題，在開鐵口機旋轉機構上方增設1臺液壓KT1880.6.1502旋轉接頭，采用Φ28 mm×4 mm不銹鋼硬管連接替代高壓膠管。

圖3 液壓開鐵口機裝配示意圖

（2）進給機構增設旋轉接頭。為改善開鐵口機鑿巖機沖擊和旋轉4根高壓膠管工況，解決高壓膠管頻繁燒損問題，采取增設旋轉接頭和不銹鋼液壓管線替代高壓膠管，在吊掛機構與進給機構之間增設由液壓硬管連接的旋轉接頭3組件，其中旋轉接頭1安裝固定于吊掛機構上，旋轉接頭2安裝固定于進給機構上，在吊掛機構與進給機構之間增設懸空旋轉接頭3，由兩組不銹鋼鋼管連接支撐，兩組油管能夠繞旋轉接頭3自由轉動折疊、伸長，實現進給機構的循環前進開鐵口、后退復位。

圖4 液壓開鐵口機裝配示意圖

四、改造效果

通過爐前全液壓開鐵口機的改造應用，解決了鑿巖機開口時間長、旋轉、沖擊力小、開口揚塵及油管頻繁燒損更換等問題，全液壓開鐵口機運行可靠性提高，實現了降低故障率、節省維修費用的既定目標。