3200m3高爐無料鐘爐頂水冷齒輪箱故障分析與維護

王　亮（本鋼集團有限公司北營煉鐵廠,遼寧　本溪　117000）

3200m3高爐無料鐘爐頂水冷齒輪箱故障分析與維護

王亮
（本鋼集團有限公司北營煉鐵廠,遼寧本溪117000）

摘要:本鋼集團有限公司北營煉鐵廠（以下簡稱北營公司）新建2座3200高爐。其中新1#3200高爐始建于2011年，2012年11月新1#高爐投入生產。其高爐上料為串罐式無料鐘上料形式，爐頂水冷傳動齒輪箱采用PW公司國外先進技術，由中鋼西冶有限公司制造。生產表明，無料鐘爐頂布料靈活，具有定點、環形、扇形、螺旋布料方式，并且采用軟硬結合密封,有效加強了密封性能，提高了爐頂壓力。而水冷傳動齒輪箱是無料鐘爐頂布料的核心部分，布料均勻與否將直接影響高爐的正常生產運行，因此該設備的正常運行與日常維護非常關鍵。

關鍵詞:高爐;齒輪箱;維護

在北營公司新1#高爐2年多的運行中，水冷傳動齒輪箱出現過旋轉電機和傾動電機電流增大、溫度超高等現象，導致齒輪箱內齒輪變形、磨損嚴重，設備時常出現偷停現象。部件達不到使用周期即被更換，縮短了齒輪箱的使用壽命。如何有效的控制齒輪箱的電機電流增大、內部溫度超高等故障，本文做了如下分析。

1　水冷傳動齒輪箱基本結構及工作原理

北營公司使用的水冷傳動齒輪箱由上部旋轉裝置、傾動裝置及齒輪箱本體等幾部分組成。齒輪箱中心為下料喉管，底部為布料溜槽支撐部分。上部旋轉裝置、傾動裝置分別控制著布料溜槽的旋轉與傾動，齒輪箱內部為行星齒輪機構，可使布料溜槽單獨產生旋轉與傾動，也可以同時產生旋轉及傾動。從而達到點式布料、環形布料、扇形布料和螺旋布料等方式。齒輪箱內部采用循環水冷方式，降低齒輪箱內部溫度。并且采用氮氣密封方式防止爐缸內粉塵進入齒輪箱內部，故又稱為水冷氮封型傳動齒輪箱。潤滑方式為集中干油定點式潤滑。

2　典型故障分析

2.1連接螺栓斷裂

齒輪箱旋轉體中部由多個高強螺栓聯接，若螺栓強度達不到使用要求、安裝時螺栓相互間的預緊力不均等均有可能造成部分或全部螺栓松動或因受力超過其極限值而發生疲勞斷裂，使得整個旋轉體向一邊偏斜，造成旋轉體刮水板和密封板及下水槽，使電機負載增大，電流過大。

2.2齒輪箱內潤滑油過多

潤滑油過多會造成水冷管堵塞。齒輪箱上分布有多個注油點，對齒輪箱各部位注油潤滑。長時間后會產生大量積油，由于齒輪箱內部充滿氮氣，一旦氮氣壓力過大，部分油脂就會進入冷卻板和水冷管內，使得水冷管堵塞，水量小，冷卻板達不到導熱功能，導致齒輪箱溫度升高、電機電流增大。

2.3齒輪箱底部耐火材料脫落

齒輪箱底部噴有防高溫耐火材料，來降低齒輪箱內部溫度。由于長期受爐缸內高溫烘烤，耐材逐漸脫落，齒輪箱底部長期直接接觸爐內高溫，導致齒輪箱溫度升高。

2.4齒輪箱氮氣密封故障

齒輪箱氮氣主要作用為壓制爐內粉塵，保證齒輪箱內部清潔。所以齒輪箱內氮氣壓力一定要高于爐內壓力，否則將失去氮封效果。大量粉塵進入齒輪箱內部后，會使得齒輪嚙合表面存有雜質，運行困難，導致電機電流增大。

2.5齒輪嚙合故障

齒輪箱內分別有旋轉齒輪和傾動齒輪兩部分。一旦爐內溫度過高導致齒輪箱溫度升高時，齒輪受熱會產生一定的膨脹變形，導致大小齒輪嚙合過程中間隙變小，運轉時受力不均，相互擠壓，導致電機電流增大。

2.6水冷系統故障

齒輪箱設有專門水冷供水循環系統，利用水溫帶走齒輪箱內部溫度，使齒輪箱溫度達到正常，一旦水冷系統出現供水問題、水溫偏高，齒輪箱溫度不能正常冷卻，導致溫度升高。

3　高爐傳動齒輪箱維護管理要點

（1）熟練掌握齒輪箱工作原理與運行條件，設專業點檢員日常維護。

（2）齒輪箱布有三處測溫點，分別檢測不同區域的溫度變化。定時觀察齒輪箱的溫度變化，適當調節齒輪箱的冷卻水流量和氮氣量。比例適中，防止氮氣量過大導致冷卻水溢出水槽流向爐內。

（3）注意觀察齒輪箱內氮氣壓力數值，正常生產情況下齒輪箱氮氣壓力要稍高于爐內壓力，防止灰塵進入齒輪箱內。但由于氮氣存在輸送波動差值，流量不穩會導致氮氣壓力小于爐內壓力，這時就要調整氮氣壓力。最好選用單獨氮氣管道為齒輪箱輸送氮氣，防止氮氣壓力頻繁波動。氮氣溫度要遠低于齒輪箱內溫度，也會對齒輪箱產生冷卻作用。

（4）加強齒輪箱潤滑管理。定期更換上部齒輪箱的稀油潤滑脂并檢查上部稀油潤滑泵的工作狀態。檢查下部齒輪箱內上回轉軸承與下回轉軸承的潤滑情況。檢查集中潤滑分配器是否正常供油，發現損壞及時處理更換，保證齒輪箱各部潤滑。東北地區一年四季溫差較大，在用油時要視溫度變化來選擇油品及油號，并且防止雜質進入油脂內。定期對齒輪箱內部積油進行全面清理。

（5）定期對齒輪箱底部耐火材料進行檢查，發現有脫落現象，要及時噴補修復，避免齒輪箱底部直接受到爐內高溫烘烤。

（6）利用計劃檢修、年修期間對齒輪箱內部大小齒輪、布料溜槽的磨損情況進行詳細檢查，對內部雙向潤滑油泵供油情況檢查并補油。對水冷板，水冷管等密封情況進行檢查。

（7）加強備件管理。對備件的使用周期做好詳細計劃。達到使用周期的部位要立即更換。

（8）加強水冷站的供水管理。水冷系統是否正常直接影響齒輪箱溫度變化。根據齒輪箱溫度變化調整水流量和氮氣量變化。定期對水管道進行清洗，防止油污凝結在管壁上導致水流量減小。

（9）加強與崗位人員溝通聯系。值班室電腦檢測系統時刻檢測著爐頂設備及齒輪箱的運行狀態，一旦發生故障可以有效幫助維護人員準確判斷故障原因，縮短維修時間。

4　結束語

隨著高爐生產工藝的提高，設備的大型化與連續化，爐頂水冷傳動齒輪箱扮演著重要角色。一旦齒輪箱出現故障后必須休風處理，直接影響整個煉鐵工序的正常運行，對企業的后續生產造成巨大的損失。所以如何有效保證齒輪箱的正常運行便成為了重中之重。加強日常維護管理，不斷學習和改進，提升創新思維。嚴格遵守高爐無料鐘爐頂設備維護規程。借鑒國內外同行業對同類型齒輪箱的維護經驗，加強設備日常點檢工作，做好故障預案等一切有效措施，確保高爐正常生產運行。