120t轉爐副跨電磁起重機作業效率提升技術改造

李紅熙

(新疆德勤互力工業技術有限公司)

前言

2021年是新疆八一鋼鐵股份公司煉鋼廠120t轉爐生產線產能爆發式增長的一年,隨著煉鋼產能逐步提升,副跨區域電磁吸盤行車在廢鋼原料配料作業過程中,由于3臺電磁吸盤起重機配料節奏慢,嚴重影響轉爐進一步提高產能。通過現場實踐,對電磁吸盤行車主起升機構起升速度進行改造設計以獲得更高的起升速度,從而提升作業效率,滿足轉爐高產能生產節奏。

1 問題的提出

八鋼公司第二煉鋼廠120t轉爐產線副跨配料區配備3臺20t額定起重量、起升速度13m/min的電磁吸盤起重機,承擔轉爐生產所需廢鋼原料的配料任務。進入二季度,120t轉爐產線月鋼產量的大幅度提產后,副跨區域3臺配料電磁起重機的配料節奏跟不上轉爐冶煉速度對廢鋼的需求的矛盾凸顯,是對120t轉爐產線產能的進一步提高造成一定影響的因素之一。

經過現場調查,跟蹤記錄每班起重機的作業情況,如何在不增加配料起重機數量的前提下,通過技術改造提高3臺電磁吸盤起重機的作業效率,以滿足煉鋼生產對廢鋼配料供應的需求,是當前急需解決的問題。

2 現狀調查及分析

2.1 120t轉爐副跨配料工藝布局

120t轉爐副跨總長度102m,其中分布2個料池,1#料池長度24m;2#料池長度38m,廢鋼料池因廢鋼種類不同(面包鐵、渣鐵、重料、輕薄料),分別擺放在不同的區域,如圖1所示。14柱至15柱布置有2個廢鋼電子秤,右側有1個廢鋼斗擺放位置,1#和2#料池之間一般擺放2個廢鋼斗,廢鋼量需求較大的情況下,增加第4個廢鋼斗。區域內3臺電磁吸盤起重機,起重能力20t,起升速度13m/min,承 擔轉爐生產所需廢鋼原料的配料任務。

圖1 120t轉爐副跨廢鋼配料區域配料工藝布局圖

2.2 副跨區域廢鋼配料作業特點

(1)在行車配料作業區域范圍內地面人員參與作業極少,人機接觸風險低,安全風險可控;

(2)配料作業行車作業程序單一、重復。主要運作流程:運行-吸料提升-運行-放料下降-運行。起升下降、運行均為短流程作業;

(3)副跨區域長度短僅為102m,3臺起重機作業范圍相對較小,如提高運行機構運行速度,對作業效率提升的效果不明顯,同時增加了相鄰行車碰撞的風險;

(4)對主起升速度進行提速改造設計,可以縮短吸料提升、放料下降2個作業步驟的作業時間,從而達到提升作業效率的目標。

3 技術改造設計措施實施

在較短的的工作區域內,起重機運行速度提升沒有決定性意義,反而增加了相鄰起重機碰撞的安全風險。但是通過對行車起升速度改造,可以縮短吸料提升、放料下降兩個作業步驟的作業時間,從而達到提升作業效率的目標 。

通過查閱文獻資料及現場論證,在不改變現有起重機起升機構布局的前提下,滿足現有起升機構主減速器輸入、輸出功率的基本條件,可以通過對主起升機構起升速度進行改造設計以獲得更高的起升速度,從而提升作業效率。

3.1 方案設計關鍵技術點

由于起升機構滑輪系的倍率不能夠改變,那么

根據起升速度的計算公式

式中:Vn-起升速度, m/min;

nt-減速器轉速,r/min;

D0-卷筒直徑,m;

a-滑輪組倍率。

通過計算公示得出,在電動機輸入轉速不變前提下,通過降低減速器速比、同時增大卷筒直徑,可以有效提高起升速度。

3.2 方案設計實施過程控制

(1)電動機重新選型:原設計電動機規格型號為YZR315S-8 75Kw,通過重新選型更換為YZR315M-8 90Kw。增大電機的輸入功率,電機輸入轉數不變720rpm,并更換電動機電阻1套。

(2)減速器功率校核選型:原設計減速器規格型號為ZQA750-25.02-3CA,更換為ZQA750-23.34-3CA通過手冊選型并校核,高速軸輸入功率在‘中型工作類型’工況下,高速軸許用功率為95Kw,電機輸入功率小于減速器高速軸最大許用功率,滿足。

(3)卷筒組重新選型:將原Φ500×1500(mm)更換為Φ650×1500(mm),通過增大卷筒組直徑以獲得單位時間內鋼絲繩最大纏繞線速度,實現速度提升。

通過以上選型改造(見圖2)并計算,可以將原有起升速度13m/min提升至16.28m/min,起升速度提升25.23%。

圖2 技術改造簡圖

4 實施效果

2021年5月完成了120t轉爐副跨區域2#電磁吸盤行車主起升機構的提速改造工作并投入運行。

經過現場跟蹤測算,每班2#行車按20斗廢鋼配入量計算,1斗廢鋼平均需要完成25～30次工作循環。一個工作循環包含吸料上升和下降放料兩個步驟,需時20分鐘左右,除去廢鋼斗高度、電磁盤高度,實際提升、下降范圍在4～6m,起升速度提升25.23%后,一個廢鋼斗配料時間較改在造前節約5分鐘,每班節約100分鐘,可多配出廢鋼4～5斗,滿足了每班 40爐以上廢鋼原料需求,提升了作業效率,有力的保障了煉鋼產能提升。本成果可推廣應用于各生產作業線用于提升起重設備作業效率的技術改造措施,并可以應用于新建工程購置起重設備的效率測算、起重設備選型技術方案的前期策劃。