高爐移蓋機設備穩定性優化及改造

索學坤　寧小鋒　原兵燕

摘 要：安鋼4 747 m3大型高爐爐前系統有四套移蓋機設備，運行使用頻繁、環境惡劣，該系統運行過程中主溝蓋經常出現卡阻、晃動等問題。通過對移蓋機設備進行系統改造，運行過程中的平衡性、穩定性得到了很大提升。

關鍵詞：高爐；移蓋機；穩定裝置

STABILITY OPTIMIZATION AND TRANSFORMATION OF COVER MACHINE FOR BLAST FURNACE

Suo Xuekun? ? Ning Xiaofeng? ? Yuan Bingyan

（Anyang Iron & Steel Co. ， Ltd.? ? Anyang? ? 455004，China）

Abstract：There are four sets of cover machine in Angang 4 747 m3 large blast furnace. The operation is frequently used and the environment is harsh，During operation， the cover machine often appears problems such as blockage and shaking. Through the system transformation of the? cover machine equipment. The balance and stability of the operation have been greatly improved.

Key words：blast furnace；cover machine；stabilizing device

0? ? 引? ? 言

國內大型高爐，出鐵場屬設備事故多發及環保治理困難的環節，特別是出鐵口、渣鐵溝附近，溫度高環境惡劣，空間受限制等多種因素，鐵水溝上方通常設置重型主溝蓋及除塵設施，確保爐前區域環保達標，設備穩定及操作人員的人身安全。煉鐵廠目前運行三座高爐，一座4 000 m3級高爐、兩座2 000 m3級高爐，3號高爐有效容積4 747 m3，屬特大型高爐，為防止鐵水噴濺對高爐爐前設備的損壞，同時遮蓋爐前煙氣，保護爐前操作環境，3號高爐設有主溝蓋，并配置用來移動主溝蓋的專用設備移蓋機，實現在出鐵過程中主溝封閉，防鐵水噴濺，減少煙塵污染等效果。

1? ? 設備結構原理及問題分析

1.1? ? 整體布置及工作原理

3號高爐出鐵場共有四個出鐵口，每一個出鐵口配備一臺懸掛式全液壓移蓋機，C1出鐵場配備1號、2號移蓋機，C2出鐵場配備3號、4號移蓋機，1號、3號移蓋機相同，2號、4號移蓋機相同。

高爐共有兩個爐前液壓站。移蓋機的液壓站與泥炮和開鐵口機共用，四個操作臺分別布置在兩個操作室內，每臺移蓋機和泥炮、開口機公用一套操作臺。

當高爐鐵口需要出鐵時，開口機將鐵口打開后退回待機位置，此時啟動移蓋機將鐵溝蓋從待機位置吊起運行至鐵水主溝上方將其蓋上防塵、防噴濺。當鐵口鐵水出完一個周期后需要堵住高爐鐵口時，啟動移蓋機運行至主溝蓋上方吊起主溝蓋移動到待機位置，讓出鐵水溝通道以便泥炮運行。

3號高爐使用的移蓋機設備屬于懸掛平移式，主要由行走機構、行走液壓缸、提升機構、提升液壓缸、液壓膠管、機架組成（見圖1）。移蓋機的主要技術參數如表1所示。

工作原理：提升機構是由提升油缸、轉臂、連桿、吊臂組成；提升油缸推動轉臂，由連桿將推力傳至吊臂上，吊臂將鐵水溝蓋向上提升。走行機構由水平液壓油缸、油缸支座、活塞桿支座組成；水平液壓油缸活塞桿前端固定在牽引支座上，缸體中部固定在大車架油缸支座上，通過液壓缸的運行使大車移動從而實現鐵水溝蓋移動至預定位置。當高爐鐵口需要出鐵時，開口機將鐵口打開后退回待機位置，此時啟動移蓋機將鐵溝蓋從待機位置吊起運行至鐵水主溝上方將其蓋上以便防塵、防噴濺。當鐵口鐵水出完一個周期后需要堵住高爐鐵口時，啟動移蓋機運行至主溝蓋上方吊起主溝蓋移動到待機位置，讓出鐵水溝通道以便泥炮運行。四個鐵口按出鐵順序重復上述機械動作。

1.2? ? 系統運行中存在的問題

高爐出鐵場移蓋機提升鉤101和主溝蓋提升桿201為圓形孔-軸結構（見圖2），主溝蓋（200）在提升、平移時，由于慣性原因經常造成晃動，主溝蓋重量重約20t，負載較大，產生的晃動、碰撞對移蓋機液壓缸和鋼結構造成較大沖擊力，頻繁及長時間的沖擊導致液壓缸損壞、運行機構變形，主溝蓋也因晃動、碰撞出現耐火料松潰、脫落、鋼結構變形等，造成備件及消耗量增加。晃動過大時甚至發生主溝蓋與爐體發生碰撞，造成高爐生產安全事故，存在極大的安全隱患。

2? ? 部件的選用及改造方案

通過對整個設備運行軌跡進行分析，發現發生晃動及卡阻的原因是移蓋機提鉤與主溝蓋在提升及平移中，由于受力及連接部位的接觸面積小，而且提升及平移產生失衡狀態時無法及時消除，造成晃動及卡阻的出現，針對以上問題，最終設計出移蓋機防晃裝置。

在移蓋機基體上增設左右對稱的四處防晃裝置組成（見圖3、圖4、圖5）。防晃裝置在前后部分除限位桿長度不同外，其他部位結構相同，其組成部分為：安裝座301，螺母302，調整墊片303，碟簧墊片304，碟簧305，限位桿306。

安裝時，在限位桿306上依次穿上碟簧墊片304、碟簧305、碟簧墊片304，讓后將限位桿306穿入安裝座301上相應的安裝孔內，然后穿入調整墊片303，使用兩個螺母302進行鎖緊。將限位桿306的底部與溝蓋200端面貼合，使用調整墊片303調整螺母302安裝，碟簧預緊10%。

通過設置的四處防晃裝置300，四個限位桿306底面形成一個平面，此平面與溝蓋200上平面貼合，對溝蓋200形成約束。當移蓋機100向左啟動運行時，溝蓋200由于慣性，有以提升桿201為中心向右上擺動的趨勢，此時移蓋機100右側兩處防晃裝置300受力，阻止溝蓋200晃動。同理，當移蓋機100向左運動停止或向右啟動運行時，左側防晃裝置300受力，阻止溝蓋200晃動。為避免剛性連接導致慣性力通過限位桿306傳遞到移蓋機100造成移蓋機100跳動，本方案在限位桿306處設置碟簧305進行緩沖，吸收溝蓋200晃動的能量，從而實現移蓋機100和溝蓋200平穩運行。

3? ? 應用效果

經過改造，設備性能大幅提高，有效解決了移蓋機晃動、卡阻、設備磨損嚴重、設備故障率偏高等問題，消除了設備隱患，提高設備、備件使用壽命，減少了檢修次數和設備維修費用，減少了檢修次數和設備維修費用，設備作業率提高了10%以上，經濟效益顯著。

3.1? ? 備件成本節約效益

移蓋機所使用的提升液壓缸單價7 700元，行走液壓缸單價16 000元。未增加防晃裝置時，液壓缸平均使用壽命在0.5年。增加后使用壽命增加至1年。3號高爐共四套移蓋機，一年液壓缸備件消耗節約資金47 400元。

3.2? ? 維修費用及其他

主溝蓋在未安裝防晃裝置前，晃動、碰撞導致主溝蓋耐火料松潰、脫落，使用壽命在20天。改造完成后，有效防止了主溝蓋上的耐火料因碰撞導致的松潰、脫落，使用壽命延長至40～45天，較前期壽命增加一倍，主溝蓋的維修成本在5萬元，壽命延長，全年節約費用150余萬元。

主溝蓋上懸掛軸和移蓋機提鉤也因為改造效果良好使用過程中磨損量減少，由每月更換一次延長至每三個月更換一次。在消除生產安全隱患降低備件消耗的同時維檢工作量也大幅度減少。

4? ? 結束語

利用現有條件，通過分析、研究、改進，在原有系統設備各方面參數不變的情況下，對移蓋機設備進行完善改造，極大程度上提高了高爐移蓋機設備運行的可靠性及運行效率，避免了環境造成污染的同時也為高爐的穩產、高產奠定了基礎。實踐證明，以上技術設備及工藝方面改造的應用，在技術、安全、操作等方面切實可行，具有可觀的經濟效益和環境效益，同時也產生了良好的社會效應。

參考文獻

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