高炉布料器的主要故障分析与维护

动性能合格判为不合格的情况；路试法能检测
出汽车的动态制动性能，尤其系统中的微处理
单元具有较强的数据处理能力，保障了数据处 理精度。另外，该方法还能测定汽车的制动距离， 这一点比台检法有优势。而且还能检测无法上 线或超过设备载重的汽车性能。
3. 总结 为了对汽车制动性能有个准确的把握，我 国应加强汽车制动性能测试方法的研究，进而 寻找出检测数据精度更高、操作更为便捷的检 测方法，为及时发现汽车制动问题提供良好的 技术支撑，进而营造良好的交通运输环境，为 我国的经济发展作出突出贡献。 参考文献： [1] 张改 . 汽车制动性能测试方法分析与 研究 [J]. 中国测试 ,2010,04:34-37. [2] 冯如只 , 赵荣珍 , 杨娟 , 邓林峰 . 汽 车制动性能测试系统研究 [J]. 武汉理工大学学 报 ( 交通科学与工程版 ),2011,01:130-133. [3] 杨 继 花 , 王 振 友 , 李 业 德 . 关 于 汽 车 制 动 性 能 检 测 方 法 的 研 究 [J]. 科 技 信 息 ,2011,35:232-233.
3.1. 高炉炉顶上料流程 主要是通过主上料皮带把原料、燃料输送到 炉顶受料斗中，通过挡料阀的开启把受料斗中的 料，分流到下面的两个并列料罐中，再通过料流 阀的调节作用，使料进入下密封阀箱中，最后， 料通过布料器的中心喉管流到溜槽上，从而实现 高炉上料的过程。 3.2. 布料器工作原理 BGIII 型布料器，主要包括主传动与副传动， 二者既可独立运动，也可合成运动。见图 2 所示。
5. 布料器的主要故障与改进 5.1.β 角驱动大轴承的故障 轴承在使用一定的时期之后其滚子及外圈都 会出现不同程度的磨损，轴承间隙随磨损而变大， 磨损程度较大 ( 本体较小 ) 的轴承滚子会卡在其 它管子与轴承外圈之间使大齿轮或双联齿轮都不 能转动造成布料器无法正常工作。在轴承磨损前 期气密箱内部就会出现异音，因此在高炉检修期 间一定要打开布料器人孔，在 β 角转动时进行 仔细检查分辨，以便能及时发现轴承故障，提前 做好准备工作。 5.2. 溜槽倾动曲臂及连杆故障 布料器 α 角传动装置实现溜槽倾动，其中 间传动的曲臂及连杆断裂也是布料器经常出现的 较重大故障，因两部件均在布料器内部，一旦断 裂，布料器将陷入瘫痪状态，高炉必须休风 4-6 小时才能处理。出现曲臂或连杆断裂的故障原因 大都是部件自身材料种类的选用或加工处理方法 或配合精度出现问题。 2011 年 1 月我厂 3# 高炉溜槽角度由 35 度 向 10 度转换过程中，旋转机构（β 角）电机电 流突然升至 35A，随即电机因电流超高停止。经 现场检查后未发现异常情况，后又重新启动电机。 电机再次启动后，岗位人员听见布料器内发出两 声异响，而后消失，布料器 α 角传动角度值停 止不动作。随即高炉休风，经对布料器内部检查 发现，布料器 α 角传动曲臂均在花键配合处断 裂为 3 段，其中一花键轴键齿缺损 4/5。因曲臂 断裂，造成溜槽角度无法调整，布料器无法进行 多环布料。后来经过对断裂曲臂的鉴定分析，得 知断裂曲臂材质为 ZG45。观察曲臂断面，发现铸 造颗粒粗大，没有进行热处理，存在铸造内应力。 而曲臂花键处加工面为应力集中区，花键套在交 变载荷作用下产生疲劳断裂，曲臂设计存在缺陷。 由于曲臂花键套与花键轴加工精度差，造成花键 轴与花键套装配精度差。经现场检测，花键轴键 齿与花键套齿侧间隙最大处达 1mm。当曲臂运动 时，花键轴与花键套产生运动冲击，产生疲劳以 致造成花键套断裂。 因此在日常检查时要重点检查布料器异音情 况，高炉休风停机检修时要进入布料器内部仔细 检查布料器各部件的磨损情况。并建议生产厂家 对布料器曲臂进行受力载荷分析，同时对不合理 处进行改造。 5.3. 布料溜槽的常见故障 布料器溜槽最常见的故障就是磨漏。布料 溜槽的正常使用寿命一般为 8—10 个月。磨漏是 指溜槽上的耐磨倒刺衬板以及溜槽本体的严重磨 损，以溜槽接料点为中心，半径大小不一的孔洞。 出现较大的孔洞后就会影响高炉的正常布料，引 起炉况波动。较大的孔洞出现可以通过炉内摄像 观察到。一旦发现溜槽磨漏之后应立即更换，如 果不及时更换导致孔洞越来越大，料流直接冲刷 到溜槽托架上，造成溜槽托架磨损，严重的结果
公式中的字母及表示的含义如表 2 所示：
表 2 上述公式各字母表示的含义
字母 V
Vb Ve
Se
Sb
含义 汽 车 初 0.8V 0.1V 速度由 V 速度由 V
始制动 速度
到 Ve 行 到 Vb 行 使距离 使距离
通过分析充分发出平均速度与时间的关系
曲线得出：当充分发出的平均速度处在最低点
时，电子控制单元会发出减压信号提高车轮转
图2 主传动： 传动链：立式交流电动机一摆线
195ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
针轮减速机一直齿小齿轮一上部回转支承一耳轴 转套一溜槽（旋转）。
副传动：传动链：直线油缸一托圈一下部回 转支承一钢圈一曲柄一耳轴一溜槽（倾动）。其 中溜槽摆动角度 10°至 45°。
也就是说布料器布料时，β 电机启动旋转， 带动上回转支撑的外齿圈旋转，外齿圈旋转带动 溜槽旋转；布料器上的 3 个液压油缸的伸缩动作， 带动布料器托圈上下移动，托圈移动带动溜槽曲 臂动作，从而溜槽的角度在 10°至 45 之间变化， 达到在炉体内不同部位布料的效果。
布料溜槽的衬板耐磨性能至关重要，新的耐 磨材料和工艺将会是溜槽性能提升的研究方向， 目前我厂使用的方法是对衬板采取用硬质合金补 焊层来增加其耐磨性。资料显示，对溜槽内衬表 面进行碳化镀钨处理将有效增加溜槽使用寿命， 可达 18 个月之久。
5.4. 气密箱迷宫密封间隙过小 布料器安装在炉顶钢圈之上，受到炉喉处 高温煤气的加热，同时受到炉喉料面处的高温热 源辐射，还有布料器内部转动所产生的热量，这 样的高温环境会使部分部件产生热涨。如果气密 箱迷宫密封间隙过小的话，这种热涨就会引起转 动部分与固定部分相互干涉，产生一定的阻力， 导致 β 角电机电流过大而跳闸。因此在设计迷 宫密封时应考虑到布料器所处高温环境带来的影 响。同时要求我们的高炉操作人员一定要注意对 高炉顶温的控制。 6. 结语 布料器是炉顶设备的重要组成部分，承担着 高炉布料的重任，布料器的稳定、高效运行对高 炉生产至关重要；本文只对布料器的典型故障进 行分析，提出改进方法，同时总结出在布料器的 日常维护保养中需要注意的细节问题。炼铁高炉 炉顶布料器的未来发展，如何提高使用寿命、优 化设计结构、降低生产成本、易于维护保养、稳 定其工作性能等一系列问题，还需要我们炼铁设 备行业各位同仁来进行不断的科学探索和研究。
硬件中处于中心地位，控制着分辨率、A/D 转换 速度、数据精度、采样频率等参数。
2.2.2. 软件设计 汽车制动性能检测系统的正常运行还需有 软件系统做支撑，同时为了方便采集、分析和 处理数据信息，本系统准备以模块化思想完成 软件设计。整个检测系统划分为显示模块、滑 移率测试模块、性能评价模块、MDFF 计算模块、 距离测试模块、加速测试模块、踏板力测试模块。 另外，实际检测时为避免不确定因素以及电路、 试验设备的干扰，提高检测结果准确性对检测 数据进行多次叠加求平均值。 2.2.3. 检测数据的处理 处理检测数据时考虑到汽车制动虽然是一 个连续的过程，但是为提高检测数据的准确性 和精度，应使用充分发出的平均减速度作为评 判汽车制定性能优劣与否的参考数据。充分发 出平均减速度（MFDD）可用以下公式计算：
高炉布料器的主要故障分析与维护
河北钢铁集团承钢分公司维检中心－朱志军＼王强＼张传伟
摘 要： 介绍了布料器的结构和工作原理，阐述了布料器使用与维护要点，根据承钢 布料器出现的故障进行分析总结，提出改进方法。
关键词 布料器 使用维护要点 故障分析 改进方法
1. 前言 布料器是无钟炉顶的关键设备，其功能是驱 动并控制布料溜槽绕高炉中心线的旋转和倾动， 以完成高炉不同的布料要求。承钢炼铁厂 3#、4# 高炉容积为 2500 立的钒钛冶炼大高炉，炉顶布 料器采用包钢 BG Ⅲ型布料器，旋转采用机械传 动，倾斜为液压传动，布料器的冷却采用开式循 环水加氮气实现。润滑由自动润滑系统完成；可 以实现环形布料、扇形布料、定点布料等多种布 料方式，满足高炉使用要求。 2. 布料器的结构组成与各部分功能 2.1. 布料器的结构组成 包钢 BGIII 型布料器，其主要由布料器外壳， 布料溜槽，溜槽托架，托圈，溜槽曲臂，上、下 回转支撑，喉管，β 电机，波纹管，各种管道（水 管、液压管、氮气管）等组成。布料器结构、驱 动原理见图 1 所示。
图1
1、电机 2、液压缸 3、旋转圆筒 4、溜槽 5、 曲柄 6、托盘 7、旋转框架 8、升降托圈 9、中 心喉管 10、小齿轮 11、大齿圈 12、轴承
2.2. 布料器各部分主要功能 布料器外壳主要是起到密封高炉炉顶煤气的 作用，同时是布料器各部件的支撑体。 布料溜槽也叫旋转溜槽，它主要是把料罐内 的原料、燃料按照一定的方式，在炉内合理的布 料作用。 溜槽托架主要是悬挂溜槽，使溜槽能够在溜 槽托架上，绕高炉中心线旋转，也可以上下摆动， 还可以旋转和摆动同时进行。 托圈主要功能是使溜槽能够上下摆动，同时 用于放置回转支撑。 溜槽曲臂的作用主要是通过托圈的上下移 动，带动曲臂动作，从而实现溜槽的上下摆动。 β 电机主要是带动齿轮旋转，从而带动溜 槽旋转。 液压缸的作用主要是提升托圈，从而带动曲 柄动作使溜槽 角度产生变化，进行高炉布料。 中心喉管的作用主要是使原料通过，落到高 炉溜槽上。 3. 高炉上料流程与布料器工作原理
速，反之，发出使车轮减速信号，从而大大提
高了汽车制动稳定性。
2.3. 对比分析
两种检测方法均能实现对汽车制动性能的
评定而且各具优点。例如台检法具有重复性好、
检测效率高、受天气、场地影响较小等优点，
是当前很多汽车性能检测站采用的检测方法。
不过该种方法不宜对三轮汽车、发动机后置的
客车进行制动性能检测，因其可能会出现将制
会使溜槽掉入高炉内。严格来说发现溜槽出现孔 洞再进行更换已经属于设备病态作业。在对溜槽 进行检查时如果发现溜槽内倒刺衬板已经磨损 掉，就应该及时更换溜槽。
2011 年 4 月底定修，在对我厂某高炉溜槽 检查时发现溜槽衬板已经完全磨掉，当时由于备 件不到位而没有更换新溜槽。再到 6 月初检查该 溜槽时发现溜槽接料点处已经磨漏，孔洞直径将 近 400mm。由此可以推测出，在溜槽衬板完全磨 掉之后，溜槽本体在料流冲击下最长经过两周时 间就会磨漏。更换溜槽时间一般需要 4—5 小时。 更换溜槽时应将 α 角角度调整到 50°左右为最 佳角度，如果角度过大，安装时较难挂钩；而如 果角度过小，则在溜槽拆下时不易摘脱。在休风 时间不能够满足更换溜槽时，也可以对溜槽进行 补焊处理，在接料点处或磨漏的孔洞处补焊圆钢 或较厚的耐磨钢板。
4. 布料器的使用与维护 4.1. 布料器的使用 炉顶煤气温度应控制在 150~~350℃，最高 600℃，持续时间不超过 30min。 溜槽转速 nβ=8.12rpm，基本工作制度为 连续运行，以便避免启、制动带来的惯性冲击 载荷对机构的不利影响。高炉操作需要定点布 料时，应明确指出定点布料车数、料种、方向 角及布料角度的改变要求。操作人员即可按此 要 求 临 时 改 用 手 动 工 作 制 操 作。（β 角 误 差 ≯ 5°，α 角在布料时由大逐渐变小）将该料 罐中的料布入炉内。 α 角正常工作油压不应小于 10MPa，当液压 系统工作压力过低时，其运动将出现异常。 β 角 的 传 动 电 机 功 率 7.5kw, 额 定 电 流 15A，工作电流～ 8A，必须稳定，发现波动，立 即通知车间机、电专职工程师或车间主任，进行 检查处理。 气密箱内以水冷却（压力不小于 0.8MPa）， 工作温度一般情况≤ 65℃，特殊情况 70℃，也 可短期运行，但必须加强检查。采取临时措施， 防止机构运行失常。 密封箱通氮气，防止炉内脏煤气串入，氮气 耗量正常情况不大于 200m3/h, 密封箱内压力应 略高于炉喉煤气压力，其压差为 ~0.001MPa, 当 临时停止供氮气时，设备仍可继续工作，但操作 人员须立即关闭供氮阀门并通知相关人员，防止 出现意外。 为防止布料溜槽与齿轮偏磨，每月应改变一 次 β 角顺逆转方向。 4.2. 布料器的维护 维护人员必须按检查制度要求进行检查 , 并 填写记录。 检查中发现的问题能够处理的要及时处理 , 没条件处理的要向上级汇报。 每周一、三、五检查直线油缸系统、β 角 传动系统、信号传递系统、布料器各法兰人孔密 封、布料器内温度、进回水情况等。 清扫规定：布料器密封箱上盖每月吹扫一次， 保证上盖无杂物。 维护记录：岗位操作人员要将本班的设备运 行情况写入岗位设备交接班记录中，维护人员要 认真填写检查记录。