7m拦焦车的设计

第６期（总第１７５期）２０１２年１２月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．６Ｄｅｃ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０６－０１０４－０３７ｍ拦焦车的设计孙乃鑫（太原重工股份有限公司技术中心，山西　太原　０３００２４）摘要：７ｍ拦焦车是为７ｍ系列焦炉配套的焦炉机械之一，采用了炉号识别、自动对位、一次对位、四车联锁等先进技术。

炉门清扫装置采用螺旋铣刀加高压水清扫形式，取门机构设有位置检测及记忆系统，并配有完善的除尘系统。

关键词：７ｍ拦焦车；焦炉机械；设计；高压水中图分类号：ＴＱ５２０．５ 文献标识码：Ａ收稿日期：２０１２－０７－２４；修回日期：２０１２－０７－３０作者简介：孙乃鑫（１９６２－），男，山西沁源人，高级工程师，本科，主要从事焦炉设备及压力容器的设计。

１　概述中冶焦耐工程技术有限公司全新开发了炭化室高６．９８ｍ的７ｍ系列焦炉，它是目前国内自主设计投产的最大顶装式焦炉。

７ｍ拦焦车是为７ｍ系列焦炉配套的焦炉机械之一，７ｍ顶装式拦焦车采用炉号识别、自动对位、一次对位、四车联锁等先进技术。

本文重点介绍７ｍ拦焦车的设计。

２　主要功能及总体布置７ｍ拦焦车是两轨拦焦车，第一条轨道设置在焦炉出焦侧操作台上，第二条轨道设置在集尘干管的钢结构上，两轨横跨电机车和熄焦车或焦罐车。

其作用是取装焦侧炉门、推焦时用导焦栅将红焦炭导入熄焦车或焦罐车、将出焦烟尘导入集尘干管，并具有清扫炉门、清扫炉框、处理头尾焦等功能。

７ｍ拦焦车采用一次对位，取门装置与清框装置分别布置在导焦装置的两侧，清门装置与取门装置布置在同一侧，在二层平台上设有电气室、液压室，在一层平台上设有变电室、高压水房，在一层平台焦台处吊挂司机室。

７ｍ拦焦车总体结构见图１。

１－钢结构；２－走行装置；３－导焦装置；４－取门装置；５－清门装置；６－清框装置；７－余焦回收装置；８－集尘装置图１　７ｍ拦焦车总体结构３　各机构技术方案３．１　走行装置走行装置由电动机、减速机、制动器、联轴器、传动底架、走行台车架、平衡梁、清轨器等组成。

本装置由４台３０ｋＷ变频电机分别驱动四套传动机构，通过ＶＶＶＦ变频控制，可以实现四种速度（即９０ｍ／ｍｉｎ、３０ｍ／ｍｉｎ、１０ｍ／ｍｉｎ、３ｍ／ｍｉｎ），驱动整机在轨道上运行。

传动机构采用封闭式减速机，寿命长、效率高、维修方便。

４台变频电机中２台带旋转编码器，用以实现设备的粗定位。

７ｍ拦焦车的载荷分布不平衡，靠近前轨的载荷大，为了使各轮的轮压均衡，前轨布置有２套四轮轮组，共有８个平辊车轮。

每套四轮轮组的一个车轮为主动轮，四轮平衡架的车轮分布可保证载荷在４个车轮上平均分配。

后轨布置有２套三轮轮组，共有６个平辊车轮。

每套三轮轮组的一个车轮为主动轮，三轮平衡架的车轮分布可保证载荷在３个车轮上平均分配。

每个车轮的直径为Φ７１０ｍｍ，材质为６５Ｍｎ，车轮踏面都经过淬火处理。

走行设防跑偏装置，且第一轨不受侧向力。

当走行装置中某一电机损坏后，拦焦机仍能以较低的速度走行。

走行过程中采用声光报警，提醒操作人员注意安全。

所有车轮轴承均设有集中润滑点，通过管路连接到集中润滑系统中。

３．２　导焦装置导焦装置的作用是连接焦炉和熄焦车或焦罐车。

推焦车把焦炭从焦炉炉腔推出后经过该装置。

在其尾部，焦炭急停、落入熄焦车或焦罐车厢中。

在出焦侧，导焦栅两侧有分开固定的垂直密封条，当导焦栅向前运动时，垂直密封条与集尘装置的密封条构成迷宫式的缝隙，阻止烟尘泄漏。

在导焦栅两侧的前部装有垂直的弹性密封条，与炉柱紧密接触，同样阻止烟尘泄漏。

本装置由吊辊、侧导向辊、导焦栅骨架、导焦护板、导焦栅底部和顶部、闭锁机构、驱动油缸等组成。

本装置通过液压传动，既可单元自动控制，又可手动操作运转。

导焦装置主要包括两种驱动油缸：驱动导焦栅前后运动的油缸；推焦时防止导焦栅后退的锁闭油缸。

导焦栅处于封闭状态时，推焦时产生的水平推力被闭锁机构抵消，是防止推焦时的推力使导焦栅后退的安全措施。

导焦装置位于该车体的中间部位，其上部由钢结构导焦轨道上带有减摩轴承的车轮吊挂，下部两侧有导向轮。

导焦栅框架采用方管及钢管焊接而成。

为了防止推焦烟尘污染大气，在导焦栅框架外侧设有不锈钢防尘板。

导焦栅框架内侧由光滑、线性排列、可方便更换的槽钢组成。

下部导焦槽带有可更换的钢板和侧板。

导焦栅上部直接与集尘上部烟罩相连接，可将出焦烟尘收集到地面站。

导焦栅有６个吊辊，吊辊轴承采用耐高温干油润滑脂，手动润滑。

侧导向辊和锁闭块滑道设有集中润滑点，通过管路连接到集中润滑系统中。

移动和锁闭设有限位装置用来控制油缸行程。

３．３　取门装置用油缸驱动摘取焦侧炉门、将其转放到清扫炉门位置、清扫后装上焦侧炉门。

它由移动台车、取门旋转架、取门头、回转轴承、回转臂锁闭装置、侧导向辊、曲形轨道、移动车轮、倾斜油缸等组成。

本装置位于导焦栅左侧（站在焦侧面对焦炉），通过液压缸使取门机前后移动、旋转，进行取装炉门工作。

整个取门过程既可单元自动控制，也可以手动运转。

当移动台车在取门移动轨道上移动时，取门旋转架下方的导向辊沿钢结构上曲形轨道移动，带动取门头的旋转架被强制沿曲形轨道转入、转出，完成取门头９０°旋转。

取门头装有自动开启和锁闭（弹簧）的回转臂锁闭装置，使取门时取门头锁闭，需要旋转时取门头开启并旋转。

取门台车轮、取门侧导辊、回转臂锁闭、回转臂上下回转轴承、取门头升降辊轮设有集中润滑点，通过管路连接到集中润滑系统中。

本装置采用的油缸都带有位移检测装置，用来控制台车、提门油缸、压门油缸及倾斜油缸的行程。

开门机构具有位置检测及记忆系统，确保开闭炉门时的重复性好，不损坏刀边。

并使炉门清扫装置具有极高的清除效率。

整个过程可通过ＰＬＣ自动控制。

３．４　炉门清扫装置炉门清扫装置的作用是：当启闭门机取下炉门退到后极限位置时，利用推焦时间自动将炉门密封刀边和衬砖清扫干净，密封刀边的清扫由高压水清洗完成，以保证炉门与框间的严密性，控制跑气、冒烟。

清门动作由ＰＬＣ控制自动完成，设有联锁保护，不会发生相互碰撞，同时清门动作和其他机构设有联锁保护。

炉门清扫装置主要由清门机、吊挂装置、台车、液压缸、高压水系统等组成。

清门机通过吊挂装置与台车相连接，台车由液压缸驱动在固定轨道上来回运行，清门机构高低位置通过吊挂装置可进行适量调整。

当清门机工作时，侧面清扫小车在液压缸作用下二侧螺杆铣刀张开，靠上炉门后收回，然后在牵引链条的作用下上下运行，铣去砖槽上的焦油，同时炉门底部清扫机在液压缸推动下沿轨道来回运行，铣去砖槽上的焦油和刮刀边焦油。

侧底面螺杆铣刀的旋转传动均由油马达驱动，而侧面清扫小车的上下运行是由带电机及制动器的行星减速机完成的。

该装置设计有高压水清扫炉门系统，利用高压水清扫炉门刀边，以保护炉门密封装置不被机械损坏，提高炉门的密封效果。

高压水清扫使用介质为生活清洁水，泵站高压水出口压力≥６０ＭＰａ，流量≥２２Ｌ／ｍｉｎ。

阀站采用半封闭式结构，阀站内所有阀件、管路等与水·５０１·　２０１２年第６期 孙乃鑫：７ｍ拦焦车的设计接触部分采用不锈钢材质，具备长效无水锈蚀功能。

回转喷枪由液压马达驱动、转速范围为１００ｒ／ｍｉｍ～２００ｒ／ｍｉｍ。

３．５　炉框清扫装置炉框清扫装置用以清扫附着在炉框密封面和炉框内侧面的焦油和石墨。

它由清框台车架、炉框清扫头、回转臂、回转轴承、锁紧装置、车轮组、导向辊轮、曲形轨道等组成。

本装置位于导焦栅右侧结构上（站在焦侧面对焦炉）。

通过液压缸使清框机前后移动、旋转，进行清扫炉框工作。

整个清框过程既可单元自动控制，也可以手动运转。

当移动台车在清框移动轨道上移动时，清框头旋转架下方的导向辊沿钢结构上曲形轨道移动，使清框头的旋转架被强制沿曲形轨道转入、转出，完成９０°旋转。

清框头装有自动开启和锁闭（弹簧）的回转臂锁闭装置，使清框时清框头锁闭，需要旋转时清框头开启并旋转。

清框头上带有可弹性伸缩的清扫刮板，刮板由油缸带动沿炉框上下移动。

另有空气压缩机清扫炉底。

在清框机头的底部还装有一个可弹性伸缩的刮刀，避免对炉框的密封表面造成损伤。

清框机头嵌固在两个导辊支座上，支座可沿焦炉轴心变换位置，因此可适应炉框的不同位置。

清扫残留物可落入头尾焦焦斗内。

清框台车轮、回转臂轴承、导向轮、锁闭装置、台车侧导向轮等设有集中润滑点，通过管路连接到集中润滑系统中。

移动台车及清框头升降设有限位装置，用来控制油缸的行程。

３．６　集尘装置集尘装置位于熄焦车或焦罐车的上方（导焦栅两侧及上方），其作用是收集出焦过程中放散的烟雾和粉尘。

通过来自于排烟罩上部的管道，借助于皮带小车，把气体引导进入固定集尘干管。

它由炉前烟罩、吸气管路、开闸板及皮带小车、密封框架、风机、清门翻板管路及烟罩等组成。

集尘烟罩及管路由不锈钢板组成，罩体钢板外面焊接一定数量的筋板以加强罩体强度。

除尘干管上部安有皮带小车，烟尘借助于皮带小车，进入回收固定管道。

根据工艺设计要求，也可以采用两个接口阀与固定管道相连。

清门烟罩位于炉门清扫装置上方，其管路安有翻板阀来控制管路的开关。

炉前烟和清门烟的管路中有大功率的变频风机强制吸烟。

集尘连接器辊轮及风机回转轴承等设有集中润滑点。

３．７　头尾焦装置本装置可将开门时散落的焦炭和清框时清理下的余料收集到焦斗并倒入导焦栅内。

它主要由焦斗、横梁、支座、水平轴装配、移动油缸和翻转油缸等组成。

本装置位于前轨梁的前部，导焦栅下部。

非工作状态时，焦斗翻转９０°竖起在导焦栅的前部。

工作时，在取门机和导焦栅未移动之前，焦斗翻转９０°处于水平，前进至焦炉炉柱淌焦板下，等待接余焦。

在取门、导焦、清框完成后，导焦栅退到后限，焦斗才后退、翻转、倒余焦。

倒入导焦栅里的头尾焦将在下一个推焦过程中被推到熄焦车内。

焦斗采用不锈钢材质。

焦斗水平轴装配轴承座设有集中润滑点，焦斗的前后进及翻转设有限位装置。

４　使用效果７ｍ拦焦车投入使用后，各机构运行平稳，工作可靠，能够全自动操作，完全满足焦炉工艺的操作要求。

炉门清扫装置采用螺旋铣刀加高压水清扫技术，取门机构采用了位置检测及记忆系统技术，焦炉炉门密封效果好，没有冒烟现象，不仅减轻了维修工人的工作强度，而且有较好的环保效益。

参考文献：［１］　杨胜利．浅谈焦炉除尘拦焦车［Ｊ］．中国科技博览，２０１０（３５）：２３０．［２］　孙乃鑫．６ｍ捣固焦炉机械成套设备开发［Ｊ］．科技创新与生产力，２０１０（１２）：９６－９９．［３］　谷丽琴．焦炉机械的发展概况［Ｊ］．机械管理开发，２００５（３）：１０３－１０４．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　７ｍ　Ｃｏｋｅ　Ｇｕｉｄｅ　ＣａｒＳＵＮ　Ｎａｉ－ｘｉｎ（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｔａｉｙｕａｎ　Ｈｅａｖｙ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ　０３００２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　７ｍｃｏｋｅ　ｇｕｉｄｅ　ｃａｒ　ｉｓ　ａ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａ　７ｍｃｏｋｅ　ｏｖｅｎ，ｔｏ　ｗｈｉｃｈ　ｓｏｍｅ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｏｖｅｎｎｕｍｂｅｒ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ，ｏｎｃｅ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ，ｆｏｕｒ－ｃａｒ　ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ　ｗｅｒｅ　ａｐｐｌｉｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｋｅ　ｇｕｉｄｅ　ｃａｒ，ｔｈｅ　ｄｏｏｒ　ｃｌｅａｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｈｅｌｉｃａｌ　ｃｕｔｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅ　ｏｖｅｎ　ｄｏｏｒ－ｔａｋｅｎ　ｄｅｖｉｃｅ　ｈａｓ　ａ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ　ｍｅｍｏｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｄｕｓｔ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ａｄｏｐｔｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：７ｍｃｏｋｅ　ｇｕｉｄｅ　ｃａｒ；ｃｏｋｅ　ｏｖｅｎ　ｍａｃｈｉｎｅ；ｄｅｓｉｇｎ；ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｔｅｒ·６０１·机械工程与自动化 ２０１２年第６期　。