高炉布料器的主要故障分析与维护
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高炉布料器的主要故障分析与维护
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。
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BGⅢ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。
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。
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。
高炉上料流程与布料器工作原理
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。
主传动:传动链:立式交流电动机一摆线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。
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