高炉布料器的主要故障分析与维护

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