高炉移盖机设备稳定性优化及改造.pdf

METALLURGICAL INFORMATION REVIEW 2023.448冶金信息导刊工程装备Engineering Equipment高炉移盖机设备稳定性优化及改造索学坤 宁小锋 原兵燕（安阳钢铁股份有限公司 安阳 455004）摘要：安钢 4 747 m3大型高炉炉前系统有四套移盖机设备，运行使用频繁、环境恶劣，该系统运行过程中主沟盖经常出现卡阻、晃动等问题。通过对移盖机设备进行系统改造，运行过程中的平衡性、稳定性得到了很大提升。关键词：高炉；移盖机；稳定装置STABILITY OPTIMIZATION AND TRANSFORMATION OF COVER MACHINE FOR BLAST FURNACESuo 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 device0 引 言国内大型高炉，出铁场属设备事故多发及环保治理困难的环节，特别是出铁口、渣铁沟附近，温度高环境恶劣，空间受限制等多种因素，铁水沟上方通常设置重型主沟盖及除尘设施，确保炉前区域环保达标，设备稳定及操作人员的人身安全。炼铁厂目前运行三座高炉，一座 4 000 m3级高炉、两座2 000 m3级高炉，3 号高炉有效容积 4 747 m3，属特大型高炉，为防止铁水喷溅对高炉炉前设备的损坏，同时遮盖炉前烟气，保护炉前操作环境，3 号高炉设有主沟盖，并配置用来移动主沟盖的专用设备移盖机，实现在出铁过程中主沟封闭，防铁水喷溅，减少烟尘污染等效果。1 设备结构原理及问题分析1.1 整体布置及工作原理3 号高炉出铁场共有四个出铁口，每一个出铁口配备一台悬挂式全液压移盖机，C1 出铁场配备1号、2号移盖机，C2出铁场配备3号、4号移盖机，1 号、3 号移盖机相同，2 号、4 号移盖机相同。高炉共有两个炉前液压站。移盖机的液压站与泥炮和开铁口机共用，四个操作台分别布置在两个操作室内，每台移盖机和泥炮、开口机公用一套操作台。当高炉铁口需要出铁时，开口机将铁口打开后退回待机位置，此时启动移盖机将铁沟盖从待机位置吊起运行至铁水主沟上方将其盖上防尘、防喷溅。当铁口铁水出完一个周期后需要堵住高炉铁口时，启动移盖机运行至主沟盖上方吊起主沟盖移动到待机位置，让出铁水沟通道以便泥炮运行。3 号高炉使用的移盖机设备属于悬挂平移式，主要由行走机构、行走液压缸、提升机构、提升液第一作者:索学坤，男，32 岁，助理工程师收稿日期:2023-05-22METALLURGICAL INFORMATION REVIEW 2023.449冶金信息导刊工程装备Engineering Equipment压缸、液压胶管、机架组成（见图 1）。移盖机的主要技术参数如表 1 所示。1-机架；2-行走机构；3-行走液压缸；4-提升液压缸；5-提升机构；6-液压胶管；7-护罩；8-主沟盖图 1 3 号高炉移盖机的结构示意表 1 移盖机的主要技术参数项目性能参数提升重量/t 18 25提升高度/mm0 400水平移动距离/mm0 4300提升时间/s4 6水平移动时间/s 13 17驱动方式液压缸驱动工作原理：提升机构是由提升油缸、转臂、连杆、吊臂组成；提升油缸推动转臂，由连杆将推力传至吊臂上，吊臂将铁水沟盖向上提升。走行机构由水平液压油缸、油缸支座、活塞杆支座组成；水平液压油缸活塞杆前端固定在牵引支座上，缸体中部固定在大车架油缸支座上，通过液压缸的运行使大车移动从而实现铁水沟盖移动至预定位置。当高炉铁口需要出铁时，开口机将铁口打开后退回待机位置，此时启动移盖机将铁沟盖从待机位置吊起运行至铁水主沟上方将其盖上以便防尘、防喷溅。当铁口铁水出完一个周期后需要堵住高炉铁口时，启动移盖机运行至主沟盖上方吊起主沟盖移动到待机位置，让出铁水沟通道以便泥炮运行。四个铁口按出铁顺序重复上述机械动作。1.2 系统运行中存在的问题高炉出铁场移盖机提升钩 101 和主沟盖提升杆201 为圆形孔-轴结构（见图 2），主沟盖（200）在提升、平移时，由于惯性原因经常造成晃动，主沟盖重量重约 20t，负载较大，产生的晃动、碰撞对移盖机液压缸和钢结构造成较大冲击力，频繁及长时间的冲击导致液压缸损坏、运行机构变形，主沟盖也因晃动、碰撞出现耐火料松溃、脱落、钢结构变形等，造成备件及消耗量增加。晃动过大时甚至发生主沟盖与炉体发生碰撞，造成高炉生产安全事故，存在极大的安全隐患。图 2 移盖机提升钩和沟盖连接示意2 部件的选用及改造方案通过对整个设备运行轨迹进行分析，发现发生晃动及卡阻的原因是移盖机提钩与主沟盖在提升及平移中，由于受力及连接部位的接触面积小，而且提升及平移产生失衡状态时无法及时消除，造成晃动及卡阻的出现，针对以上问题，最终设计出移盖机防晃装置。在移盖机基体上增设左右对称的四处防晃装置组成（见图 3、图 4、图 5）。防晃装置在前后部分除限位杆长度不同外，其他部位结构相同,其组成部分为：安装座 301，螺母 302，调整垫片303，碟簧垫片 304，碟簧 305，限位杆 306。安装时，在限位杆 306 上依次穿上碟簧垫片304、碟簧 305、碟簧垫片 304，让后将限位杆 306穿入安装座 301 上相应的安装孔内，然后穿入调整垫片 303，使用两个螺母 302 进行锁紧。将限位杆 306 的底部与沟盖 200 端面贴合，使用调整垫片303 调整螺母 302 安装，碟簧预紧 10%。通过设置的四处防晃装置 300，四个限位杆306 底面形成一个平面，此平面与沟盖 200 上平面贴合，对沟盖 200 形成约束。当移盖机 100 向左启动运行时，沟盖 200 由于惯性，有以提升杆 201为中心向右上摆动的趋势，此时移盖机 100 右侧两处防晃装置 300 受力，阻止沟盖 200 晃动。同理，当移盖机 100 向左运动停止或向右启动运行时，左侧防晃装置 300 受力，阻止沟盖 200 晃动。为避免刚性连接导致惯性力通过限位杆 306 传递到移盖机 100 造成移盖机 100 跳动，本方案在限位杆 306 处设置碟簧 305 进行缓冲，吸收沟盖 200晃动的能量，从而实现移盖机 100 和沟盖 200 平稳运行。12345678101201200VV 放大METALLURGICAL INFORMATION REVIEW 2023.450冶金信息导刊工程装备Engineering Equipment图 3 防晃装置示意图 4 移盖机、沟盖和防晃装置正面示意图 5 移盖机、沟盖和防晃装置侧面示意3 应用效果经过改造，设备性能大幅提高，有效解决了移盖机晃动、卡阻、设备磨损严重、设备故障率偏高等问题，消除了设备隐患，提高设备、备件使用寿命，减少了检修次数和设备维修费用，减少了检修次数和设备维修费用，设备作业率提高了 10%以上，经济效益显著。3.1 备件成本节约效益移盖机所使用的提升液压缸单价 7 700 元，行走液压缸单价 16 000 元。未增加防晃装置时，液压缸平均使用寿命在 0.5 年。增加后使用寿命增加至 1 年。3 号高炉共四套移盖机，一年液压缸备件消耗节约资金 47 400 元。3.2 维修费用及其他主沟盖在未安装防晃装置前，晃动、碰撞导致主沟盖耐火料松溃、脱落，使用寿命在 20 天。改造完成后，有效防止了主沟盖上的耐火料因碰撞导致的松溃、脱落，使用寿命延长至 40 45 天，较前期寿命增加一倍，主沟盖的维修成本在 5 万元，寿命延长，全年节约费用 150 余万元。主沟盖上悬挂轴和移盖机提钩也因为改造效果良好使用过程中磨损量减少，由每月更换一次延长至每三个月更换一次。在消除生产安全隐患降低备件消耗的同时维检工作量也大幅度减少。4 结束语利用现有条件，通过分析、研究、改进，在原有系统设备各方面参数不变的情况下，对移盖机设备进行完善改造，极大程度上提高了高炉移盖机设备运行的可靠性及运行效率，避免了环境造成污染的同时也为高炉的稳产、高产奠定了基础。实践证明，以上技术设备及工艺方面改造的应用，在技术、安全、操作等方面切实可行，具有可观的经济效益和环境效益，同时也产生了良好的社会效应。参考文献1 周传典.高炉炼铁生产技术手册 M.北京：冶金工业出版社，2008.2 郝素菊.高炉炼铁设计与设备 M.北京：冶金工业出版社，2011.3 彭学元.高炉炉前移盖机的设计探讨J.钢铁技术，2005（4）：19-21，25.4 赵自强.落地横移式移盖机的设计与应用 J.重型机械，2015（4）：88-90.AAA-A301302303304305306100300200100300200（上接第 38 页）SO2浓度数值偏低、系统响应时间不达标的问题。同时，也解决了(NH4)2SO4造成分析仪堵塞、腐蚀的问题，降低了人工清理采样管路的劳动强度。参考文献1 黄立华，杜蓬宇，罗志林，等.超低排放 CEMS 样气预处理系统优化 J.油气田环境保护，2018（10）：31-33.2 韩旭，李峰.某钢铁厂烧结烟气超低排放 CEMS 预处理系系统升级改造浅析 J.分析仪器，2021（5）：79-84.