萊鋼1 080 m3高爐開口機故障分析與改進

王 寶，劉漢英，邱慶夏

(萊蕪鋼鐵股份有限公司，a.特鋼事業部；b.煉鐵廠，山東 萊蕪 271104)

萊鋼1 080 m3高爐使用的KD型全液壓開口機，是高爐爐前生產最為關鍵的設備之一，主要由旋轉機構、送進機構、沖鉆小車和液壓系統等組成（如圖1），其能否安全可靠地運行，直接影響著高爐的開口正點率和生產的穩定順行。

圖1 KD型全液壓開口機結構示意圖

1 存在問題

開口機長期在高溫、高粉塵等惡劣環境下作業，設備故障率較高，嚴重影響高爐出鐵正點率，有時直接導致高爐休風處理。主要存在以下問題：

（1）開口機在使用過程中，送進系統鏈條易出現崩斷，或從鏈輪上掉落，卡在鏈輪與開口機橫梁之間，造成沖鉆小車無法移動，影響開口作業。

（2）液壓系統密封件老化快，液壓系統泄漏率增大，高壓膠管燒損頻繁，易造成液壓控制系統失效，備件成本增加。

（3）開口機橫梁道軌易磨損、變形，使用周期短，導致鑿巖機小車運行不平穩。

（4）開口機送進系統傳動鏈條與沖鉆小車兩端的連接部位，易損壞、脫落，且此種連接方式，影響更換沖鉆小車檢修效率。

（5）爐前液壓泵站在作業時發生故障后，無法實現快速應急處理，多次影響了正常生產。

2 原因分析

（1）因開口機長期在高溫烘烤、粉塵等惡劣環境中作業，導致鏈輪潤滑不良，造成鏈輪在帶動鏈條過程中，轉動不靈活，致使鏈條突然卡阻、繃緊、跳動現象。再者，鏈輪無擋邊，鏈條跳動易導致鏈條掉落于鏈輪與橫梁之間，使之卡住、崩斷。

（2）隨著主鐵溝由搗打式改造為儲鐵式后，鐵溝內存儲大量鐵水，高溫鐵水長期對液壓管線和鑿巖機烘烤。并且在出鐵過程中，渣鐵噴濺對高壓膠管燒損嚴重，密封件老化快，導致泄漏率增加。

（3）開口機橫梁是兩根普通工字鋼對焊而成，道軌未進行耐磨處理，且長期受高溫烘烤，沖鉆小車道軌在使用過程中，磨損、變形嚴重。

（4）開口機送進系統鏈條，是截開分別與沖鉆小車底板前后端鏈條的連接塊連接，連接處因長期受力沖擊易損壞，且更換鑿巖機時，必須對兩端鏈條進行拆、裝，檢修時間較長，影響開口正點率。

（5）因開口機兩臺泵組需同時投入使用，無備用系統，當任何一臺泵組發生故障時，都會對生產造成影響。

3 改造方案

（1）對開口機送機系統中的鏈輪結構進行改造，在鏈輪銅套中增加一個儲油槽。安裝時，在槽內儲存一定量的潤滑油，改善鏈輪的潤滑效果；并在鏈輪兩側加工擋邊，有效防止鏈輪跳動時掉落至鏈輪與橫梁之間。

圖2 開口機鏈輪改造前、后對比圖

（2）在鑿巖機上安裝一托架托住高壓膠管，防止高壓膠管墜入鐵溝被鐵水燒損，并在鑿巖機與開口機橫梁上安裝擋板，阻擋渣鐵噴濺對高壓膠管和鑿巖機的損傷，再對高壓膠管等設備包覆一層耐高溫材料，通過多重防護，減少設備受高溫輻射和渣鐵噴濺的危害。

圖3 高壓膠管使用耐高溫防護材料

（3）在沖鉆小車道軌上鋪一層耐磨板，進行焊接加固處理，增加道軌的耐磨性，減少因磨損造成開口機橫梁的變形。

（4）對沖鉆小車結構進行改造，在沖鉆小車上加工制作一齒條，使鏈條與沖鉆小車上的齒條相扣，利用齒條與鏈條連接進行傳動，取消將鏈條連接在鑿巖機小車前后兩端的方式。一方面解決了鏈條與鑿巖機小車連接部位易斷裂、脫落的故障；另一方面，當更換鑿巖機時，無需對鏈條進行拆除和重新安裝，可直接對鑿巖機小車實施更換，提高了沖鉆小車的更換效率。

圖4 開口機鑿巖機小車底板改造圖

（5）在原液壓泵站內，增設兩套開口機泵組，與原開口機的一套泵組進行并用，使開口機與泥炮泵組相互獨立使用。三套開口機泵組并用后，實現兩用一備，兩套泥炮泵組實現一用一備。在作業過程中，若開口機泵組出現故障，可通過快速切換備用系統，消除對高爐正常生產的影響。

圖5 原爐前液壓泵站系統原理圖

圖6 改造后爐前液壓泵站系統原理圖

4 結束語

通過改造，開口機送進系統鏈傳動部分運行可靠，開口機鏈條跳動、卡阻、斷裂現象基本消除；開口機液壓元件密封性能得到提升，高壓膠管、鑿巖機、送進馬達等設備的使用壽命延長；沖鉆小車道軌耐磨性增加，沖鉆小車運行平穩；開口機鏈條與沖鉆小車連接可靠，提升了沖鉆小車應急檢修效率，提高了開口正點率；液壓系統有備無患，故障率大幅降低。

[1]丁數模.液壓傳動[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2]雷天覺.液壓工程手冊[K].北京：機械工業出版社，1990.

[3]徐 灝.機械設計手冊[K].北京：機械工業出版社，1991.

[4]王 平.煉鐵設備[M].北京：冶金工業出版社，2006.