鋼渣處理用挖掘機的技術改進

李紅波

摘要：本文介紹了煉鋼廠鋼鐵渣處理中使用的挖掘機作業過程中存在的問題，重點論述了針對存在的問題進行的技術改進方法。

關鍵詞：鋼鐵渣；挖掘機；技術改進

前言

煉鋼廠主要使用轉爐或電爐裝備進行煉鋼，冶煉過程中會產生許多鋼渣，鋼渣是煉鋼過程中的副產品，是固體廢物中性能最好、利用價值最高的“垃圾”，做好鋼鐵渣處理和利用已成為鋼鐵企業發展循環經濟、謀求可持續發展的重要內容【1】。而鋼渣處理中使用挖掘機是必不可少。

1.煉鋼廠鋼渣處理工藝

1.1 煉鋼廠鋼渣處理工藝

鋼水冶煉好倒出鋼水后后，剩余液態鋼渣倒入爐前的鋼渣罐內或經過特殊處理的地面上，溫度高達l300～1400℃，再運輸到鋼渣車間進行集中處理，目前采用的鋼鐵廢渣處理工藝主要有熱潑技術工藝、滾筒技術工藝、風淬技術工藝、熱燜技術工藝和綜合利用技術工藝等，其中鋼渣熱燜技術工藝在安全生產、粉化效果、環境保護、設備磨損、處理周期和勞動保護等綜合技術指標上有較大的優勢，得到了廣泛應用【2】。

1.2安鋼鋼渣熱燜工藝簡介

安鋼鋼渣熱燜工藝采用余熱蒸汽進行池內熱燜的新工藝，打破了露天熱潑堆放、水燜自然分解的傳統生產模式，使現有場地利用率提高10倍，金屬回收率能達到90%以上，鋼渣處理率可達100%，燜渣時間也將由150個小時縮短為12小時，鋼渣年處理能力將由65萬噸提升到90萬噸，實現安鋼鋼鐵渣處理工藝和能力的升級換代。

工藝流程為：熱熔轉爐鋼渣，由火車或汽車將鋼渣罐運至生產線——天車將渣罐中的熱渣倒入熱燜池（為防止鋼渣板結，每一罐鋼渣入池前需打水、挖掘機翻渣、扒渣）——裝好后天車配合地面工將熱燜池蓋蓋上——由PLC總控室自動打開噴霧蝶閥進行噴霧，當池內汽壓過高時自動打開排氣閥放汽——熱燜結束時，自動打開排氣閥泄出池內余汽——用天車將熱燜池蓋移至支架上，對熱燜池蓋進行例行檢查——履帶式挖掘機或三用橋式起重機將熱燜池內粉化鋼渣抓運至料倉，再用裝載機將鋼渣運送裝入振動給料篩——清理完熱燜池后，對熱燜池的水口進行清理——裝載機運用處理過的大塊鋼渣鋪墊池底——下一個熱燜工序。

2.履帶式挖掘機作業過程中存在的問題

挖掘機崗位負責鋼渣罐中的熱渣倒入熱燜池過程中的翻渣、扒渣，將熱燜池內粉化鋼渣抓運至料倉，再用鋼渣鋪墊熱燜池底后的平底。崗位環境惡劣，挖掘機鏟斗在熱燜池內翻渣、扒渣中接觸的鋼渣溫度在1000℃左右，挖掘機駕駛室內溫度高達50—60℃。

2.1 履帶式挖掘機原鏟斗為標準鏟斗，對其剛性、耐熱性沒有特殊考慮，在結構和用材方面均按標準鏟斗設計。但鋼渣清渣要求鏟斗必須耐高溫、高負荷，這就造成在煉鋼廠的實際使用過程中，鏟斗嚴重變形、鏟刀刃部變形，且工作效率低下。

2.2 鏟斗與提升架、連桿鉸接孔處潤滑脂易流失，造成銷孔磨損變形、鉸接孔耳板撕裂，現場無法修復，維護費用大。

2.3 液壓缸故障中問題最多、影響安全、污染環境的是外泄漏問題【3】。鏟斗提升油缸高溫環境密封材料容易老化而漏油，連桿鉸接孔處潤滑脂易流失，造成銷孔磨損變形，維護費用大，并且容易發生火災存在安全隱患。

3.鋼渣處理用履帶式挖掘機的技術改進

3.1 為適應清理鋼渣特殊使用工況，對鋼渣鏟斗進行改造設計

3.1.1鏟斗翻動的熱燜渣料溫度很高，須調整鏟斗各部位用材，如熱處理板，增加鏟斗剛性并提高其耐熱性。

3.1.2爐前鋼渣密度較大，且很不均勻，對鋼渣進行取樣分析，鋼渣密度為2．3×103～2．7×103 kg／m3，較標準鏟斗設計裝載物料密度大0．2×103～0．75×103 kg／m3，所以鏟斗斗容須縮小。縮小鏟斗斗容，PC220型鏟斗斗容由原來的1．2 m3，縮小至1.0 m3。

3.1.3 熱燜池前作業時鏟斗溫度很高，須改進鏟斗、提升架及連桿銷孔的結構，提高強度，以利于高溫下潤滑脂的保存，防止銷與銷孔干磨。優化鏟斗各鉸接銷連接型式，利于維修更換，提高儲油能力。如圖一所示，鋼渣鏟斗銷孔增加了軸套2，一方面可以增加銷孔的耐高溫及耐磨能力，提高其使用壽命。另一方面在軸套磨損后，可以方便更換新的軸套。鋼渣鏟斗采用耐高溫的O形密封圈，防止密封圈因高溫失效導致潤滑脂的流失。

3.1.4 鏟斗內部加強筋的布置方式應利于卸料，以免渣料黏結在鏟斗上。改進鏟斗內外部結構，增加剛性。鏟斗背面增加網格狀加強筋，內部增加豎向加強筋，提高鏟斗的整體剛性。由于內部加強筋沒有網格結構并且截面為三角形，因此不會增加鏟裝阻力，不影響清渣。

3.2 為適應清理鋼渣特殊工況，對挖掘機零部件進行局部改造

3.2.1 對鏟斗提升油缸的油路中增加冷卻器件，降低液壓油油溫。

3.2.2 把鏟斗提升油缸的密封件更換為耐高溫密封件。

3.3 為適應清理鋼渣特殊工況，對挖掘機操作規程進行部分改進

3.3.1 在熱燜池旁增加水淋或風冷設施，間斷冷卻挖掘機鏟斗。由于清渣結束后鏟斗溫度很高，工作1個循環后需噴水冷卻或風機吹風冷卻。

3.3.2 對受高溫影響較為嚴重的鉸接銷增加保養次數。

3.3.3 挖掘機司機提高操作技能，不斷減少高溫使用時間。

4.結論

目前我公司使用改進方案后，鏟斗開焊、嚴重變形和鉸接孔在高溫環境下受沖擊發生蠕變，漏油，以及履帶式挖掘機液壓系統的不穩定等故障大大降低，作業效率大幅提高，延長了設備使用壽命，減少了備件和維修費用，得到了司機和修理工的認可。

5.參考文獻

[1] 朱躍剮，癌明弟。程勇，李燦華．我國鋼渣資源化利用的研究進展．中國廢鋼鐵，2007(4)。

[2] 賀世熊．淺談鋼渣熱悶處理工藝及熱悶效果的提高．管理與財富，2009(5)；

[3] 范振武、計云田.液壓傳動及其修理.中國建筑工業出版社 1988年8月；