高爐全液壓開鐵口機優(yōu)化改造

張守旗

（山東鋼鐵萊鋼集團型鋼煉鐵廠 山東萊蕪）

一、概述

萊鋼1880 m3高爐爐前開鐵口機采用全液壓機械開鐵口設(shè)備，系高爐爐前主要機械設(shè)備三機之一，屬于遠距離人工操作一次性開鐵口設(shè)備，工作原理為開鐵口機能夠迅速回轉(zhuǎn)至工作位置使鉆桿準確對準出鐵口，然后由液壓馬達驅(qū)動推進液壓鑿巖機旋轉(zhuǎn)、沖擊打通鐵口，完成工序后迅速退回到安全停放位置。

圖1 全液壓開鐵口機裝配示意圖

全液壓開鐵口機主要由回轉(zhuǎn)機構(gòu)、吊掛機構(gòu)、進給機構(gòu)、液壓鑿巖機及附屬設(shè)施等部分組成。

二、存在問題

1.故障率、維修成本高使用壽命短

現(xiàn)場所使用YYG350型液壓鑿巖機，主要由兩大部分組成，即轉(zhuǎn)釬機構(gòu)和沖擊機構(gòu)。在使用過程中，常出現(xiàn)開口時間長、旋轉(zhuǎn)和沖擊力小；蓄能器、軸承、密封損壞使用壽命短；開口霧化效果差，鉆口時揚塵大，釬具壽命短暫等問題，使得鑿巖機故障率高、使用壽命短，一般使用壽命為4～6個月，不僅增加維修費用，而且影響鐵口開口效率。

2.鑿巖機小車易變形、動作不順

開鐵口機行走小車即鑿巖機固定主要采用30×30 mm槽鋼，槽鋼壁薄，鋼結(jié)構(gòu)強度低，小車行走輪采用銅質(zhì)滑動軸承，在生產(chǎn)使用過程中，受鑿巖機自身重力、開鐵口機反沖擊作用，鑿巖機行走小車架變形損壞，使用壽命短，行走不暢，影響鐵口開口。

3.高壓膠管燒損

開鐵口機回轉(zhuǎn)、傾角和小車行走等功能6根高壓金屬外編膠管，鋪設(shè)回轉(zhuǎn)臂一側(cè)，正對著鐵口主鐵溝，在鐵口出鐵時，高溫、熱輻射及鐵水噴濺直接作用在高壓金屬外編膠管上，造成膠管燒損，頻繁更換，消耗大量備件，且高溫和高熱輻射給維修更換帶來極大不便。

三、改造方案

1.全液壓鑿巖機的升級改造與應(yīng)用

為提高鑿巖機旋轉(zhuǎn)、沖擊機構(gòu)的性能，重新對鑿巖機進行對比選型，通過TFYY3548液壓鑿巖機和YYG350液壓鑿巖機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、沖擊機構(gòu)的參數(shù)、性能對比（表1），TFYY3548液壓鑿巖機比YYG液壓鑿巖機性能更優(yōu)、動力更大，是升級版新技術(shù)產(chǎn)品，其沖擊機構(gòu)采用雙向進油，轉(zhuǎn)釬機構(gòu)采用變速齒輪和滾動軸承結(jié)構(gòu)，與YYG350系列液壓鑿巖機產(chǎn)品相比具有轉(zhuǎn)動穩(wěn)定、無外泄漏、輸出的鉆削扭矩大、沖擊功率大等優(yōu)點；鉆穿鐵口的時間僅為60～180 s，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于1280～3200 m3高爐上；在卸釬時該結(jié)構(gòu)可容許鑿巖機短時間（3～4 s）間斷性空打，以便快速卸釬。

表1 鑿巖機主要參數(shù)對比表

圖2 水霧化系統(tǒng)原理圖

2.水霧化系統(tǒng)的應(yīng)用

針對爐前開鐵口機開口時揚塵、鑿巖機、釬具使用壽命短等問題，為杜絕粉塵、冷卻釬具和降低消耗等。對比各種水霧化系統(tǒng)的優(yōu)缺點，而YWH1000C霧化系統(tǒng)產(chǎn)生的水霧細膩均勻、壓力高、流量大、使用方便、安全可靠，在開鐵口機鉆進過程中給予鉆頭良好的冷卻，可確定1個鉆頭完成開口，無須中程更換；顯著提高鉆進效率，降低爐前消耗；使排渣順暢，有良好的除塵效果。在1880 m3高爐爐前開鐵口機增設(shè)水霧化吹掃系統(tǒng)比較選型時，考慮到投資節(jié)省與操作的可比性，采取1臺霧化系統(tǒng)供2個鐵口使用的設(shè)置，完成開鐵口機的水霧化動力供應(yīng)。

3.鑿巖機行走小車改造

（1）小車架整體結(jié)構(gòu)選型改造。將原鋼結(jié)構(gòu)強度低的焊接槽鋼30×30 mm小車架改型為采用30 mm厚鋼板加工制作的鋼結(jié)構(gòu)架，提高小車架的整體剛性結(jié)構(gòu)強度。

（2）改進行走小車輪摩擦方式，將原銅質(zhì)軸套滑動摩擦方式改為雙列滾動軸承摩擦形式，增設(shè)軸承自動潤滑裝置。

4.回轉(zhuǎn)機構(gòu)增設(shè)旋轉(zhuǎn)接頭

（1）旋轉(zhuǎn)機構(gòu)增設(shè)旋轉(zhuǎn)接頭。為解決開鐵口機回轉(zhuǎn)、傾動和小車行走等工作6根高壓膠管擺放混亂且頻繁燒損問題，在開鐵口機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上方增設(shè)1臺液壓KT1880.6.1502旋轉(zhuǎn)接頭，采用Φ28 mm×4 mm不銹鋼硬管連接替代高壓膠管。

圖3 液壓開鐵口機裝配示意圖

（2）進給機構(gòu)增設(shè)旋轉(zhuǎn)接頭。為改善開鐵口機鑿巖機沖擊和旋轉(zhuǎn)4根高壓膠管工況，解決高壓膠管頻繁燒損問題，采取增設(shè)旋轉(zhuǎn)接頭和不銹鋼液壓管線替代高壓膠管，在吊掛機構(gòu)與進給機構(gòu)之間增設(shè)由液壓硬管連接的旋轉(zhuǎn)接頭3組件，其中旋轉(zhuǎn)接頭1安裝固定于吊掛機構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)接頭2安裝固定于進給機構(gòu)上，在吊掛機構(gòu)與進給機構(gòu)之間增設(shè)懸空旋轉(zhuǎn)接頭3，由兩組不銹鋼鋼管連接支撐，兩組油管能夠繞旋轉(zhuǎn)接頭3自由轉(zhuǎn)動折疊、伸長，實現(xiàn)進給機構(gòu)的循環(huán)前進開鐵口、后退復(fù)位。

圖4 液壓開鐵口機裝配示意圖

四、改造效果

通過爐前全液壓開鐵口機的改造應(yīng)用，解決了鑿巖機開口時間長、旋轉(zhuǎn)、沖擊力小、開口揚塵及油管頻繁燒損更換等問題，全液壓開鐵口機運行可靠性提高，實現(xiàn)了降低故障率、節(jié)省維修費用的既定目標。