卡爾多爐自動加油裝置的研究應用

孫先如（1.中南大學機電工程學院；2.銅陵有色金屬集團股份有限公司稀貴金屬分公司，安徽　銅陵　244000）

卡爾多爐自動加油裝置的研究應用

孫先如
（1.中南大學機電工程學院；2.銅陵有色金屬集團股份有限公司稀貴金屬分公司，安徽銅陵244000）

采用DRB-P型電動潤滑泵和8×3金屬編織耐高溫管改進卡爾多爐加油方式，徹底解決人工加油潤滑不良問題和存在的安全隱患，保證了卡爾多爐的正常運轉，具有高溫爐體潤滑方面的推廣示范意義。

DRB-P型電動潤滑泵；卡爾多爐；自動加油裝置

一、前言

卡爾多爐是銅陽極泥冶煉廠的核心設備，該設備的運轉率決定了生產線的正常與否。銅陵有色稀貴金屬分公司2009年建成一套4000t/年陽極泥處理量的生產線，引進了一臺2m3的卡爾多爐，使用過程中出現了軸承缺油卡死損壞等故障，經過研究改進潤滑方式，徹底解決了軸承潤滑不良引起的故障，保證了設備正常運轉。

二、卡爾多爐的組成結構

卡爾多爐由傾動裝置和旋轉裝置兩部分構成，可以實現爐體的360°旋轉和180°的傾動，增強了物料的反應強度和操作的靈活性。卡爾多爐的360°旋轉是依靠安裝在耳軸環上的旋轉軸承和兩組托輪的三點支撐完成，該部件均在密閉爐罩內，工作溫度高，軸承的潤滑是關鍵。

1.托輪的軸承

爐體的總重量落在耳軸環中的兩組托輪上，并通過傾轉軸傳遞到基礎上。保持爐體在耳軸環的中央旋轉是關鍵，為了滿足運轉要求，在托輪磨損更換之后，必須把爐體調整到耳軸環的中央。這可以通過改變托輪的軸承套和軸承座與底板之間的襯墊來實現。

軸承的潤滑應該符合SKF指導，同時不能忘記托環表面的潤滑。每年都檢查所有的扣件和螺桿是否正確安裝，用液壓扭矩扳手檢測螺桿接頭的緊固扭矩。保持托輪周圍區域無碎片、渣等，以延長密封壽命。在運行幾年后，由于磨損，托輪的表面可能會變得粗糙。在這種情況下，應該進行機械加工，使之表面光滑。

進行托輪的維修工作，可以從耳軸環上拆下爐體，然后維修托輪。也可以不從耳軸環上吊下爐體，來更換及維修托輪。在安裝及拆卸時，耳軸環傾轉+180°，采用檢修行車從耳軸環上拆除托輪至地面，然后完成檢修更換軸承、加油等工作。

托輪的軸承型號為SKF23144CCK/C3/W33，53KG、SKFC3144K/C3，53KG。

2.旋轉軸承

旋轉軸承是用螺栓固定在爐體底部法蘭上，并固定在爐體的支撐臂上的軸承套內，軸承由球形滾動軸承組成。

軸承套要提供密封環。用高溫潤滑脂進行定期潤滑對于延長軸承的使用壽命是至關重要的。每年兩次檢查密封和緊固螺栓。用液壓扭矩扳手檢查螺桿的堅固耐用的扭矩。

旋轉軸承型號為SKF24160CC/C4W33VG004。

3.軸承的潤滑劑——SKF潤滑脂LGHB2

（1）潤滑劑性能描述：SKF潤滑脂LGHB2是一種高性能潤滑脂，含絡合CaSO4基，可用于非常苛刻的操作條件。可在-20℃到+150℃的溫度范圍內提供良好的潤滑，具有很高的抗氧化穩定性。

（2）應用范圍：SKF潤滑脂LGHB2適合于以下應用，在高載荷下運行的中等規格的滾動軸承、在有水存在的緩慢轉動的中等規格滾動軸承、在高溫下運行的球狀滾動軸承。

（3）優點：極好的機械穩定性確保LGHB2不會在滾動軸承中損失其黏度。即使有水存在時，絡合CaSO4基的存在可確保其具有極好的抗氧化、抗腐蝕性能。

（4）要求的加油制度見表1。

表1　卡爾多爐軸承加油潤滑制度表

三、改進前狀況

卡爾多爐的旋轉裝置和托輪裝置均采用進口SKF滾動軸承，由于爐體溫度高達300℃，原加油方式為人工加油，不方便，同時也不安全，導致軸承得不到潤滑而損壞。

表2列舉了2010年至2012年軸承缺油損壞的故障次數。

表2　2010年至2012年卡爐托輪故障檢修統計表

四、自動加油裝置研究的技術路線

（1）曾經改用銅管將加油點外移至方便處加油，但銅管內容易發生油脂干結、碳化現象，沒有解決軸承潤滑問題。

（2）改進潤滑油，采用耐高溫的潤滑脂或固體潤滑脂，延長加油周期，在每次檢修時更換潤滑油。選擇不到時這種潤滑油，同時在一個檢修周期內也存在缺油的風險。

（3）選擇高壓泵泵入潤滑油脂，既可以解決人工加油不安全問題，又保證了設備潤滑，延長了軸承的使用壽命。

五、DRB-P型電動潤滑泵的工作原理和在卡爾多爐上的應用

技術難點是選擇合適的加油泵、加油管路和油管路的固定方式。

1.DRB-P型電動潤滑泵的工作原理

（1）DRB-P型電動潤滑泵的主要結構和工作原理：DRB-P型電動潤滑泵主要由貯油桶、帶法蘭的泵元件、減速機和最大、最小容器指示器等組成。減速機使滑叉作直線往復運動，并帶動螺旋壓油板和刮油板作順時針方向的旋轉，從筒壁上刮下來的潤滑脂經過攪拌被壓到泵元件的周圍。泵體內有兩組活塞，每組活塞由工作活塞和2個控制活塞組成，當一組活塞中的工作活塞完成吸油過程時，另一組活塞中的工作活塞把潤滑脂壓向出油口，如圖1所示。吸油時，活塞1、2、3向右運動，活塞2在彈簧作用下到達極限位置，而活塞3繼續向右運動，這時活塞2和3之間形成了真空，一旦活塞3到達右端極限位置，吸油口即打開，潤滑脂從吸油口吸入。如彈簧力不足，沒有將活塞2推到極限位置，活塞1會在滑叉作用下強制地把活塞2推到極限位置。當活塞3向左運動時，先把吸油口關閉，被吸入的潤滑脂在其推動下向左運動，當活塞2把油口打開時，其運動停止，這時活塞3繼續向左運動并把潤滑脂從出油口壓出，一旦活塞3接觸到活塞2，其運動即停止。

圖1　DRB-P型電動潤滑泵工作原理示意圖

（2）加油泵采用DRB-P型電動潤滑泵：DRB-P系列電動潤滑泵適用于潤滑頻率高，配管長度大，潤滑點密集的單、雙線干稀油集中潤滑系統中，作為供給潤滑脂的輸送裝置。還可配備移動小車、膠管、油槍和電纜組成移動式電動潤滑泵裝置，適用于潤滑頻率低，潤滑點少，給油量大，進行移動供脂潤滑。該系列潤滑泵為電動高壓柱塞式。工作壓力在公稱壓力范圍內可任意調整，有雙重過載保護。貯油桶具有油位自動報警裝置，潤滑泵若配備電氣控制箱，能實現雙線集中潤滑系統全自動控制，并對系統實現監視。

圖2　卡爾多爐自動加油裝置示意圖

2.改進方案

經過研究論證，采用自動加油機和耐溫高壓管（圖2），通過高壓泵自動加油的方式，徹底解決了卡爾多爐旋轉裝置軸承和托輪軸承潤滑不良問題，保證了設備正常運行。采用的電動潤滑泵為DRB7-235Z，公稱壓力為40MPa，額定給油量為235mL/min，貯油量為100L，電機功率為1.5kW。

卡爾多爐加油管道規格8×3金屬編織耐高溫管，接頭14×1.5/14×1.5，配O型圈，48MPa，制造單位為巢湖新力源液壓機械有限公司銅陵分公司。油管路的固定方式采用沿爐體的耳軸支撐固定，從耳軸中空進線電纜處引進，可以隨著爐體一起傾動、旋轉。自動加油機現場實物圖見圖3，高壓油管現場布置圖見4。

圖3　自動加油機實物圖　

圖4　高壓油管布置圖

六、研究成果及經濟效益

該研究成果獲得實用新型專利，解決了旋轉軸承和托輪軸承的潤滑問題，自從使用自動加油后沒有發生因潤滑不良導致的軸承損壞故障。減輕了人工每班加油的工作量，解決了人員靠近高溫爐體加油存在的安全隱患。

該研究成取得顯著經濟效益，更換一次旋轉軸承需要維修備件費用5萬元，維修人工費用3.5萬元，托輪軸承費用2萬元，維修人工費用1萬元。固此每年節約維修費用11.5萬元。更換底部旋轉軸承一次需要4～5天，采用自動加油機后，沒有出現旋轉軸承損壞情況，每年增加生產時間5天，多處理陽極泥75t，增加加工費收入75萬元。

TH117.2

B

1671-0711（2015）11-0064-03