開鐵口機(jī)系統(tǒng)升級改造，滿足釩鈦礦冶煉需求

王發(fā)明 張秦川

摘 要：高爐開鐵口機(jī)系統(tǒng)正常可靠運(yùn)行，是保證高爐開鐵口順利進(jìn)行的必要條件。通過對開口機(jī)的鑿巖機(jī)配置升級選型，以及對其配置的液壓系統(tǒng)從油源、管路、控制閥臺(tái)等一系列的改進(jìn)，提高了開口機(jī)的工作能力。縮短了開鐵口時(shí)間（由原來的4分鐘/次降為約1.5分鐘/次），降低了鉆桿的消耗，滿足了高爐冶煉（特別是釩鈦礦冶煉）的需要。在工藝相同條件下提高了高爐產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：開鐵口機(jī)；機(jī)架；控制油路

一、設(shè)備現(xiàn)狀

煉鐵廠5#高爐開鐵口機(jī)于2010年10月6日投入運(yùn)行。在使用過程中該開口機(jī)在配置上不合理，其配備的鑿巖機(jī)標(biāo)準(zhǔn)偏低，其沖擊、扭矩功率偏小，導(dǎo)致開鐵口時(shí)間長，鉆頭、鉆桿消耗高，鑿巖機(jī)故障頻發(fā)，增加了設(shè)備備件的消耗，也增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；由于開口機(jī)開鐵口不順，燒鐵口次數(shù)多，增加了鐵口區(qū)域的維護(hù)量，同時(shí)鐵口區(qū)域的環(huán)保壓力增大。

為此，原煉鐵廠于2011年4月7日至4月13日分別對5#高爐爐前開口機(jī)進(jìn)行換型改造：保留現(xiàn)有開口機(jī)的回轉(zhuǎn)及行走機(jī)架部分，改造的沖鉆小車及霧化系統(tǒng)采用宜昌市燕獅科技開發(fā)有限責(zé)任公司的產(chǎn)品。經(jīng)過近七個(gè)月的使用情況，沖鉆小車及鑿巖機(jī)工作可靠，在高爐爐況正常的情況下現(xiàn)鉆桿、鉆頭消耗大量降低，開鐵口時(shí)間約1.5分鐘/爐（原開鐵口時(shí)間約4分鐘/爐）。在當(dāng)時(shí)原料結(jié)構(gòu)冶煉的情況下達(dá)到了改造預(yù)期效果。

現(xiàn)5#高爐隨著集團(tuán)公司釩鈦礦冶煉的戰(zhàn)略決策的需要，釩鈦礦冶煉的比例逐步增加（現(xiàn)釩鈦礦比例已達(dá)到26%、計(jì)劃達(dá)到30%以上）。由于釩鈦礦冶煉爐渣熔化溫度升高、泡沫渣的形成、爐渣變稠，致使渣量大、流動(dòng)性差，導(dǎo)致鐵口內(nèi)泥炮料硬度增大、排渣困難，同時(shí)鐵口內(nèi)易含渣鐵，當(dāng)鉆桿在開鐵口過程中遇到渣鐵或鉆入一定深度（約2.7～2.8米）處遇到硬度增大的泥炮料時(shí)鉆削困難，有時(shí)甚至出現(xiàn)鉆桿卡住，進(jìn)退都無法進(jìn)行。面對這種情況，操作工只能人工燒鐵口。這種方式既對鐵口造成損傷，又影響正常出鐵，同時(shí)又污染環(huán)境，增加鉆桿、鉆頭消耗，增加崗位員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。更為嚴(yán)重的是為了排渣及時(shí)，常常出現(xiàn)二次開鐵口，稍有不慎，將燒壞開鐵口機(jī)，增加設(shè)備備件消耗；同時(shí)開鐵口時(shí)間過長，極易造成爐內(nèi)蹩壓，影響高爐的穩(wěn)定順行。

因此需對開鐵口機(jī)的工作能力進(jìn)一步提升，同時(shí)要求開鐵口機(jī)在退桿時(shí)也具有振打功能，確保退桿順利。故此，現(xiàn)將開鐵口機(jī)由CHY2000型改造成CHY3000型，滿足5#高爐釩鈦礦冶煉對開口機(jī)工作的要求。

二、技術(shù)措施

（一）CHY2000型與CHY3000型開口機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)對比

（二）根據(jù)以上技術(shù)參數(shù)，升級成CHY3000型開口機(jī)面臨的問題及解決辦法

1改后的開口機(jī)重量增加226 kg，根據(jù)CHY3000型開口機(jī)機(jī)架與現(xiàn)機(jī)架對比，通過在機(jī)架上部對其進(jìn)行加固措施，增加其抗彎強(qiáng)度后現(xiàn)機(jī)架能滿足開口機(jī)改造后的強(qiáng)度要求，同時(shí)對現(xiàn)開口機(jī)回轉(zhuǎn)油缸、傾角油缸的油壓適當(dāng)調(diào)高以增加回轉(zhuǎn)動(dòng)力及開口機(jī)傾角動(dòng)力，調(diào)整后能滿足改后的開口機(jī)回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)的工作要求。

2 CHY3000型開口機(jī)較現(xiàn)用的CHY2000開口機(jī)長734mm，有效安裝尺寸長511.5mm。需對現(xiàn)小車行走定位塊后移200mm，同時(shí)將送進(jìn)機(jī)構(gòu)的機(jī)架向后增加500mm。增加的機(jī)架在工程公司機(jī)制車間加工好后，采用焊接方式在現(xiàn)場進(jìn)行連接組裝。

3 CHY3000型開口機(jī)工作流量大，最大達(dá)404l/min（送進(jìn)4l/min+沖擊280l/min+旋轉(zhuǎn)120 l/min）。現(xiàn)油站配置的油泵為兩用一備，單臺(tái)供油量為136l/min，改后需三臺(tái)油泵同時(shí)運(yùn)行才能滿足系統(tǒng)工作。這樣工作時(shí)就無備用油泵，故需新增備用油站（3立方米）及房屋建筑，避免系統(tǒng)油源供油不足及油泵發(fā)生故障時(shí)對鐵前設(shè)備造成災(zāi)難性的后果。

4 CHY3000型開口機(jī)沖擊流量最大為280l/min，現(xiàn)該油路電磁換向閥通徑為10mm，提供的最大流量為120 l/min，閥臺(tái)至油缸的管路通徑DN20mm，提供的最大流量為151l/min（按8m/s流速設(shè)計(jì)計(jì)算），這些都不能滿足沖擊機(jī)構(gòu)用油量。

因此需單獨(dú)對該控制油路進(jìn)行改造。具體是：

4.1將原閥臺(tái)上的沖擊油路閥件拆除，堵塞閥臺(tái)上的控制油口。

4.2在主油路管道新增設(shè)控制油路及閥臺(tái)單獨(dú)控制沖擊機(jī)構(gòu)。將10mm通徑的電磁換向閥更換成16mm通徑的電液換向閥，相應(yīng)控制閥件通徑均為16mm。

4.3將新增閥臺(tái)至開口機(jī)的現(xiàn)無縫鋼管？25×4改成？34×4.5不銹鋼無縫管，現(xiàn)？16鎧裝鋼絲編織軟管改成？22鎧裝鋼絲編織軟管。

5 由于CHY3000型開口機(jī)功能大，為了避免其內(nèi)部元件的急劇磨損，需新增油霧潤滑系統(tǒng)對開口機(jī)進(jìn)行潤滑。

6 開鐵口的水霧化系統(tǒng)利用原CHY2000型的配置。

7 兩套液壓站管路并網(wǎng)安裝。

8 PLC重新編程對兩套液壓站、新增沖擊閥臺(tái)及操作閥臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

（三）改造時(shí)間

1在2012年5月前完成新增液壓站房屋建筑的施工。

2在2012年6月前完成新增液壓站的安裝調(diào)試及與原液壓站并網(wǎng)的工作。

3在2012年8月前完成東、西鐵口新增沖擊閥臺(tái)、機(jī)架延長并加固及液壓管路支管的改造工作。

4分別在2012年10月9日、10月15日前完成西、東鐵口CHY3000型開口機(jī)安裝調(diào)試工作。

三、改造后效果及效益

1 效果

1.1開口機(jī)的開口能力進(jìn)一步提升，同時(shí)具有雙向擊打功能，進(jìn)、退桿順暢，開口時(shí)間縮短，鐵口壁光滑，排渣順暢；避免開口不順造成爐內(nèi)蹩壓而影響高爐穩(wěn)定、順行。

1.2減少開鐵口中由于開孔不順而人工燒鐵口的次數(shù)，減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了鐵前的工作環(huán)境；降低了吹氧管的消耗。

1.3避免了二次開鐵口對開口機(jī)設(shè)備的損傷，降低了設(shè)備備件消耗。

1.4由于縮短了開口時(shí)間，保證了正點(diǎn)出鐵率，一定程度上為高爐增加了產(chǎn)量。

2 效益

2.1年節(jié)約吹氧管消耗：0.6萬元/噸*4噸/月*12月=28.8萬元；

2.2年節(jié)約開口機(jī)費(fèi)用：8.9萬元∕臺(tái)*10臺(tái)—24.7萬元∕臺(tái)*3臺(tái)=14.9萬元；

2.3年節(jié)約振打桿、密封接套等主要備件費(fèi)用：（350元/件*240件+730元/件*240件）—（3900元/件*12件+11600元/件*12件）=7.32萬元；

2.4年節(jié)約鉆桿、鉆頭費(fèi)用：[（1.2根/爐-1根/爐）*680元/根+（1.2個(gè)/爐—1個(gè)/爐）*75元/個(gè)]*15爐/天*360天=79.38萬元；

總費(fèi)用合計(jì)：28.8萬元+14.9萬元+7.32萬元+79.38萬元=130.4（萬元/年）；

2.5縮短開鐵口時(shí)間年多產(chǎn)鐵：（3分鐘/爐-1.5分鐘/爐）×15爐/天×360天×2.78噸/分鐘=22518噸；

四、結(jié)語

通過對高爐開鐵口機(jī)及其相應(yīng)的液壓系統(tǒng)的改進(jìn)，高爐開鐵口能力大為提升，開鐵口時(shí)間大為縮短，為滿足爐內(nèi)工況及提高產(chǎn)量提供了保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]鋼絲編織增強(qiáng)液壓型規(guī)范（中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)—GB/T3683.1-2006）.

[2]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第三版 第四）.