繩索軌道提升機在球式熱風爐裝耐火球的應用

歐陽鵬，藍濤濤，陸軍，林昀，覃海革

（十一冶集團公司工程技術有限公司，廣西柳州 545002）

1 前言

球式熱風爐是煉鐵高爐生產配套的工業爐窯設備，其主要作用是為高爐提供連續穩定的高溫熱風，而耐火球又是球式熱風爐中蓄熱體的主要蓄熱介質[1]。柳鋼現有球式熱風爐28座，每年都有熱風爐需要更換耐火球，其換球工作是卸出耐火球，篩選，回裝[2]。以1000立方高爐為例，所配備的球式熱風爐，每座爐裝球量近1000噸，裝球量很大，容積越大的高爐，所配備的球式熱風爐裝球量更大，要確保裝球過程安全、連續、可靠，需要改變現有裝球的方式[3-4]。

目前，裝球方式主要是鏟車裝球→送入裝球斗→汽車吊吊運裝球斗→吊到裝球孔將球裝入熱風爐。該方式存在的不足：一、汽車吊吊運旋轉范圍較寬，對施工現場條件要求較高，碰撞到周邊建筑物的風險較大；二、汽車吊吊運至裝球孔時，駕駛員視線距離較遠對所吊裝球斗的定位不準確，同時在裝球孔位置的作業人員也難以控制裝球斗（3噸多）的擺動，施工安全系數極低。要是工期趕，夜間作業安全風險更大；三、使用汽車吊裝球，機械臺班費用高，增加施工成本。

2 設備技術方案

為了解決現有的球式熱風爐回裝耐火球工作中存在的問題，達到提高施工安全系數，快速回裝耐火球，降低施工成本，施工易于組織的目的，采用如下的技術方案：

（1）繩索軌道提升機設備，由蓄球漏斗、組裝式井架、滑輪組、卷揚機、裝球斗、限位裝置組成。

（2）組裝式井架由N段對接組裝而成（視裝球孔高度而定），其每段都可自由拆分、組裝，架體內兩側安裝有供裝球斗垂直提升時保持平衡的導軌。

（3）滑輪組由井架底部側面滑輪、井架頂部兩個滑輪，共三個滑輪組成。

（4）卷揚機部分由電機、減速機、鋼絲繩輪轂、變頻器相連而成。

（5）限位裝置安裝在組裝式井架上，用于控制卷揚機停止裝球斗提升在預定裝球孔平臺的高度。

新型裝球設備主要解決了現有的球式熱風爐換球工作中回裝耐火球所存在的問題，采用新型設備后，將會減少裝球時的汽車吊臺班投入，同時大大提高各施工環節的安全系數，確保裝球過程的安全、連續、可靠性。

圖1

圖2

3 設備安裝及運行

3.1 安裝方式

如圖1所示，蓄球漏斗的出料口正對著組裝式井架內的裝球斗，放出耐火球直接進入裝球斗；啟動底座面的卷揚機，鋼絲繩通過滑輪組吊起裝球斗沿組裝式井架上的裝球斗導軌垂直提升，當裝球斗垂直提升到預定裝球平臺高度時，由限位裝置控制卷揚機停止提升；打開裝球斗放出耐火球經溜槽和裝球孔溜入熱風爐內。

當裝球斗（如圖2所示）的儲球倉裝滿耐火球后，利用卷揚機提升，導軌滾輪沿組裝式井架上的裝球斗導軌垂直提升至裝球孔，打開出球閘門，通過溜槽把球送到熱風爐內。

3.2 運行方式

如圖3所示：用鏟車連續將耐火球裝入蓄球漏斗，當裝球斗放到底座后，把蓄球漏斗里的耐火球放入裝球斗，通過組裝式井架、卷揚機、滑輪組、限位裝置提升并控制裝球斗到需要放球的裝球孔位置，然后打開裝球斗的出球閘門，耐火球經溜槽和裝球孔溜入熱風爐內。放完球后，關起出球閘門，以裝球斗提升的相反方式把裝球斗放到底座。整個工作流程可以循環、連續操作，有效確保裝球過程安全、穩定、連續、可靠。

在操作過程中，通過變頻器控制其電機，可控調整卷揚機提升和下降的速度，確保運行速度在安全范圍內。

4 裝球方式的對比

現將繩索軌道提升機設備與原裝球方式進行比較，如圖4所示。

4.1 裝球方式的改變

原裝球方式是以汽車吊吊裝為主，就是利用鏟車把球裝到裝球斗，然后用汽車吊吊運裝球斗至裝球孔位置，最后打開裝球斗的出球閘門，耐火球通過溜槽進入熱風爐內。該方式容易受到現場環境和條件限制、吊裝運行過程安全風險大、機械臺班成本高。

新裝球方式是利用鏟車將耐火球裝入蓄球漏斗，再把蓄球漏斗內的球送到組裝式井架內側的裝球斗，然后通過卷揚機系統垂直提升裝球斗至裝球孔位置，最后打開裝球斗的出球閘門，耐火球通過溜槽進入熱風爐內。該方式基本不受到現場環境和條件限制、消除吊裝過程的安全風險，同時提升機械化作業程度，減低施工成本，有效確保裝球作業安全性和連續性。

4.2 工藝的改變

原裝球工藝需要在現場有一塊足夠大的場地擺放汽車吊，同時要考慮在吊運過程中周邊建筑物的安全距離，還要考驗汽車吊司機的視力和判斷力。該工藝受到現場環境和條件限制影響較大，同時機械臺班成本高。

新型繩索軌道提升機裝球設備在現場只需幾個平方的場地，就足夠整套設備的安裝和使用，利用井架垂直上下運行裝球斗，就可完成裝球工作。同時卷揚機操作人員可在裝球孔平臺操作，以及有限位裝置的控制，操作人員的視力和判斷力不受考驗。該工藝基本不受到現場環境和條件限制、有效消除吊裝過程的安全風險，還可以減少機械臺班成本。

圖3

圖4 舊裝球方式（左）與新裝球方式（右）對比

5 設備應用效果

繩索軌道提升機設備的應用，主要解決了現有的球式熱風爐回裝耐火球工作中，存在的問題，很大的提高施工安全系數，施工易于組織，降低施工成本，從而達到快速回裝耐火球，確保熱風爐順利生產的目的。繩索軌道提升機設備成功使用在柳鋼1、2、3、4、6號高爐的熱風爐回裝耐火球施工中，通過對比，新型繩索軌道提升機回裝耐火球由原來汽車吊回裝的6天縮短至4天，安全系數和工作效率大幅提高。