高爐爐頂齒輪箱故障與改進(jìn)探究

陳杰 沈衛(wèi)芳

摘 要 本文將詳細(xì)介紹高爐爐頂齒輪箱的主要故障，并針對具體故障提出設(shè)立氮氣入口通道、改善齒輪箱運行狀態(tài)及安裝冷卻器三項有效的改進(jìn)措施，從而使?fàn)t頂齒輪箱的運行更為通暢。

關(guān)鍵詞 高爐;爐頂齒輪箱;冷卻器

引言

高爐冶煉技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展已變得愈發(fā)精準(zhǔn)，其對設(shè)備工作的連續(xù)性與精準(zhǔn)度要求也逐漸提升，只有在保證其精度與功能穩(wěn)定的前提下才能延長設(shè)備的使用壽命，變得更為可靠與穩(wěn)定。

1高爐爐頂齒輪箱的主要故障

高爐爐頂齒輪箱的運行需按照一定的程序，其會在控制布料溜槽旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上掌握其內(nèi)部傾角角度，從而順利實現(xiàn)多項功能要求，如定點布料、扇形布料與環(huán)形布料等。采用齒輪箱不僅能實現(xiàn)其程序中的多項功能，在與上部閥箱配合后還會密封高溫荒煤氣與爐內(nèi)高壓等，防止出現(xiàn)因爐內(nèi)高壓、高溫而造成的粉塵反竄，也會進(jìn)一步導(dǎo)致設(shè)備損壞或各類安全事故的發(fā)生。雖然當(dāng)前工作人員的技術(shù)有所提升，但齒輪箱在實際運行時仍會產(chǎn)生些許問題，如氮氣消耗量過大、溢水問題或溫度偏高等，應(yīng)找出該問題產(chǎn)生的原因與現(xiàn)象，從而設(shè)計出合理的應(yīng)對措施。

（1）氮氣消耗量較大。高爐爐頂齒輪箱內(nèi)部的氮氣在運行過程中其會從氣密箱的側(cè)面與頂部進(jìn)入內(nèi)部，并在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)筒體的下部后進(jìn)入到爐中，該裝置的主要作用為正壓密封與帶走部分熱量。通常來講，氮氣的消耗量需在500Nm3/h以內(nèi)，但受裝配或制造精度的影響，其密封口在受到磨損后會增大間隙，當(dāng)前消耗量難以達(dá)到氮氣密封的基本需求，在生產(chǎn)期間由于齒輪箱內(nèi)部與周圍會出現(xiàn)積灰現(xiàn)象，技術(shù)人員經(jīng)過試驗與調(diào)查后了解到氮氣真實的消耗量在800～1500Nm3/h之間。基于氮氣的消耗量較大，技術(shù)人員需適時改進(jìn)密封裝置，控制其內(nèi)部間隙。

（2）溢水問題。齒輪箱最為常見的問題屬溢水現(xiàn)象，冷卻水通過齒輪箱的頂部進(jìn)入，再經(jīng)過旋轉(zhuǎn)筒體上部與上水槽匯合，在重力作用下其進(jìn)入到內(nèi)部的蛇形管中，在對齒輪箱降溫以后，全部匯集到其殼體的下水槽中再借助回水管進(jìn)入到泵站，從而使冷卻水能夠循環(huán)使用。在發(fā)生溢水問題時，上水槽中的水位計會發(fā)出報警信號，冷卻水會通過上水槽溢到爐中，不僅影響設(shè)備的正常冶煉，也會造成多重安全隱患。雖然在冶煉現(xiàn)場及時調(diào)整水量能緩解該項問題，但若不采取科學(xué)的控制方法仍會出現(xiàn)該現(xiàn)象，若不斷調(diào)整相關(guān)水量，會降低水量值，不利于溢水問題的解決。

（3）溫度偏高。通常來講，齒輪箱的主要功能為氣體密封與傳送功能，在工作狀態(tài)中其會受到爐況波動或爐內(nèi)氣流的影響，降低或升高箱中溫度。當(dāng)溫度偏高時各部位因受熱而發(fā)生膨脹，不僅會縮小齒輪間隙，還會因齒輪間隙的消失而導(dǎo)致齒輪卡死。此外，高爐爐頂齒輪箱在開展布料以前，該裝置的具體位置要調(diào)整到工作位上，若遇到較大的上傾阻力，會因電流較大而出現(xiàn)跳電現(xiàn)象。

2高爐爐頂齒輪箱的有效改進(jìn)措施

（1）設(shè)置科學(xué)的氮氣入口通道。齒輪箱在實際運行過程中由于氮氣的消耗量過高，技術(shù)人員為改善當(dāng)前狀況，需設(shè)立合適的氮氣入口通道。具體來說，裝置密封間隙直接影響著氮氣的消耗量，技術(shù)人員需詳細(xì)考察設(shè)備的裝配制度與制造精度，在運用過程中為增強(qiáng)齒輪箱的密封效果，要嚴(yán)格控制氮氣壓力值，相較于爐頂壓力，其要超出15-20kPa左右，從而更好地控制氮氣的消耗量。此外，針對氮氣的入口通道，技術(shù)人員不僅要保證裝置的密封性，還要采用科學(xué)手段合理消耗氮氣，將其使用量控制在合適的范圍內(nèi)，使齒輪箱運行的更為順利。

（2）優(yōu)化齒輪箱運行狀態(tài)。根據(jù)齒輪箱中的溢水現(xiàn)象，技術(shù)人員進(jìn)行了多種試驗，首先，其檢測到齒輪箱內(nèi)部含有鐵元素氧化物，通過實際觀察，裝置外部的進(jìn)回水管道的材質(zhì)為碳鋼，而其內(nèi)部水管材質(zhì)屬不銹鋼，因而鐵元素氧化物的來源為進(jìn)回水管道。技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)該項物質(zhì)后應(yīng)立即維修或更換相關(guān)管道，并利用有效清洗消除氧化物。其次，發(fā)生溢水現(xiàn)象可能源于裝置內(nèi)部的油脂，由于齒輪箱的大齒圈與內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)為開放式，并通過自動潤滑補(bǔ)給油脂。在檢查齒輪箱內(nèi)部裝置的過程中，技術(shù)人員可發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)筒體與密封蓋板的上部匯聚了較多油脂，在溫度的不斷影響下，其滲入到下水槽中，再借助回水管進(jìn)入到水箱中并傳送到裝置的各個部分中。技術(shù)人員應(yīng)設(shè)置合理的潤滑周期，并及時調(diào)整油量，不斷縮減油脂在齒輪箱中的堆積，降低溢水現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。最后，技術(shù)人員還需逐項修理齒輪箱中的冷卻管路、潤滑管路與均壓管路等，切實改善其運行狀態(tài)，在多次疏通冷卻管路后，可適當(dāng)在回水管道中設(shè)置加液裝置，從而改善溢水故障[1]。

（3）安裝冷卻器。為解決溫度偏高問題，技術(shù)人員可采用通氮密封與通水冷卻法，由于夏季的溫度偏高，在遭受陽光照射后氮氣的溫度也會逐漸升高，齒輪箱中的溫度也會順勢增高，在安裝冷卻器以后，當(dāng)冬季無須氮氣冷卻時，可讓氮氣直通相應(yīng)裝置;在夏季打開冷卻器在冷卻氮氣的同時也會降低周遭溫度，齒輪箱的降溫效果也會獲得明顯改善。當(dāng)溫度突然升高時技術(shù)人員可借助爐頂灑水降溫來控制溫度，并適時加大氮氣的消耗量，不但能有效改善溫度問題，還能使設(shè)備運行變得更為安全。

若齒輪箱在工作過程中發(fā)生跳電現(xiàn)象，技術(shù)人員應(yīng)立即檢查布料溜槽的連接部位，并留意是否含有異物卡組。為保證冷卻效果，要仔細(xì)檢查冷卻水的運行情況，查看傾動軸的實際位置。與此同時，工作人員需定期維修裝置內(nèi)部的潤滑管路，檢查所有的潤滑點，并逐一進(jìn)行人工潤滑。為解決電流過大問題，應(yīng)適時查看傾動機(jī)箱中的齒輪磨損狀況，在完成相關(guān)維修工作后保障齒輪整體的磨損度。此外，針對機(jī)箱中的潤滑油，不但要查看其數(shù)量有無減少，還應(yīng)及時檢測其質(zhì)量，從而提升爐頂齒輪箱整體的運行效率[2]。

3結(jié)束語

綜上所述，在實際運行高爐爐頂齒輪箱的過程中由于裝置內(nèi)部的配置與精度值的變化可能會出現(xiàn)些許問題，技術(shù)人員為使其適應(yīng)冶煉需求，需利用科學(xué)的周期與日常維護(hù)，使其達(dá)到較好的潤滑效果，從而使齒輪箱的運行更為穩(wěn)定、安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 張東勝，李步虎，向何.高爐爐頂齒輪箱故障分析與改進(jìn)[J].冶金設(shè)備，2019（S1）：5-7.

[2] 張世聰.本鋼5號高爐爐頂齒輪箱故障分析及處理方法[J].本鋼技術(shù)，2018（1）：26-28.