搗固焦爐推焦車推焦桿在線校正對策

陳立京

（攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司，四川 攀枝花 617000）

攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司（以下簡稱“攀鋼”）煉鐵廠投建了新3、45.5 m搗固焦爐。搗固推焦車是搗固焦爐的主要生產設備，工作于焦爐機側，用來推出炭化室內成熟的焦炭，推焦前后啟閉機側爐門，清掃機側爐門、爐門框和處理頭尾焦。其推焦桿前端選用20 g耐高溫壓力容器材料，該材質具有高溫性能好的優點，后端采用Q235B材料。推焦桿經過多次推焦，經受急劇加熱和降溫、推焦阻力的交替作用以及推焦桿自重的作用，導致推焦桿產生上拱、旁彎等彎曲變形。隨著攀鋼煉鐵廠新3、4搗固焦爐面臨的保產任務日益加重，推焦車推焦桿存在的問題成為了制約搗固焦爐達產達效的關鍵。本文介紹了攀鋼煉鐵廠3、4焦爐推焦車推焦桿的運行現狀，分析了存在的問題和原因，并提出推焦桿在線校正對策，實施后效果良好。

1 推焦桿運行現狀及存在問題分析

1.1 運行現狀

攀鋼煉鐵廠新3、4搗固焦爐推焦車推焦桿總長為31 000 mm，高度為1 019 mm，寬度為380 mm，重量為34 377 kg，推焦桿頭高5 945 mm，寬度380 mm，重量為11 388 kg。推焦桿處于推焦車體中間部位，由推焦桿頭、推焦桿主體、推焦桿活動尾等組成。推焦桿主體示意圖見圖1。

圖1 推焦桿主體示意圖Fig.1 Sketch Map for Main Body of Coke Pushing Arm

搗固焦爐推焦車推焦桿用于將炙熱的焦炭從炭化室（溫度約為1 300℃）內推出至露天環境，使用環境溫度變化大。搗固焦爐每天生產焦炭132爐，實行白、中、夜三班連續生產。按單爐作業時間20 min計算，每天兩套焦爐車輛需連續作業22 h，剩余2 h為生產檢修時間，根據生產組織均分到三個班，每班生產檢修時間僅有40 min，時間短，檢修困難。

1.2 存在問題及原因分析

1.2.1 推焦桿受熱不均，推焦困難

（1）推焦桿長期在高溫環境下工作，極易產生熱變形，導致上拱量增加。

（2）推焦桿退出炭化室后，局部地方接觸冷空氣發生急劇降溫，導致推焦桿局部變形。

（3）推焦桿發生變形后繼續使用，齒條與齒輪之間的嚙合間隙在全長上不一致，導致變形加重。

（4）操作原因導致推焦桿在爐膛高溫環境下的時間過長。

1.2.2 齒輪裝配精度問題

（1）主動齒輪裝置在安裝過程中，由于受鋼結構在制造過程中變形的影響，安裝機座標高產生一定誤差，造成推焦桿前托輪與主動齒輪和推焦桿齒條的齒面產生接觸誤差，齒輪接觸不良，造成齒面局部磨損加劇，影響推焦桿使用壽命。

（2）由于推焦桿齒條與主動齒輪副中心距偏差、齒側間隙降低，接觸精度不好，嚙合質量降低，造成推焦桿振動、跑偏、齒條斷裂。

1.2.3 推焦桿齒條軸承受力不均

（1）推焦桿在啟動至爐前認定位置之間來回沖擊，使3至4節齒條來回受到沖擊、撞擊，齒條產生接頭變形、鉚釘拉長、齒條上翹，造成推焦桿上拱、旁彎，齒條斷裂。

（2）推焦桿主動輪裝置兩側擋輪軸承采用深溝球軸承，不能自動調心，在使用過程中由于溫度較高，潤滑油易干，同時受力較大，導致軸承損壞，起不到調節作用。推焦桿在運行過程中受旁彎影響，在拉出及推出過程中，軸承損壞造成擋輪間隙增大，推焦桿偏斜，齒輪嚙合出現偏差。

（3）推焦桿在運行時受熱、受力不均，產生嚴重上拱、旁彎，推焦時震動大，導致推焦桿主動裝置軸承座螺栓松動，使齒輪齒條傳動模數變化大，齒輪嚙合傳動比不穩定。

2 在線校正對策

針對攀鋼煉鐵廠新3、4搗固焦爐推焦車推焦桿上拱、旁彎嚴重的問題，提出了在線校正對策，具體如下。

2.1 檢修架校正法

分別在新3、4搗固焦爐兩側爐頭檢修段場地，采用4根14槽鋼為一組，將每組槽鋼相互連接作為推焦桿檢修架。推焦桿在線檢修架正、側視圖見圖2。推焦桿托架按照推焦三角架的標高制作安裝，達到支撐固定推焦桿的作用。壓頂支撐架，支撐千斤頂，采用壓頂將推焦桿反向頂過平直位置的方法，達到校正推焦桿旁彎的目的。門形框拉桿由30工字鋼制作而成，支撐千斤頂，采用壓頂將推焦桿反向頂過平直位置的方法，達到校正推焦桿上拱的目的。

圖2 推焦桿在線檢修架正、側視圖Fig.2 Front View and Side Elevation of On-line Maintenance Racks for Coke Pushing Arm

2.2 火焰校正法

對推焦桿的變形校正最有效的方法為火焰校正法。將推焦桿伸出至檢修架，利用鋼線全段和分段測量推焦桿下彎數據。找出最大彎弧數值和各分點彎弧數值，并在推焦桿上標記需要校正的部位。鋼線固定在推焦桿下沿，以觀察和檢測推焦桿校正時和校正后的變形恢復情況。根據推焦桿的下彎和旁彎的部位，用千斤頂支撐著力，然后采用手持焊炬、同時對推焦桿的彎曲部位進行加熱，見圖3。當溫度達到400～600℃時，邊加熱邊逐漸增加千斤頂的力量，并觀察和測量推焦桿的變形情況，直至推焦桿的變形恢復到正常狀態，并且上翹10 mm左右為最佳。上拱和旁彎校正示意圖見圖4。利用火焰校正法方法校正推焦桿可以很好的控制推焦桿的變形部位，使彎曲部位的金屬組織處于金屬相變溫度以下，同時延伸性得以加強，有效防止冷校時變形部位難以控制和校正應力較大的情況，同時還可以消除推焦桿上拱及旁彎時產生的拉壓應力。

圖3 火焰加熱示意圖Fig.3 Sketch Map for Flame Heating

圖4 上拱和旁彎校正示意圖Fig.4 Correction Sketch Map for Upwarp and Sidewise Bending

2.3 腹板加筋板固定法

為保持通過壓頂和火焰校正后推焦桿的狀態，不僅要恢復原加強筋板，而且要對推焦桿凸側進行再加強。通過采用田形加強方式，即橫肋能夠有效防止側彎，保持整個推焦桿在同一豎直面內；立肋能夠有效地使推焦桿保持在同一平面內；下部加短立肋能有效抑制推焦桿上拱和下繞。推焦桿筋板示意圖見圖5。

圖5 推焦桿筋板示意圖Fig.5 Sketch Map for Ribbed Slabs for Coke Pushing Arm

由于焊接加強田形筋板，需對推焦桿焊接部位進行整體消除焊接應力退火，在焊接過程中需用千斤頂對推焦桿進行整體固定，使推焦桿緩慢降溫。

3 實施效果

采取在線校正對策后，在冷態下對推焦桿上拱、旁彎，齒條與大齒輪的頂隙等數據進行了測量，結果見表1。可以看出，實施在線校正后，改善效果明顯，推焦桿運行狀態的穩定性得到了提升，能夠滿足煉焦生產需求。

表1 推焦桿校正前后測量數據Table 1 Measurement Data of Coke Pushing Arm before and after Correction

此次校正過程停機時間控制在24 h以內，相比傳統更換推焦桿需72 h，檢修時間縮短了48 h，按單爐作業時間20 min計算，可多生產焦炭144爐，經濟效益非常可觀，同時減少了停機檢修長時間燜爐對焦爐爐體造成的損害，延長了推焦桿裝置使用壽命。

4 結語

攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司煉鐵廠對新3、4搗固焦爐推焦車推焦桿的運行現狀進行了分析，找出了存在問題和原因，提出了在線校正對策，包括檢修架校正法、火焰校正法和腹板加筋板固定法。實施后有效改善了推焦桿的上拱量、旁彎量和齒條與大齒輪頂隙，提升了推焦桿運行狀態的穩定性，滿足了煉焦生產需求；同時，使檢修時間由72 h縮短至24 h以內，減少了停機檢修長時間燜爐對焦爐爐體造成的損害，延長了推焦桿裝置使用壽命。