燒結(jié)帶冷機快速大修實踐

徐 林，徐兆春，劉曉超

（1馬鋼股份設(shè)備管理部；2馬鋼股份煉鐵總廠，安徽馬鞍山 243000）

引言

馬鋼煉鐵總廠北區(qū)有2座4 000 m3高爐，日產(chǎn)鐵水17 600 t，配套2臺360 m2燒結(jié)機，日產(chǎn)燒結(jié)礦24 000 t。A#燒結(jié)機2006 年10 月投產(chǎn),運行13 年無大修，帶冷機傳動輪及鏈節(jié)磨損嚴重，成為嚴重危及安全生產(chǎn)的重大隱患。

1 存在的問題

帶冷機功能是對經(jīng)單輥破碎機破碎的熱燒結(jié)礦進行冷卻。外形尺寸帶寬4.5 m，有效冷卻長度96 m，冷卻面積432 m2。傳動形式為多點嚙合全懸掛。

設(shè)備存在的問題主要有：

（1）齒狀環(huán)狀件傳動輪（分度圓直徑3 236 mm）經(jīng)13年不間斷運行，整體磨損嚴重（見圖1），表象為齒面磨損、斑蝕；齒形改變、配合間隙差。

圖1 齒狀環(huán)狀件傳動輪磨損嚴重

（2）帶冷機鏈節(jié)的鏈板、銷軸磨損加劇。鏈板節(jié)距由原來1 000 mm 增加到1 020～1 030 mm，銷軸磨損量超過3 mm。嚙合位置后移超過35 mm，鏈板與齒板非工作面發(fā)生干涉，啃齒（如圖2）。

圖2 鏈板與齒板非工作面發(fā)生磨損

（3）臺車與鏈板幾何形變剪切聯(lián)接螺栓，臺車松動位移,見圖3。

圖3 臺車松動位移

帶冷機整體設(shè)計壽命8 年，無法與高爐15 年爐齡有效匹配，12 天檢修工期將嚴重影響燒結(jié)礦供料，高爐須休風應對。尤其適逢高爐壯年期，停產(chǎn)12 天亦無主要檢修項目，對爐況影響及產(chǎn)能壓制的負面作用難以估量。

因此優(yōu)化帶冷機傳動輪、鏈節(jié)更換方案，實施快速大修，消除設(shè)備隱患是此項課題的核心與關(guān)鍵。

2 方案優(yōu)化

2.1 傳統(tǒng)年修網(wǎng)絡

帶冷機傳動輪、鏈節(jié)同時更換，工期為25天。

傳統(tǒng)帶冷機年修網(wǎng)絡圖見圖4。

圖4 傳統(tǒng)帶冷機年修網(wǎng)絡圖

2.2 優(yōu)化方案及工藝計算

帶冷機傳動輪齒板為整體結(jié)構(gòu)，原更換方案須將柔傳裝置拆除。考慮起吊高度與距離，且現(xiàn)場需配備250 t以上的吊車以及制作大型吊裝工具，全過程與鏈節(jié)更換工序干涉，占主線工期5 天以上。為此經(jīng)負荷校驗，在確保安全的前提下，通過對其采用剖分式改造，實現(xiàn)不占主工期的在線更換。

2.2.1 兩半對稱剖分式的結(jié)構(gòu)示意圖見圖5。

圖5 兩半對稱剖分式的結(jié)構(gòu)示意圖

2.2.2 齒板連接所需最少螺栓個數(shù)的計算及齒板強度校驗

齒板扭矩N=2 200 kN·m ；精制螺栓孔直徑為d=φ47H7 ；精制孔分度直徑為D=2 580 mm ；精制螺栓材質(zhì)為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。

(1)螺栓的需用最小許用剪切應力[τ]

采用絞制孔用螺栓連接時，載荷主要靠螺栓的剪切和擠壓來承受。

對于塑性材料當應力達到屈服極限σs時，將產(chǎn)生顯著塑性變形，常會使構(gòu)件不能正常工作。因此塑性材料的需用拉應力[σ]為：

對于塑性材料，ns=1.2～2.5。

一般情況下，塑性材料的許用切應力[τ]要比同樣材料的許用拉應力[σ]小，而許用擠壓應力[σbs]比[σ]大：

經(jīng)查《重型機械標準》，螺栓的屈服強度σs=370 MPa，安全系數(shù)n 取最大值，n=2.5，分別代入公式（1），可得其許用拉應力：

將許用拉應力[σ]值代入公式（2）中得許用切應力[τ]：

取最小值，[τ]=88.8 MPa。

(2)單個精制螺栓所承受的剪切應力τ

其中，F(xiàn) 為螺栓所承受剪切力，A 為單個螺栓的截面面積，n為螺栓個數(shù)。

分別代入數(shù)值得：

螺栓滿足剪切強度的條件為：

τ≤[τ]

代入數(shù)值可得：n≥12.6

1.2.2.3 加強醫(yī)護人員的風險防范意識。組織急診護士風險管理制度的學習，時刻監(jiān)督各項風險管理制度落實情況，尤其是夜間、雙休日及節(jié)假日薄弱時間，也是急診患者高峰時間；強化護士應急預案的培訓，準確操作急救設(shè)備及使用急救藥品，掌握醫(yī)療事故處理措施，不斷學習醫(yī)療事故處理的法律法規(guī)。規(guī)范護理文書書寫，準確、及時、記錄護理文書，病歷留檔，每月定期審查病歷。

因此，鉸制螺栓至少為13個。

(3)驗證螺栓擠壓強度是否滿足強度條件，即σbs≤[σbs]

由公式1～3 可得螺栓最小許用擠壓強度[σbs]=1.5[σ]=222 MPa

式中，F(xiàn)為螺栓所承受剪切力，Abs為單個螺栓的截面面積，n為螺栓個數(shù)。

式中，t為擠壓長度，t=103 mm，d 為螺栓直徑d=44 mm

代入數(shù)值得σbs=22.95 MPa，σbs≤[σbs]

經(jīng)計算校核，鉸制螺栓數(shù)量大于13個。為提高安全系數(shù)，選取半個鏈輪精制螺栓16個。

3 項目實施

3.1 編制施工網(wǎng)絡

煉鐵總廠A#燒結(jié)帶冷機年修網(wǎng)絡圖見圖6。

圖6 A#燒結(jié)帶冷機年修網(wǎng)絡圖

提前拆除帶冷機中部煙罩和煙囪→停機→拆除全部臺車→拆除上部鏈節(jié)→回裝上部新鏈節(jié)及臺車→同步更換傳動輪齒板→轉(zhuǎn)動傳動輪更換下部鏈節(jié)及回裝臺車→再次轉(zhuǎn)動傳動輪更換剩余全部鏈節(jié)及回裝臺車→煙罩回裝及收尾工作→試車。

3.2 實施準備工作

汲取以往施工經(jīng)驗，提前拆除兩段帶冷煙罩和煙囪，擴大工作面，并增加一個吊車占位，3 個作業(yè)點同時進行臺車及鏈節(jié)的拆除及回裝，每個作業(yè)點間隔約10 輛臺車的距離，每次拆除5 輛臺車，效率提高30%。

3.3 臺車與鏈節(jié)的拆除

帶冷上臺面靠傳動輪位置設(shè)一作業(yè)點，每5 輛臺車轉(zhuǎn)至上部后立即拆除臺車聯(lián)接螺栓，每隔15輛臺車切割一輛臺車的扇形板，以便臺車轉(zhuǎn)動到吊裝位置后可直接起吊落地。三處作業(yè)點分別完成5輛臺車提升吊裝后，帶冷機再次逆向轉(zhuǎn)動15輛臺車至吊裝點，按此方法重復直至所有上部臺面臺車拆除完成。所有臺車拆除完后將上部鏈節(jié)從頭尾輪處切斷，并將上部鏈節(jié)按6節(jié)一段切割，用卷揚機拖到吊裝點落地。

3.4 上部鏈節(jié)及臺車回裝

與以往全部鏈節(jié)更換完后再回裝臺車不同，此次上部鏈節(jié)拆除完成立即回裝上部鏈節(jié)與臺車。裝一段新鏈節(jié)即回裝臺車，從兩個作業(yè)面分別往頭尾輪兩個方向同步回裝，人工設(shè)卷揚拉動鏈節(jié)及臺車，此方法大大節(jié)約了回裝時間并且前期上部鏈節(jié)及臺車的回裝作業(yè)不需要轉(zhuǎn)動傳動輪，期間傳動輪齒板更換同步進行，不占用主線工期。

3.5 傳動輪齒板更換

上部鏈節(jié)在傳動輪處斷開后開始，與“上部鏈節(jié)及臺車回裝”節(jié)點重合進行。設(shè)兩個作業(yè)組同時進行，12 h 一班，連續(xù)作業(yè)。完成舊齒板割除后，兩片式新齒板按出廠標記位置調(diào)整安裝就位。使用4臺磁座鉆配合Φ48 空心鉆頭鉆孔，可調(diào)鉸刀進行鉸孔，測繪、加工、安裝絞制螺栓，76 h 完成齒板的更換。

3.6 下部鏈節(jié)及臺車回裝

齒板更換完成后通過兩次轉(zhuǎn)動，將下部舊鏈節(jié)轉(zhuǎn)動到帶冷機上方，完成最后剩余鏈節(jié)的更換及臺車的回裝。

4 結(jié)語

綜上所述，通過新技術(shù)、新工藝、新工法的引進以及施工方案的優(yōu)化，僅用7天時間，高質(zhì)量完成包括帶冷機頭部齒輪、鏈節(jié)本體及臺車更換等內(nèi)容的快速大修，為非高爐爐役條件下，燒結(jié)系統(tǒng)大修提供了實踐經(jīng)驗。