礦熱爐堵口機維護要點分析

麻榮 李永剛 楊雪妮

（中鋼集團西安重機有限公司 陜西西安 710201）

1 前言

礦熱爐堵口機是專門用于有色冶煉爐的爐前堵口設備，出鐵后，堵口機將耐火泥料堵塞填滿出鐵口孔道，同時修補出鐵口周圍損壞了的爐缸內壁，為下次冶煉做準備。

目前，國內礦熱爐爐前作業設備，基本上更新換代到全液壓式可遠程控制的堵口機和開口機，其中固定立柱回轉懸臂式的機型受到絕大部分生產廠家的認可。下面，僅就該機型的堵口機的日常使用和維護保養之要點做以下分析和探討。

2 設備維護要點分析

2.1 回轉速度

該設備的結構形式是由四連桿機構組成的回轉機構，和一個四連桿機構的調整控制機構組合而成，如圖1所示。

圖1 堵口機待機與工作位置

堵口機回轉速度時間不能太快，否則沖擊太大，造成鐵口損壞，設備壽命縮短。該形式堵口機從待機位置旋轉到堵泥工作位置的旋轉角度為103°，設計要求旋轉時長為12s～15s，但在現場爐前使用過程中，有些爐前將旋轉時長調整到4s～5s，導致打泥機構炮嘴到達鐵口時的速度，從平均設計速度的0.37m／s提高到了0.82m／s，以此來提高堵口時的作業速度。

但是，由此會造成：其一，設備運行速度的提高，堵口時對鐵口的沖擊也隨之成倍的增加，造成鐵口壽命縮短，其周圍的爐墻磚松動，維護成本加大，同時也影響了出鐵產量。其二，對設備的沖擊，造成各部件的變形、損壞，嚴重時，會產生堵不住鐵口的情況。因此，現場使用過程中，必須要考慮到加快旋轉速度帶來的其他不利后果，不應該隨意調整設備的設計運行參數。

2.2 集中潤滑

機上潤滑是設備使用過程中一個非常重要的維護保養工作，目前國內的有色爐前堵口機的其他機型基本上都是采用點對點式的手動甘油槍加油潤滑。

該機型總共有10個潤滑點，在前期的應用中，10個潤滑點也是全部采用點對點式的加油，后期經過技術升級，改進成遞進式分配器的集中潤滑方式，通過遞進式甘油分配器的一個加油口，可將潤滑油輸送到機上10個潤滑點（如圖2所示），較大幅度減少了日常設備維護的工作量。

圖2 堵口機集中潤滑示意圖

但是，由于聯接各潤滑點的甘油管線多采用長距離式通徑Φ4mm～Φ6mm的鋼管，通徑較小，而且潤滑油粘度較大，因此油流阻力較大，正常情況下，甘油泵（甘油槍）的加注壓力為10MPa～16MPa，但是通過現場應用調查，有些爐前將集中潤滑管線拆掉，恢復到點對點的手動加油，原因是集中潤滑系統存在加不進潤滑油現象。再進一步排查，原因是有4～10天內，設備沒有進行過一次加油潤滑維護，由于爐前的溫度和熱輻射很大，導致潤滑油的粘度進一步加大，甚至有板結現象，造成油路堵塞，最終出現集中潤滑系統失效。

還有個別爐前設備，自從集中潤滑點加不進去潤滑油后，干脆放棄了設備的潤滑維護。而設備處于長期的無潤滑狀態的運行，將嚴重地加速設備活動關節點的磨損，加大設備運行的晃動量，加速減少設備的使用壽命。

因此，要保證集中潤滑系統的正常有效，就必須按照設備的使用維護要求，每天進行1～2次的加油作業，避免油路中出現板結現象，減少了設備維護的工作量，也保證了設備的正常使用和壽命。

2.3 防止泥缸返泥

該形式的泥缸裝泥口與泥缸蓋之間的配合形式是無間隙式（如圖3所示），這種結構形式能有效的防止在推泥過程中，炮泥返到泥塞的后面，即圖3中“A區”（國內其他機型的泥缸裝泥口與泥缸蓋之間的配合形式是間隙式，其間隙在15mm～20mm，其設置的裝泥蓋作用只是防止泥塞推泥時，炮泥被擠壓出泥缸內腔體，而不具備防止炮泥返到泥塞后面的功能）。

圖3 泥缸與缸蓋無間隙式配合

但是，如果完成炮泥的填裝后，沒有蓋好泥缸蓋，由于泥缸裝泥孔處于敞露狀態，炮泥將會通過泥塞和泥缸裝泥孔之間的空隙，一部分炮泥被擠壓到泥缸之外，一部分炮泥會返到泥塞的背面。返到泥塞的背面的炮泥，會掉落到打泥油缸活塞桿上（如圖4中箭頭所示），造成的后果：其一，油泥被帶進油缸內部，致使活塞桿表面拉傷、密封圈被破壞，從而導致油缸漏油。其二，泥塞后端與油缸前端之間的空檔炮泥堆積，清理維護量增加。

圖4 泥缸蓋打開或未蓋嚴實

因此，完成炮泥填裝工作后，必須蓋上泥缸蓋，并擰緊壓蓋螺母，該項工作對降低日常維護量和延長油缸工作壽命至關重要。

2.4 炮泥清理

國內所有機型的打泥機構都是由炮嘴帽、錐形管、泥缸、打泥油缸組成（參照圖4）。

由于受到高溫燒烤，在堵鐵口過程中，炮嘴部分的炮泥容易干涸，并凝結在炮嘴的內壁上（如圖5中的C部），導致炮嘴部的炮泥流動通徑減小，如果不及時清理這部分的干涸炮泥，會導致炮泥打不進去的生產事故。

圖5 堵口狀態示意圖

炮泥推入到出鐵口的基本關系式為：

式中：d1—出鐵口通徑；

p1—出鐵口鐵水壓強；

f1—出鐵口內壁對鐵水的阻力；

d2—炮嘴通徑；

p2—泥塞對炮泥的壓強；

f2：炮泥在泥缸內的阻力。

由式中可以看出，在p1、f1、d2、p2、f2都為定值的情況下，出鐵口通徑d1值的變化，對炮泥能否推入到出鐵口通道中，其影響關系呈現出平方關系。因此，每次堵完出鐵口后，對炮嘴部分的干涸炮泥進行清理尤為重要。在以往的實際使用中，也發生過堵口機打不進去炮泥現象，通過清理炮嘴內部的干涸炮泥，問題立即得到了解決。

2.5 設備介質

由于出鐵時，爐前環境處于高溫、多粉塵的惡劣狀態，因此，有些生產廠家把設備的工作介質由液壓油改為水乙二醇，以防止發生火災事故，值得借鑒。但是，由于水乙二醇使用溫度不得超過60°C，在使用過程中需要定期添加消泡劑，以此保證其穩定性，如果沒有按期進行維護，設備工作時，在爐前高溫的輻射下，溫度上升，體積膨脹，導致處于保壓狀態下的油缸膠管發生爆管現象，該現象在不同廠家都有不同次數發生過，其中最嚴重的事件是一廠家的爐前兩臺設備在兩個月之內，發生了七次爆管事故，嚴重影響爐前安全生產和正常產出，加大了設備維護成本。

為杜絕該事故的發生，除了對介質的定期保養外，在堵口時適時進行強制噴淋冷卻，并注意燜炮時間不能過長。另外，鑒于打泥油缸受烘烤不可避免，消除介質受熱膨脹也比較困難，我們可以在打泥油缸至換向閥之間，增設一個溢流閥，從而保證即使介質受熱膨脹，導致的壓力升高時，能及時溢流泄壓，保證堵口作業正常進行。

3 結論

設備保持良好機械性能和正常運行，是安全生產的前提。從設備正確使用和定期維護保養角度，總結出最具代表性的五要素，即注重對回轉速度、集中潤滑、炮泥清理、防止泥缸返泥和設備介質等方面設備的正確使用和及時維護，該結論對設備維護具有現實指導意義。