液压式渣罐倾翻装置

李艳玲，王玉萍，周绍荣，刘仕豪

（武汉钢铁重工集团有限公司，湖北 武汉430083）

铸渣机是一种用于铜冶炼厂的连续铸渣设备，它把炼铜转炉所生产的渣，经过渣炉铸造、冷却、粗碎送往选矿设备。而渣罐倾翻装置是铸渣机中的关键设备，安装于铸渣机的头部，用于将渣罐内的渣液均匀地倾注在运动着的铸渣机的铁模内铸成渣块，是铜冶炼厂铸渣工区的专用设备。目前该装置的倾翻方式主要有卷扬式和液压式两种，而液压式倾翻装置因其优良的设备性能被越来越多地采用。本文针对液压式渣罐倾翻装置的工作原理、结构组成、主要部件的功能结构以及整机安装调试、维护保养等方面的内容进行阐述。

1 工作原理及结构组成

液压式渣罐倾翻装置由液压站提供动力，利用液压缸将渣罐从0°水平位翻转至90°倾翻位进行浇注，浇注完毕后，再复位到0°水平位［1］。其主要由活动翻转台、旋转轴、固定支架、轴承座、支座、液压缸和液压站等组成（图1）。在活动翻转台上设置有渣罐固定装置，使渣罐在倾翻过程中能安全稳定地固定在活动翻转台上。

当吊车将满载的渣罐吊至活动翻转台上方准备落罐时，渣罐固定装置会将渣罐准确定位，平稳安放在活动翻转台上。然后启动液压站开始倾翻浇注：先启动快速阀，液压缸的活塞杆伸出，活动翻转台与渣罐一起由0°水平位开始绕旋转轴旋转。5～8s后，渣罐倾翻至约30°时，渣液开始流出，然后关闭快速阀，启动慢速阀，以间隙控制的方式，使渣液以合适的流量，平稳地注入运行中的铸渣机的铁模中。整个浇注过程约30min，当渣罐倾翻至85°～90°时，渣液断流。确认渣液倒空后，再启动快速阀，使渣罐快速回落至0°水平位，当活动翻转台坐实在固定支架的支撑位上后，关闭快速阀，则这一罐的浇注工作完成（图2）。

图1 液压式渣罐倾翻装置的结构组成

图2 液压式渣罐倾翻装置的工作原理

2 主要部件的功能结构

2.1 活动翻转台

活动翻转台主要用来放置渣罐，并带动渣罐一起绕旋转轴旋转，进行倾翻浇注。

活动翻转台为L型对称结构，由底板、渣罐固定装置、支架组以及挡块A、B组成（图3）［2］。在支架组右端顶部开有贯通的圆孔，用来安装旋转轴，使活动翻转台以此点为支点绕固定支架转动。

图3 活动翻转台的结构组成

渣罐固定装置分别设置于活动翻转台的底板、支架组和连接板上。在其底板的前后边缘处设置了一对带导向作用的卡槽，与底板焊接在一起，用来卡住渣罐底部的十字筋板。考虑到渣罐受热膨胀，卡槽的宽度要略大于渣罐底部筋板的宽度。卡槽上部焊有夹角为40°的导向板，方便吊车将渣罐顺利地吊入卡槽。另外，在支架组的两个侧壁上开有螺孔，用来安装挡块A；在底板右侧的中间部位设有带螺孔的支架，用来安装挡块B。当渣罐倾翻时，挡块A支撑渣罐吊耳前方的水平筋板，挡块B支撑渣罐底部的十字筋前部，通过对渣罐5个部位的限制定位来实现固定（图4）。

图4 渣罐固定装置的工作原理

当活动翻转台转至90°时，渣罐固定装置中的卡槽和挡块可以防止渣罐过翻。并且渣罐的重心在倾翻中心点的左上方（渣罐底部方向），即使没有固定装置的限制，渣罐也能自动复位，因此有双重保护确保渣罐不会过翻。

2.2 固定支架

固定支架的作用是为活动翻转台提供一个倾翻转动的支点，以及在活动翻转台水平落位时提供一个支撑位。

固定支架为框式对称结构，由底板、支架组一和支架组二组成（图5）。在支架组一的顶部设有三块支撑板，与活动翻转台底部的支撑板一一对应，便于支撑活动翻转台。在底板上安装有一组轴承座，用来安装液压缸的中间耳轴。在支架组二的顶部安装有一组轴承座，用来将旋转轴固定在固定支架上。

图5 固定支架的结构组成

2.3 液压缸及液压站

液压缸是将活动翻转台绕旋转轴旋转，使渣罐倾翻浇注的顶升机构，安装在活动翻转台的两侧。液压缸的中间耳轴通过轴承座安装在固定支架上，活塞杆耳环通过支座与活动翻转台相连。活塞杆伸出时，活动翻转台由0°水平位开始绕旋转轴旋转，全部伸出时，活动翻转台可旋转到90°，全部缩回时，活动翻转台恢复至水平位，并支撑在固定架的支撑位上。

液压缸动力由液压站提供。液压站设有一个快速阀、一个慢速阀［3］：快速阀可使活塞杆快速伸缩（活动翻转台快速翻转或返回）；慢速阀可使渣罐在浇注时以较慢的速度倾翻。为避免活塞杆的抖动爬行现象，慢速阀的调整应有一定限度，以不产生此类现象为度。为满足浇注要求，允许慢速阀以点动方式控制。

3 安装调试和维护保养

3.1 安装

3.1.1 空罐的试装 渣罐倾翻装置在运往安装现场前，空罐要与活动翻转台试装，空罐应能轻松自如地放置在活动翻转台上。各部间隙应在合适范围内，若超差，可考虑：1）在A、B挡板处加垫，或将耐磨板减薄；2）在活动翻转台底部加焊钢板（渣灌十字筋落位处）以抬高渣灌；3）渣罐固定装置中的卡槽在试装前仅点焊在活动翻转台上，试装时可按调试需要挑开移位。上述措施应能适应所有的在用渣灌，也即所有的渣灌使用前都应进行落位实验。

3.1.2 渣罐倾翻装置的现场安装 试装完成后，可按以下流程安装渣罐倾翻装置。1）首先清理设备上的油污泥土，检查各部轴承及密封件有无被污染，并仔细检查各部地脚螺栓的位置是否符合图纸要求，如有不符合应立即整改或采取措施解决。2）固定支架、活动翻转台以及液压缸是装配在一起，成倒卧状态运送到安装现场的。在将它直立落位安装前应做好方案，确定起吊方式、悬挂点等，以免发生设备变形损坏等事故。3）正式安装时，将两个液压缸拆下，这样就可很方便地将活动翻转台直立吊装落位，而液压缸可在配管时安装到位。用框式水平仪放在旋转轴上检查水平，气泡在视窗内即可，活动翻转台在铸渣机中心线方向的水平可不做严格要求。当上述各项安装工作结束后必须仔细检查安装质量，合格后方可进行空试。

3.2 空负载试车

首先做好空试前的各项检查工作，包括检查各处地脚螺栓和连接螺栓是否紧固牢靠，检查各处润滑点是否注油，以及确认现场各处无障碍、无杂物。

启动液压泵，对活动翻转台做无灌倾翻实验，使活动翻转台在0°～90°范围内往返2次以上，在此过程中快速、慢速、点动多次转换，灵活可靠，各部运转平稳，无异常声响，方为合格。

然后进行空罐倾翻试验，要保证活动翻转台在0°水平位并坐实在固定支架的支撑位上。任选一空渣罐，由吊车吊起放置在活动翻转台上，各部间隙符合要求。将活动翻转台在0°～90°范围内往返2次以上，在此过程中，快速、慢速、点动多次转换，灵活可靠，各部运转平稳，无异常声响。检查罐嘴处的十字筋与旋转轴处的间隙，应至少大于15mm，绝对不允许十字筋在翻转过程压迫旋转轴。若压迫旋转轴，应加厚挡块A处的垫板厚度。

试验合格后，可焊牢油缸中间耳轴支座两侧的止动块、油缸耳环支座上部的止动块，旋转轴承座两侧的止动块，地脚螺栓处的方垫等。

3.3 热负荷试车

3.3.1 热负荷试车的条件 1）铸渣机系统已安装完毕且空负荷试车合格；2）活动翻转台各部已空负荷试车且经必要的整改完毕，由业主方和监理方签字确认合格；3）热负荷试车应由业主方岗位人员操作，在供方人员的监督指导下进行。

3.3.2 热负荷试车的操作规程 1）检查渣罐倾翻装置内外现场无障碍无杂物，活动翻转台在水平位置并坐实在固定支架的支撑位上，绝不允许在支撑位上悬空；2）吊车将满载的渣罐吊起，平稳地放置在活动翻转台上，各部间隙符合图纸要求。渣罐纵向中心线与活动翻转台纵向中心线的偏离≤40mm；3）启动铸渣机链带全速运转，启动液压站；4）启动快速阀，渣罐由0°开始倾翻，5～8s后，渣罐倾翻至约30°时，渣液开始流出，立即关闭快速阀，启动慢速阀，以间隙控制的方式，使渣液以合适流量，平稳地注入运行中的铸渣机。5）整个浇注过程约30min。当渣罐倾翻至85°～90°时，渣液断流。确认渣液倒空后，启动快速阀，使渣罐快速回落至0°水平位，当活动翻转台坐实在固定支架的支撑位上后，关闭快速阀。6）停机。

若无下一待浇注渣罐，则可关闭液压泵，渣罐倾翻装置整机停。但由于铸渣机的渣斗仓的液压活动门与活动翻转台共液压站，若渣斗仓此时在卸料，就不能关闭液压站。

3.4 维护和润滑

为保证生产的顺利进行，渣罐倾翻装置应随时保持完好状态，方便随时可投入使用。定期检查地脚螺栓及其他紧固件是否松动，各止动块是否有脱焊状态，定期检查各易损件的磨损情况。

对设备各部件的润滑，如回转轴两端滑动轴承、液压缸耳环关节轴承和液压缸中间耳轴滑动轴承均每月人工注适量锂基酯润滑一次。

4 结束语

液压式渣罐倾翻装置为框式结构，结构设计合理稳定，具有较高的刚度，在重负载的倾翻过程中不会发生晃动现象。设于活动翻转台上的渣罐固定装置能使渣罐在倾翻过程中平稳固定，不会有滑落和过翻之虞。两侧的液压缸最大提升力为600kN，能安全稳定地倾翻满载的渣罐。液压系统中的快速阀和慢速阀能灵活精准控制倾翻速度，操作方便。整个装置体积小，占用工作空间小，倾翻动作安全可靠，能有效提高生产效率，降低生产成本。

［1］ 李艳玲，王玉萍，刘仕豪，等.用于渣罐翻转的装置：中国，ZL201320123035.5［P］.2013－08－14.

［2］ 李英杰，郭 强.150t钢水罐倾翻装置优化方案设计及实施［J］.冶金设备，2011（01）：147－149.

［3］ 成大先.机械设计手册（第五版）［M］.北京：化学工业出版社，2007.