卡尔多炉自动加油装置的研究应用

孙先如（1.中南大学机电工程学院；2.铜陵有色金属集团股份有限公司稀贵金属分公司，安徽　铜陵　244000）

卡尔多炉自动加油装置的研究应用

孙先如
（1.中南大学机电工程学院；2.铜陵有色金属集团股份有限公司稀贵金属分公司，安徽铜陵244000）

采用DRB-P型电动润滑泵和8×3金属编织耐高温管改进卡尔多炉加油方式，彻底解决人工加油润滑不良问题和存在的安全隐患，保证了卡尔多炉的正常运转，具有高温炉体润滑方面的推广示范意义。

DRB-P型电动润滑泵；卡尔多炉；自动加油装置

一、前言

卡尔多炉是铜阳极泥冶炼厂的核心设备，该设备的运转率决定了生产线的正常与否。铜陵有色稀贵金属分公司2009年建成一套4000t/年阳极泥处理量的生产线，引进了一台2m3的卡尔多炉，使用过程中出现了轴承缺油卡死损坏等故障，经过研究改进润滑方式，彻底解决了轴承润滑不良引起的故障，保证了设备正常运转。

二、卡尔多炉的组成结构

卡尔多炉由倾动装置和旋转装置两部分构成，可以实现炉体的360°旋转和180°的倾动，增强了物料的反应强度和操作的灵活性。卡尔多炉的360°旋转是依靠安装在耳轴环上的旋转轴承和两组托轮的三点支撑完成，该部件均在密闭炉罩内，工作温度高，轴承的润滑是关键。

1.托轮的轴承

炉体的总重量落在耳轴环中的两组托轮上，并通过倾转轴传递到基础上。保持炉体在耳轴环的中央旋转是关键，为了满足运转要求，在托轮磨损更换之后，必须把炉体调整到耳轴环的中央。这可以通过改变托轮的轴承套和轴承座与底板之间的衬垫来实现。

轴承的润滑应该符合SKF指导，同时不能忘记托环表面的润滑。每年都检查所有的扣件和螺杆是否正确安装，用液压扭矩扳手检测螺杆接头的紧固扭矩。保持托轮周围区域无碎片、渣等，以延长密封寿命。在运行几年后，由于磨损，托轮的表面可能会变得粗糙。在这种情况下，应该进行机械加工，使之表面光滑。

进行托轮的维修工作，可以从耳轴环上拆下炉体，然后维修托轮。也可以不从耳轴环上吊下炉体，来更换及维修托轮。在安装及拆卸时，耳轴环倾转+180°，采用检修行车从耳轴环上拆除托轮至地面，然后完成检修更换轴承、加油等工作。

托轮的轴承型号为SKF23144CCK/C3/W33，53KG、SKFC3144K/C3，53KG。

2.旋转轴承

旋转轴承是用螺栓固定在炉体底部法兰上，并固定在炉体的支撑臂上的轴承套内，轴承由球形滚动轴承组成。

轴承套要提供密封环。用高温润滑脂进行定期润滑对于延长轴承的使用寿命是至关重要的。每年两次检查密封和紧固螺栓。用液压扭矩扳手检查螺杆的坚固耐用的扭矩。

旋转轴承型号为SKF24160CC/C4W33VG004。

3.轴承的润滑剂——SKF润滑脂LGHB2

（1）润滑剂性能描述：SKF润滑脂LGHB2是一种高性能润滑脂，含络合CaSO4基，可用于非常苛刻的操作条件。可在-20℃到+150℃的温度范围内提供良好的润滑，具有很高的抗氧化稳定性。

（2）应用范围：SKF润滑脂LGHB2适合于以下应用，在高载荷下运行的中等规格的滚动轴承、在有水存在的缓慢转动的中等规格滚动轴承、在高温下运行的球状滚动轴承。

（3）优点：极好的机械稳定性确保LGHB2不会在滚动轴承中损失其黏度。即使有水存在时，络合CaSO4基的存在可确保其具有极好的抗氧化、抗腐蚀性能。

（4）要求的加油制度见表1。

表1　卡尔多炉轴承加油润滑制度表

三、改进前状况

卡尔多炉的旋转装置和托轮装置均采用进口SKF滚动轴承，由于炉体温度高达300℃，原加油方式为人工加油，不方便，同时也不安全，导致轴承得不到润滑而损坏。

表2列举了2010年至2012年轴承缺油损坏的故障次数。

表2　2010年至2012年卡炉托轮故障检修统计表

四、自动加油装置研究的技术路线

（1）曾经改用铜管将加油点外移至方便处加油，但铜管内容易发生油脂干结、碳化现象，没有解决轴承润滑问题。

（2）改进润滑油，采用耐高温的润滑脂或固体润滑脂，延长加油周期，在每次检修时更换润滑油。选择不到时这种润滑油，同时在一个检修周期内也存在缺油的风险。

（3）选择高压泵泵入润滑油脂，既可以解决人工加油不安全问题，又保证了设备润滑，延长了轴承的使用寿命。

五、DRB-P型电动润滑泵的工作原理和在卡尔多炉上的应用

技术难点是选择合适的加油泵、加油管路和油管路的固定方式。

1.DRB-P型电动润滑泵的工作原理

（1）DRB-P型电动润滑泵的主要结构和工作原理：DRB-P型电动润滑泵主要由贮油桶、带法兰的泵元件、减速机和最大、最小容器指示器等组成。减速机使滑叉作直线往复运动，并带动螺旋压油板和刮油板作顺时针方向的旋转，从筒壁上刮下来的润滑脂经过搅拌被压到泵元件的周围。泵体内有两组活塞，每组活塞由工作活塞和2个控制活塞组成，当一组活塞中的工作活塞完成吸油过程时，另一组活塞中的工作活塞把润滑脂压向出油口，如图1所示。吸油时，活塞1、2、3向右运动，活塞2在弹簧作用下到达极限位置，而活塞3继续向右运动，这时活塞2和3之间形成了真空，一旦活塞3到达右端极限位置，吸油口即打开，润滑脂从吸油口吸入。如弹簧力不足，没有将活塞2推到极限位置，活塞1会在滑叉作用下强制地把活塞2推到极限位置。当活塞3向左运动时，先把吸油口关闭，被吸入的润滑脂在其推动下向左运动，当活塞2把油口打开时，其运动停止，这时活塞3继续向左运动并把润滑脂从出油口压出，一旦活塞3接触到活塞2，其运动即停止。

图1　DRB-P型电动润滑泵工作原理示意图

（2）加油泵采用DRB-P型电动润滑泵：DRB-P系列电动润滑泵适用于润滑频率高，配管长度大，润滑点密集的单、双线干稀油集中润滑系统中，作为供给润滑脂的输送装置。还可配备移动小车、胶管、油枪和电缆组成移动式电动润滑泵装置，适用于润滑频率低，润滑点少，给油量大，进行移动供脂润滑。该系列润滑泵为电动高压柱塞式。工作压力在公称压力范围内可任意调整，有双重过载保护。贮油桶具有油位自动报警装置，润滑泵若配备电气控制箱，能实现双线集中润滑系统全自动控制，并对系统实现监视。

图2　卡尔多炉自动加油装置示意图

2.改进方案

经过研究论证，采用自动加油机和耐温高压管（图2），通过高压泵自动加油的方式，彻底解决了卡尔多炉旋转装置轴承和托轮轴承润滑不良问题，保证了设备正常运行。采用的电动润滑泵为DRB7-235Z，公称压力为40MPa，额定给油量为235mL/min，贮油量为100L，电机功率为1.5kW。

卡尔多炉加油管道规格8×3金属编织耐高温管，接头14×1.5/14×1.5，配O型圈，48MPa，制造单位为巢湖新力源液压机械有限公司铜陵分公司。油管路的固定方式采用沿炉体的耳轴支撑固定，从耳轴中空进线电缆处引进，可以随着炉体一起倾动、旋转。自动加油机现场实物图见图3，高压油管现场布置图见4。

图3　自动加油机实物图　

图4　高压油管布置图

六、研究成果及经济效益

该研究成果获得实用新型专利，解决了旋转轴承和托轮轴承的润滑问题，自从使用自动加油后没有发生因润滑不良导致的轴承损坏故障。减轻了人工每班加油的工作量，解决了人员靠近高温炉体加油存在的安全隐患。

该研究成取得显著经济效益，更换一次旋转轴承需要维修备件费用5万元，维修人工费用3.5万元，托轮轴承费用2万元，维修人工费用1万元。固此每年节约维修费用11.5万元。更换底部旋转轴承一次需要4～5天，采用自动加油机后，没有出现旋转轴承损坏情况，每年增加生产时间5天，多处理阳极泥75t，增加加工费收入75万元。

TH117.2

B

1671-0711（2015）11-0064-03