高炉上料重型皮带机滚筒技术改进与应用

要志超，张振存，贾 风，邢迎春

（首钢京唐联合有限责任公司，河北唐山 063200）

0 引言

皮带机由于技术比较成熟、运行成本相对较低的优势，在钢铁企业应用较广泛[1]。首钢京唐联合有限责任公司高炉上料系统重型皮带机（编号N1，N2，N3）属于炼铁作业部的重要设备，担负着5500 m3高炉所需要的所有原、燃料的运输供给，其运行状态直接影响高炉生产。该皮带机的设计、制造、供货、指导安装均由某输送设备公司实施并完成。其中，滚筒是皮带机的重要组成部分，滚筒的作用是支撑并调整输送带、传递载荷，滚筒的失效威胁着整条皮带机的正常运行。滚筒的失效形式一般有铸胶层的磨损和脱落、承受较大载荷的焊缝破坏以及轴承的失效[2-5]。在实际运转过程中，N1，N2，N3皮带机的滚筒曾多次发生接盘与滚皮焊缝裂开和轴承脱落等问题，给设备的顺稳运行带来重大隐患。针对以上问题，经与制作单位的技术部门交流，在原有设计制造基础上提出若干改进建议，以延长滚筒使用寿命，降低滚筒损坏的隐患。

1 故障统计

（1）2014年7月，上料皮带机某滚筒主轴断裂（图1），直接导致设备停机抢修。

（2）2014年7月，上料皮带机某滚筒轴承座脱落，打开轴承座发现，轴承配备的紧定套与滚筒主轴发生松动，导致整个轴承座与滚筒分离（图2）。

（3）2016年11月，上料皮带机某滚筒运转发出异声，在排除其他故障可能性后，利用停机时间，对滚筒包胶切除后发现筒皮与接盘之间的环形焊缝开裂（图3）。

（4）2017年6月，上料皮带机某滚筒轴承座发出异声，停机检查发现该滚筒轴承部分滚动体磨损严重（图 4）。

图1 滚筒主轴断裂

图2 滚筒轴承座脱落

图3 滚筒焊缝开裂

图4 滚筒轴承磨损

2 改进措施

2.1 技术改进措施

以N1-2皮带机传动滚筒为例，改进部位见图5。

图5 滚筒改进部位

（1）为提高滚筒荷载等级，改进滚筒滚皮厚度，提高滚筒整体强度，例如Φ1000 mm滚筒滚皮厚度由24 mm改为32 mm，Φ800 mm滚筒滚皮厚度由20 mm改为30 mm等。

（2）为解决滚筒胀紧套松动问题，取消紧固套，采用加热轴承直接安装方式，利用轴肩及锁母紧固，实现轴向固定。

（3）为提高接盘和筒皮的焊接质量，接盘采用模锻成型的锻钢，替代传统工艺中铸造成型的铸钢ZG230-450接盘。

（4）为便于检查轴承，轴承座设计成剖分带有端盖方便拆卸的结构。

针对改进措施（1）和（3），鉴于制作单位受限于模锻接盘和筒皮卷板机的制造能力，暂时无法全部实施改进措施，各滚筒规格采用的接盘材料和筒皮厚度见表1。

表1 滚筒接盘材料和筒皮厚度方案表 /mm

对于无法用锻钢的接盘，仍采用铸钢ZG230-450接盘，制作过程中对筒体的焊接工艺进行改进升级，特别是在焊接电流、焊丝的进给速度以及筒体的回转速度等焊接工艺关键方面严格加以控制，以确保滚筒的运转寿命。

2.2 安装标准改进

针对滚筒的安装，在原来的安装标准基础上进行了改进，改进后标准[6]：①滚筒轴线与水平面的平行度为滚筒轴线长度的1/1000；②滚筒轴线与头架中心线的垂直度为滚筒轴线长度的2/1000；③滚筒中心与头架中心线的对称度为3 mm。

2.3 其他

针对滚筒主轴断裂问题，经分析确定主要原因是主轴材料未按要求制作，通过与制作单位沟通，针对同批次滚筒进行排查，找出同样存在质量隐患的滚筒规格，利用高炉检修机会逐步更换，更换下线的滚筒交由制作单位复检，复检合格的做为备用滚筒储备，不合格的由制作单位免费赔偿。

3 改进效果

改进实施后，大大提高了上料系统重型皮带机滚筒的可靠性和使用寿命，减少了类似事故的发生。改进滚筒采购价格与原设计价格出入不大，使用寿命显著提高。经统计，2座高炉上料皮带机滚筒在装共计50台，改进实施后降低了设备故障率，为设备稳定运行提供了保障。

［1］王二林.首钢矿业公司烧结厂皮带机优化改造研究［D］.河北：燕山大学机械工程学院，2015.

［2］廖瑞风.输送机滚筒的选择［J］.起重运输机械，1974，（5）：60-66.

［3］杨复兴.胶带输送机结构、原理与计算［M］.北京：煤炭工业出版社，1983.

［4］ King T.J..Belt Conveyor Pulley Design-Why the Failures［J］.Bulk Solids Handing.1986，(6)：339-347.

［5］ Martins J.A.，Kovesdy I.，Ferreira Analysis of Collapsed Heavy-Duty Pulley in a Long-DistanceContinuousApplication［J］.Engineering Failure Analysis，2008，（15）:1-7.

［6］靳高峰.高炉运上料皮带机的安装与调试［J］.鞍钢技术，2006，（6）：37-41.