矿热炉堵口机维护要点分析

麻荣 李永刚 杨雪妮

（中钢集团西安重机有限公司 陕西西安 710201）

1 前言

矿热炉堵口机是专门用于有色冶炼炉的炉前堵口设备，出铁后，堵口机将耐火泥料堵塞填满出铁口孔道，同时修补出铁口周围损坏了的炉缸内壁，为下次冶炼做准备。

目前，国内矿热炉炉前作业设备，基本上更新换代到全液压式可远程控制的堵口机和开口机，其中固定立柱回转悬臂式的机型受到绝大部分生产厂家的认可。下面，仅就该机型的堵口机的日常使用和维护保养之要点做以下分析和探讨。

2 设备维护要点分析

2.1 回转速度

该设备的结构形式是由四连杆机构组成的回转机构，和一个四连杆机构的调整控制机构组合而成，如图1所示。

图1 堵口机待机与工作位置

堵口机回转速度时间不能太快，否则冲击太大，造成铁口损坏，设备寿命缩短。该形式堵口机从待机位置旋转到堵泥工作位置的旋转角度为103°，设计要求旋转时长为12s～15s，但在现场炉前使用过程中，有些炉前将旋转时长调整到4s～5s，导致打泥机构炮嘴到达铁口时的速度，从平均设计速度的0.37m／s提高到了0.82m／s，以此来提高堵口时的作业速度。

但是，由此会造成：其一，设备运行速度的提高，堵口时对铁口的冲击也随之成倍的增加，造成铁口寿命缩短，其周围的炉墙砖松动，维护成本加大，同时也影响了出铁产量。其二，对设备的冲击，造成各部件的变形、损坏，严重时，会产生堵不住铁口的情况。因此，现场使用过程中，必须要考虑到加快旋转速度带来的其他不利后果，不应该随意调整设备的设计运行参数。

2.2 集中润滑

机上润滑是设备使用过程中一个非常重要的维护保养工作，目前国内的有色炉前堵口机的其他机型基本上都是采用点对点式的手动甘油枪加油润滑。

该机型总共有10个润滑点，在前期的应用中，10个润滑点也是全部采用点对点式的加油，后期经过技术升级，改进成递进式分配器的集中润滑方式，通过递进式甘油分配器的一个加油口，可将润滑油输送到机上10个润滑点（如图2所示），较大幅度减少了日常设备维护的工作量。

图2 堵口机集中润滑示意图

但是，由于联接各润滑点的甘油管线多采用长距离式通径Φ4mm～Φ6mm的钢管，通径较小，而且润滑油粘度较大，因此油流阻力较大，正常情况下，甘油泵（甘油枪）的加注压力为10MPa～16MPa，但是通过现场应用调查，有些炉前将集中润滑管线拆掉，恢复到点对点的手动加油，原因是集中润滑系统存在加不进润滑油现象。再进一步排查，原因是有4～10天内，设备没有进行过一次加油润滑维护，由于炉前的温度和热辐射很大，导致润滑油的粘度进一步加大，甚至有板结现象，造成油路堵塞，最终出现集中润滑系统失效。

还有个别炉前设备，自从集中润滑点加不进去润滑油后，干脆放弃了设备的润滑维护。而设备处于长期的无润滑状态的运行，将严重地加速设备活动关节点的磨损，加大设备运行的晃动量，加速减少设备的使用寿命。

因此，要保证集中润滑系统的正常有效，就必须按照设备的使用维护要求，每天进行1～2次的加油作业，避免油路中出现板结现象，减少了设备维护的工作量，也保证了设备的正常使用和寿命。

2.3 防止泥缸返泥

该形式的泥缸装泥口与泥缸盖之间的配合形式是无间隙式（如图3所示），这种结构形式能有效的防止在推泥过程中，炮泥返到泥塞的后面，即图3中“A区”（国内其他机型的泥缸装泥口与泥缸盖之间的配合形式是间隙式，其间隙在15mm～20mm，其设置的装泥盖作用只是防止泥塞推泥时，炮泥被挤压出泥缸内腔体，而不具备防止炮泥返到泥塞后面的功能）。

图3 泥缸与缸盖无间隙式配合

但是，如果完成炮泥的填装后，没有盖好泥缸盖，由于泥缸装泥孔处于敞露状态，炮泥将会通过泥塞和泥缸装泥孔之间的空隙，一部分炮泥被挤压到泥缸之外，一部分炮泥会返到泥塞的背面。返到泥塞的背面的炮泥，会掉落到打泥油缸活塞杆上（如图4中箭头所示），造成的后果：其一，油泥被带进油缸内部，致使活塞杆表面拉伤、密封圈被破坏，从而导致油缸漏油。其二，泥塞后端与油缸前端之间的空档炮泥堆积，清理维护量增加。

图4 泥缸盖打开或未盖严实

因此，完成炮泥填装工作后，必须盖上泥缸盖，并拧紧压盖螺母，该项工作对降低日常维护量和延长油缸工作寿命至关重要。

2.4 炮泥清理

国内所有机型的打泥机构都是由炮嘴帽、锥形管、泥缸、打泥油缸组成（参照图4）。

由于受到高温烧烤，在堵铁口过程中，炮嘴部分的炮泥容易干涸，并凝结在炮嘴的内壁上（如图5中的C部），导致炮嘴部的炮泥流动通径减小，如果不及时清理这部分的干涸炮泥，会导致炮泥打不进去的生产事故。

图5 堵口状态示意图

炮泥推入到出铁口的基本关系式为：

式中：d1—出铁口通径；

p1—出铁口铁水压强；

f1—出铁口内壁对铁水的阻力；

d2—炮嘴通径；

p2—泥塞对炮泥的压强；

f2：炮泥在泥缸内的阻力。

由式中可以看出，在p1、f1、d2、p2、f2都为定值的情况下，出铁口通径d1值的变化，对炮泥能否推入到出铁口通道中，其影响关系呈现出平方关系。因此，每次堵完出铁口后，对炮嘴部分的干涸炮泥进行清理尤为重要。在以往的实际使用中，也发生过堵口机打不进去炮泥现象，通过清理炮嘴内部的干涸炮泥，问题立即得到了解决。

2.5 设备介质

由于出铁时，炉前环境处于高温、多粉尘的恶劣状态，因此，有些生产厂家把设备的工作介质由液压油改为水乙二醇，以防止发生火灾事故，值得借鉴。但是，由于水乙二醇使用温度不得超过60°C，在使用过程中需要定期添加消泡剂，以此保证其稳定性，如果没有按期进行维护，设备工作时，在炉前高温的辐射下，温度上升，体积膨胀，导致处于保压状态下的油缸胶管发生爆管现象，该现象在不同厂家都有不同次数发生过，其中最严重的事件是一厂家的炉前两台设备在两个月之内，发生了七次爆管事故，严重影响炉前安全生产和正常产出，加大了设备维护成本。

为杜绝该事故的发生，除了对介质的定期保养外，在堵口时适时进行强制喷淋冷却，并注意焖炮时间不能过长。另外，鉴于打泥油缸受烘烤不可避免，消除介质受热膨胀也比较困难，我们可以在打泥油缸至换向阀之间，增设一个溢流阀，从而保证即使介质受热膨胀，导致的压力升高时，能及时溢流泄压，保证堵口作业正常进行。

3 结论

设备保持良好机械性能和正常运行，是安全生产的前提。从设备正确使用和定期维护保养角度，总结出最具代表性的五要素，即注重对回转速度、集中润滑、炮泥清理、防止泥缸返泥和设备介质等方面设备的正确使用和及时维护，该结论对设备维护具有现实指导意义。