高炉移盖机设备稳定性优化及改造

索学坤　宁小锋　原兵燕

摘 要：安钢4 747 m3大型高炉炉前系统有四套移盖机设备，运行使用频繁、环境恶劣，该系统运行过程中主沟盖经常出现卡阻、晃动等问题。通过对移盖机设备进行系统改造，运行过程中的平衡性、稳定性得到了很大提升。

关键词：高炉；移盖机；稳定装置

STABILITY OPTIMIZATION AND TRANSFORMATION OF COVER MACHINE FOR BLAST FURNACE

Suo Xuekun    Ning Xiaofeng    Yuan Bingyan

（Anyang Iron & Steel Co. ， Ltd.    Anyang    455004，China）

Abstract：There are four sets of cover machine in Angang 4 747 m3 large blast furnace. The operation is frequently used and the environment is harsh，During operation， the cover machine often appears problems such as blockage and shaking. Through the system transformation of the  cover machine equipment. The balance and stability of the operation have been greatly improved.

Key words：blast furnace；cover machine；stabilizing device

0    引    言

国内大型高炉，出铁场属设备事故多发及环保治理困难的环节，特别是出铁口、渣铁沟附近，温度高环境恶劣，空间受限制等多种因素，铁水沟上方通常设置重型主沟盖及除尘设施，确保炉前区域环保达标，设备稳定及操作人员的人身安全。炼铁厂目前运行三座高炉，一座4 000 m3级高炉、两座2 000 m3级高炉，3号高炉有效容积4 747 m3，属特大型高炉，为防止铁水喷溅对高炉炉前设备的损坏，同时遮盖炉前烟气，保护炉前操作环境，3号高炉设有主沟盖，并配置用来移动主沟盖的专用设备移盖机，实现在出铁过程中主沟封闭，防铁水喷溅，减少烟尘污染等效果。

1    设备结构原理及问题分析

1.1    整体布置及工作原理

3号高炉出铁场共有四个出铁口，每一个出铁口配备一台悬挂式全液压移盖機，C1出铁场配备1号、2号移盖机，C2出铁场配备3号、4号移盖机，1号、3号移盖机相同，2号、4号移盖机相同。

高炉共有两个炉前液压站。移盖机的液压站与泥炮和开铁口机共用，四个操作台分别布置在两个操作室内，每台移盖机和泥炮、开口机公用一套操作台。

当高炉铁口需要出铁时，开口机将铁口打开后退回待机位置，此时启动移盖机将铁沟盖从待机位置吊起运行至铁水主沟上方将其盖上防尘、防喷溅。当铁口铁水出完一个周期后需要堵住高炉铁口时，启动移盖机运行至主沟盖上方吊起主沟盖移动到待机位置，让出铁水沟通道以便泥炮运行。

3号高炉使用的移盖机设备属于悬挂平移式，主要由行走机构、行走液压缸、提升机构、提升液压缸、液压胶管、机架组成（见图1）。移盖机的主要技术参数如表1所示。

工作原理：提升机构是由提升油缸、转臂、连杆、吊臂组成；提升油缸推动转臂，由连杆将推力传至吊臂上，吊臂将铁水沟盖向上提升。走行机构由水平液压油缸、油缸支座、活塞杆支座组成；水平液压油缸活塞杆前端固定在牵引支座上，缸体中部固定在大车架油缸支座上，通过液压缸的运行使大车移动从而实现铁水沟盖移动至预定位置。当高炉铁口需要出铁时，开口机将铁口打开后退回待机位置，此时启动移盖机将铁沟盖从待机位置吊起运行至铁水主沟上方将其盖上以便防尘、防喷溅。当铁口铁水出完一个周期后需要堵住高炉铁口时，启动移盖机运行至主沟盖上方吊起主沟盖移动到待机位置，让出铁水沟通道以便泥炮运行。四个铁口按出铁顺序重复上述机械动作。

1.2    系统运行中存在的问题

高炉出铁场移盖机提升钩101和主沟盖提升杆201为圆形孔-轴结构（见图2），主沟盖（200）在提升、平移时，由于惯性原因经常造成晃动，主沟盖重量重约20t，负载较大，产生的晃动、碰撞对移盖机液压缸和钢结构造成较大冲击力，频繁及长时间的冲击导致液压缸损坏、运行机构变形，主沟盖也因晃动、碰撞出现耐火料松溃、脱落、钢结构变形等，造成备件及消耗量增加。晃动过大时甚至发生主沟盖与炉体发生碰撞，造成高炉生产安全事故，存在极大的安全隐患。

2    部件的选用及改造方案

通过对整个设备运行轨迹进行分析，发现发生晃动及卡阻的原因是移盖机提钩与主沟盖在提升及平移中，由于受力及连接部位的接触面积小，而且提升及平移产生失衡状态时无法及时消除，造成晃动及卡阻的出现，针对以上问题，最终设计出移盖机防晃装置。

在移盖机基体上增设左右对称的四处防晃装置组成（见图3、图4、图5）。防晃装置在前后部分除限位杆长度不同外，其他部位结构相同，其组成部分为：安装座301，螺母302，调整垫片303，碟簧垫片304，碟簧305，限位杆306。

安装时，在限位杆306上依次穿上碟簧垫片304、碟簧305、碟簧垫片304，让后将限位杆306穿入安装座301上相应的安装孔内，然后穿入调整垫片303，使用两个螺母302进行锁紧。将限位杆306的底部与沟盖200端面贴合，使用调整垫片303调整螺母302安装，碟簧预紧10%。

通过设置的四处防晃装置300，四个限位杆306底面形成一个平面，此平面与沟盖200上平面贴合，对沟盖200形成约束。当移盖机100向左启动运行时，沟盖200由于惯性，有以提升杆201为中心向右上摆动的趋势，此时移盖机100右侧两处防晃装置300受力，阻止沟盖200晃动。同理，当移盖机100向左运动停止或向右启动运行时，左侧防晃装置300受力，阻止沟盖200晃动。为避免刚性连接导致惯性力通过限位杆306传递到移盖机100造成移盖机100跳动，本方案在限位杆306处设置碟簧305进行缓冲，吸收沟盖200晃动的能量，从而实现移盖机100和沟盖200平稳运行。

3    应用效果

经过改造，设备性能大幅提高，有效解决了移盖机晃动、卡阻、设备磨损严重、设备故障率偏高等问题，消除了设备隐患，提高设备、备件使用寿命，减少了检修次数和设备维修费用，减少了检修次数和设备维修费用，设备作业率提高了10%以上，经济效益显著。

3.1    备件成本节约效益

移盖机所使用的提升液压缸单价7 700元，行走液压缸单价16 000元。未增加防晃装置时，液压缸平均使用寿命在0.5年。增加后使用寿命增加至1年。3号高炉共四套移盖机，一年液压缸备件消耗节约资金47 400元。

3.2    维修费用及其他

主沟盖在未安装防晃装置前，晃动、碰撞导致主沟盖耐火料松溃、脱落，使用寿命在20天。改造完成后，有效防止了主沟盖上的耐火料因碰撞导致的松溃、脱落，使用寿命延长至40～45天，较前期寿命增加一倍，主沟盖的维修成本在5万元，寿命延长，全年节约费用150余万元。

主沟盖上悬挂轴和移盖机提钩也因为改造效果良好使用过程中磨损量减少，由每月更换一次延长至每三个月更换一次。在消除生产安全隐患降低备件消耗的同时维检工作量也大幅度减少。

4    结束语

利用现有条件，通过分析、研究、改进，在原有系统设备各方面参数不变的情况下，对移盖机设备进行完善改造，极大程度上提高了高炉移盖机设备运行的可靠性及运行效率，避免了环境造成污染的同时也为高炉的稳产、高产奠定了基础。实践证明，以上技术设备及工艺方面改造的应用，在技术、安全、操作等方面切实可行，具有可观的经济效益和环境效益，同时也产生了良好的社会效应。

参考文献

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[4]    赵自强.落地横移式移盖机的设计与应用[J].重型机械，2015（4）：88-90.