178 高炉炉前揭盖机技术.docx

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1、178 高炉炉前揭盖机技术 178 高炉炉前揭盖机技术高炉炉前揭盖机技术张显超(宜昌燕狮科技开发有限责任公司)摘要我国高炉炼铁向大型化发展，大中型高炉普遍采纳蓄铁式铁沟，为了防止开口后铁水飞溅，对高炉增加了沟盖。针对这一市场需求，我公司供应三种结构形式的揭盖机来满意炼铁运用。通过对揭盖机的运动原理及结构形式进行分析和阐述，并对各型揭盖机进行仿真模拟，得出其轨迹，速度，加速度曲线。关键词炉前设备揭盖机平面多杆机构l概况当前，随着国家钢铁产业振兴安排的实施，我国将限时淘汰能耗过高的小型高炉，整合资源进行大中型高炉改建、扩建、新建，达到节能降耗、优化资源、高效利用的目的。对于小型高炉，开口后引起大量

2、的铁水、粉尘飞溅，大多实行吸风管吸出，但效果并不明显，常常发生烧伤事故，造成很大的平安隐患。对于大中型高炉，开口后产生的铁水、粉尘飞溅更为严峻，一部分企业采纳沟盖来防尘，效果比较明显，而目前还有很多的中型高炉并未采纳沟盖，对于飞溅的粉尘敬而远之，同时造成工作环境比较恶劣，对于人体和设备保养都有肯定的危害。随着中大型高炉的新建，增加沟盖的运用就显得尤为重要，目前沟盖的结构比较成熟，最大的问题就是怎么运用，对于沟盖的移动，目前的主流设备是运用揭盖机，也有用行车进行吊装移动的，但运用不太便利。对此，须要开发出各种结构的揭盖机以满意各钢厂不同的运用需求，目前对于沟盖的提升和移动主要运用平面多杆机构，现

3、对三种结构的揭盖机进行探讨。2YJDI16型(吊挂平移式)见图1由YJDI16(吊挂式)炉前揭盖机示意图(图1)，可建立平面机构运动简图(图2)，在示意图中可看出其行走部分靠轨道支撑小车行走，由马达驱动，运行平稳。对于提升机构可看出当油缸GF伸长时，推动连杆EC运动，最终使挂板ABC旋转，完成钩住沟盖和提升沟盖的动作。A点轨迹为一圆弧，当速度肯定时可显著降低其水平运动造成的沟盖摇摆，从而得到平稳的提升运动，其运动轨迹为a-a1a2a3。该机构把油缸的推力转化为沟盖的提升力，油缸回程时沟盖下降，由于沟盖本身重力的存在，可看出该装置比较省力，最大限度发挥了油缸的特性。沟盖起吊后移动的方向和远近取决

4、于行走轨道的布置方向和长度，这种形式的揭盖机一般安装在风口平台下。对于基座非回转型的揭盖机构，如图3、图4。须要两个油缸进行沟盖的提升和移动，其运动步骤是分开的，首先由起吊油缸FG完成钩住沟盖和提升沟盖的动作，然后由位移油缸AB完成沟盖的移动。在移动过程中高度有小范围改变，速度和加速度有肯定的改变，平稳性相对较差，对其进行仿真模拟可得出其轨迹，速度，加速度曲线：由图5可看出曲臂受位移油缸推动旋转，在运行到中点的时侯沟盖位置会升而，在中点前后位置沟盖的速度有一个改变，在中点时其上升速度是0，将会造成沟盖的摇摆，但此点位于运动的中点，对运动的结果不会造成明显的影响。其钩住沟盖的动作靠起吊油缸来实现

5、，臂长较短，达不到省力的效果。该油缸行程较短，举升的高度有限，故时问比较短。好用于高度空间有限的中型高炉炉前运用，该机构具有结构形式比较简洁，运动快捷，占地范围小，整机重量小，可得到比较高的效费比，并无须在铁沟上方安装轨道等行走装置，沟盖移动的方向取决于揭盖机基础的方向，移动距离取决于连杆长度和油缸行程。4YJZIIl25型(基座回转式)见图7对于回转折叠式结构的揭盖机，运动较为困难，在机架下面有回转支承，由马达带动可实现左右旋转，在主臂上还连接一小臂，由马达带动旋转，所以可以实现比较大范围的运动。同时该机同折叠式的一样拥有两个油缸，可完成举升和移动的动作，同时由于有两个旋转驱动，可实现沟盖停

6、放位置的多样化。该机牢靠性较高，油缸马达等驱动装置均处于比较好的工作环境，可得到较高的寿命。由于该机与折叠式相比增加一曲臂，该曲臂可有效降低沟盖在平移时高度方向上的位置改变，可得到比较平稳的运动。同时该机的提升由油缸的推力得到，曲臂的增加使得比单纯折叠式的更加省力。但缺点是驱动比较多，造成制造成本比较高。由图7可看出该机可在特定的出铁场同时对两铁口进行揭盖操作，其效费比可得到有效的提升，适用于铁口数量多的大高炉，可有效节约场地空间。5总结由于沟盖自身沉重(通常在15-25吨不等)，为保证平稳起吊和精确定位，通常都会在油缸和液压系统上设置平衡回路和位置传感元件，并通过电液限制削减机械调整环节，改

7、善设备动态品质。随着炉前设备的发展，环保和节能已成为市场发展的主题，但环保是应当放在第一位的，揭盖机是改善炉前工作环境的重要设备，本文介绍的三种形式的揭盖机均有各自的特点，可以敏捷的布置在各种不同的场合，举升力在20吨左右的揭盖机足以满意各种高炉的需求。参考文献1彭学元高炉炉前移盖机的设计探讨钢铁技术，201*(4)：192龚道雄臂架摇摆式全回转高炉炉前移盖机的设计及臂架结构分析冶金设备，201*(1)：483周传典高炉炼铁生产技术手册北京冶金工业出版社，201*扩展阅读：176 大高炉用大功率、多功能开口机大高炉用大功率、多功能开口机张秀萍胡华平敖爱国王水文于君成(三峡工业设计探讨院宝钢炼铁

8、厂韶钢炼铁厂三峡工业设计探讨院)摘要CHY4000A型全液压开口机开发与应用，解决了制约炉前技术进步的八个难题，推动了我国炉前设备自动化水平，加快了国外新技术新工艺在我国高炉应用，在宝钢、武钢、韶钢取得了较好的成果。关键词高炉铁口开口机国产化应用1概论进入2l世纪，我国高炉起先向大型化和特大型化方向发展，在高炉操作中，炉前设备面临着比较突出的问题，既现有国内各机型开口机功能与功率满意不了开铁口工艺要求，尤3其是201*m等级以上的高炉，冶炼强度高、铁口深，采纳高强度无水炮泥，炮泥在铁口中烧结时间长，且变素很大，出铁时间长，铁口稳定性较差，开铁口困难等等，集中反映以下八个问题：I、开铁口时间长1

9、030min：2、钻杆消耗大35根炉：3、铁口侵蚀快：4、正点率较差67；5、铁口合格率较差51；6、泥炮的打泥量不稳；7、铁口维护量较大；8、开铁口退钻困难。从国外高炉炉前操作技术指标分析，大型化高炉尤其是特大型高炉考核指标为：(1)单炉24h无并行出铁；(2)单炉24h出铁次数为6次；(3)出铁见渣率为100：(4)铁口合格率为90以上；(5)正点率、铁口深度合格率达90以上。由此可见要解决上述“八个问题”，完成“五项指标”，在努力提高铁口区域操作水平管理水平同时，除选择科学匹配的炮泥、钻头、钻杆，更主要的是对完成开口工艺的唯一设备开口机须有个严格要求。CHY4000A(国产化型号，下同)

10、全液压开口机在我国的探讨、开发、运用、反馈，集中反映了我国炉前设备技术又一重大突破和创新。通过宝钢、武钢、韶钢、太钢、本钢、马钢、天钢、唐钢近几年来在高炉现场的运用视察，统计计算得到以下公式：2开口机探讨与国产化发展过程多年来，我公司(前称中南液压气动设计探讨所)始终从事世界先进开铁口机的探讨与开发。1997年，在全国炼铁生产工作会上，笔者首个提出“举荐运用有轨式开铁口机”得到全国炼铁界普遍赞许，并快速在全国推广，大大降低了铁口的维护量，提高了高炉的寿命，同时使铁口的深度、角度、直线度、正点率、出铁匀称性、放渣量都有了质的变更，被誉为我国炉前设备第一次革命。十几年来，我公司设计改造了适合中国炉

11、况具有独立自主学问产权的电动、全气动、液气结合式、全液压等四大系列、十二种机型的开口机，被炼铁界誉为“世界的开口机，开口机的世界”。(1)早在80年头末期，我国引进DDS公司第一代开口机用于湘钢3BF，型号为CHQl000(国外型号HM754)，采纳矮柱双轨式，在同一行走梁上并排挂两台开口机，一钻一捅，集冲钻为一体，泥炮开口机采纳异边布置，当时在全国1000m3以下高炉广为运用，这种开口机结构简洁，维护便利，可通过尾部手动换向阀完成自动卸扦(见图1)。(2)90年头初期，DDS公司其次代CHQ201*(国外型号HM755)型开口机在武钢3BF运用，泥炮、开口机采纳同边布置，开口机在上，泥炮在下

12、，采纳冲钻分别式，此机图1CHOl000型气动开口机与CHQl000型相比，转速提高了25，扭矩提高了30，冲击功提高了40，95年11月国产化后，在我国一大批1000m3左右高炉大为运用(见图2)。图2CH0201*型气动开口机(3)98年12月26日，DDS公司第三代CHQ201*L(国外型号HM766开口机在昆钢6BF运用，泥炮、开口机采纳同边布置，泥炮在上，开口机在下，转臂为低柱斜座式，此结构稳定性强，离地面空间小，便于设备检修，便于备件拆换。非工作状态下整个机架扒卧在地面。CHQ201*L开口机与CHQ201*相比，除外形结构上由较大改变外，还依据国外开口工艺增设一逆打装置(采纳埋棒

13、法时拔棒运用)，逆打额定冲击功为190J，其旋转、振打与其次代CH0201*型相同，99年10月我公司将其国产化，并快速在我国1000m3一201*m3高炉推广(见图3)。(4)上世纪，DDS公司与PW公司重组，组建为TMT公司。本世纪初，该公司生产的HS573-GH型全液压开口机，随着我国炉前设备的引入，先后在我国武钢5BF、6BF、7BF、8BF，马钢新区1BF、2BF，韶钢6BF、7BF，太钢3BF、5BF，本钢6BF、7BF、8BF，宝钢lBF、2BF、3BF、4BF，鞍钢1lBF、12BF，天钢2BF，唐钢南区1BF，天铁5BF，首钢迁安3BF，京唐钢lBF、2BF运用，这一新技术的

14、应用，对提高我国炉前设备自动化水平起到了主动的推动作用，但也出现诸多问题。比如：蓄能器氮气泄露问题，蓄能器皮碗易破损问题，旋转齿轮箱润滑问题，吹扫管尾部雾化水泄露对旋转齿轮浸湿问题，振打杆与钻杆连接处工作状态下外泄露水，以及价格昂贵、供货周期长、修理困难等问题。3CHY4000A研发分析201*年1月我公司下属三峡工业设计探讨院，组织专班成立项目组，走科研与生产结合道路，用了近半年时间对该机运用现场进行视察、跟踪、了解，对泥炮、铁口、钻头、钻杆、开口机给进机构以及风压、水压、油压等故障点进行了反复探讨、解剖、试验、分析，最终在201*年10月逐一解决了以上六个重点问题，并探讨开发出具有自主学问

15、产权的CHY4000A型全液压开口机，改写了我国大高炉无大功率、多功能全液压开口机的历史。产生了较好的社会效益和经济效益，并快速在全国大高炉和特大高炉推广运用。这一新技术的应用使我国炉前设备装备水平、操作水平、管理水平都将有一个大的提高(见图4)。我公司研发的CHY4000A型全液压开口机，主要针对201*m3以上高炉的炉前开铁口作业。它集旋转、振打、逆打、吹扫为一体，钻杆、钻头、水雾化为一体，整机各部位结构紧凑，克服了其它机型在加大冲击功，加大扭矩状况下易松动的问题。具有功率大、效率高、消耗低、故障少、带逆打、平安环保等特点，填补了国内空白。堪称我国炉前设备的其次次革命。(见表1)4CHY4

16、000A功能及原理41旋转功能该机旋转动力来自一台液压马达，马达输出经齿轮减速后最终传给“振打杆”。如图5所示，“小齿轮”与马达矩形花键连接，“大齿轮”通过“花键套”与“振打杆”异形花键连接。作为输出动力的“大齿轮”，同时也是“振打杆”的后端支承，限制“振打杆”后退的极限位置。CHY4000A型液压开口机旋转动力的额定扭矩为330660Nm，较以往开口机增大了25。较大的旋转动力有利于切削，在吹扫排屑的协助下，能顺当地在铁口前端打开一条孔道，且无论开口机是在钻进还是钻退的过程中，都始终保持通道的畅通。42冲击功能没有冲击功能或冲击功率小的开口机，当钻到赤热的硬层或遇到夹铁夹渣时，无法接着工作。

17、这时往往采纳吹氧或捅钎等方法打开出铁口孔道中剩下的硬层，这种方法不仅效率低，对铁口的破坏也非常严峻，而铁口是高炉最薄弱的地方，长此以往，必将对高炉寿命带来不利影响。冲击功能有利于破裂铁口深处的夹铁夹渣，削减铁口维护量，缩短开铁口时间。图5如图5所示，正向冲击时，“振打杆”在后位。由于“活塞”向前冲击时其冲击功通过“振打圈”、“钻杆接套”向铁口传递，“振打杆”不承受干脆打击。所以CHY4000A型开口机的重要零件“振打杆”受到了很好的爱护。“振打杆”的前端与“钻杆接套”螺纹连接。振打圈、振打杆轴肩均由滑动协作的“支承套”支承、导向。43逆打功能CHY4000A型开口机是国内外唯一具有逆打功能的液

18、压开口机。在国外，逆打功能是用来拔出埋入出铁口的金属棒，其工作原理与正向冲击相像，只是冲击的方向相反。在国内逆打功能有利于快速拔出钻杆，缩短开口机后退时间，削减铁口对设备的热辐射影响，提高设备的运用寿命，降低主机及备件的损耗。如图6所示，逆向冲击时，“振打杆”在前位，“活塞”向后冲击，与“振打杆”左肩轴发生碰撞，冲击功向铁口传递。正逆打的转换足通过操作小车向前或向后运动来实现的。此外，CHY4000A的活塞动作方式不是差动，有效避开了差动前冲时前腔高压对冲击功的消减，从而向外释放更多冲击功。这一特点有效的保证了正向冲击和反向冲击的进行。44雾化除尘常用的吹扫是通过安装在开口机尾部的吹扫空气入口

19、，将压缩空气从开口机内部及钎杆中的孔道，输送到开铁口工作位置，清除切削过程中所产生的粉尘，以利于钻进过程的进行。然而这却成为造成炉前粉尘污染的主要缘由之一。雾化除尘就是针对吹扫过程中产生的粉尘烟尘污染而设计改进的。雾化功能是在钻削铁口过程中，将常温常压的水通过限制系统，变更其压力与流量并雾化后，经开口机水道流经钻杆钻头。旋转吹扫所产生的烟尘在雾化水的作用下转化成蒸发气体，从而降低了铁口的烟尘污染。钻进过程中产生的粉尘在雾化水的作用下凝聚成053mm尘粒，烟尘污染降低了735，粉尘污染降低了61，有效限制了铁口烟尘粉尘污染，改善了炉前工人的劳动环境。此外，针对以前雾化除尘开口机有漏水问题，CHY

20、4000A型开口机对此作出了改进。如图7所示，以往的开口机吹扫管又细又长，水雾化入口在开口机前端。工作时雾化的水在吹扫空气的作用下，直达铁口除尘，但在非工作状态下，残留的水就可能顺着吹扫管和振打杆之间的间隙进入机体内部，侵蚀机内零件。而CHY4000A型开口机的吹扫管较短，便于加工和组装。吹扫管与振打杆连接的地方加了两道密封圈，有效地隔离了吹扫雾化水，爱护机内重要零件不受侵蚀。45水雾冷却水雾通过机体和钻杆钻头后，可以起到肯定的冷却效果，但是与以前带雾化除尘功能的开口机不同的是，CHY4000A型开口机的雾化水是从机体尾部进入，其对整个机体以及振打杆、钻杆、钻头都起到了较好的冷却效果(如表2所

21、示)，对提高设备运用寿命起到了重要的作用。46水雾降耗水雾的冷却效果不仅提高了设备的运用寿命，同时也大大降低了钻具等的消耗。水钢炼铁厂3BF自201*年9月起先出铁，很快达到设计要求，实现预期目标。但炉前原运用的液压开口机钻具消耗太大，其水套平均7天更换一套，钻头月均消耗600个，钻杆月均消耗580根，201*年2月20日，水钢炼铁厂与我公司达成共同改造研发低耗环保开口机协议，经过两个月设计、探讨、消化汲取国外技术，在原基础上进行技术创新，使之更适合中国国情，4月19日胜利应用于水钢3BF，各项指标均达到设计要求。与原开口机相比有以下几点优势：开口机转速提高一倍，在没有夹铁夹渣状况下，不运用冲

22、击可干脆打开铁口，回转扭矩提高30，开口机综合效率明显提高。口由于钻削铁口时，削减了冲击运用频率，泥包的稳定性加强，泥包破损率削减，确保铁口钻开率、正点率、出铁匀称率。开铁口时间缩短，由原开铁口5-7min，削减到目前l-2min。4由于开铁口时间短，避开开口机在高温下烘烤，削减主机的备件消耗。由于雾化的水流经振打杆(钎尾)，钻杆、钻头，达到冷却降温作用，使一根钻杆、钻头多次运用，降低了钻具的消耗。由于削减钻具更换次数，开口机空转(卸杆)次数削减，增加开口机的运用寿命。其主要数据如下：开口机备件消耗下降30、钻杆消耗下降60、钻头消耗下降30%、主机备件消耗下降48、辅料消耗下降26。5国产应

23、用对比随着我国高炉大型化地发展，对开口机的功能与功率要求也越来越高。从表2可以看出，CHY4000A型液压开口机与国内大型液压开口机相比，转速和冲击功均有重大突破，更为重要的它增殴一逆打装置，开口机的综合效率明显提高，钻头钻杆的消耗明显降低。开铁口时间大大缩短，削减铁口对开口机的热辐射，延长了开口机的运用寿命。此外，CHY4000A型开口机中心高较小，仅为160mm，总高也只有320mm，这就避开了开口机与铁沟的干扰，使整个开口机总成结构更紧凑，占用空间小。目前该机型已经在宝钢、太钢、本钢等得到应用，效果好，性能稳定，由表3可以看出，CHY4000A型全液压开口机的各项性能指标均能达到进口开口

24、机的设计值，满意炉前生产设计要求，可以替代进口开口机进行炉前开铁口作业，同时也解决了进口开口机备件选购困难、供货周期长目价格昂贵等冲突。6结语从以上综述分析，进口HS573-GH开口机在我国高炉地应用，缩短了我国与发达国家炉前技术差距，使我国炉前技术进入了一深度，短短的3年时间里，我国已有一大批钢铁企业(201*M3以上86座高炉)运用正打算运用这一新技术新工艺，CHY4000A型全液压开口机(国产型号)的开发与应用，解决了制约我国炉前技术诸多问题，它集大功率、高效能、低消耗，系统水冷风冷等，具有目前国内其它开口机所无法替代的功能和特点。可以预料，随着高炉大型化地发展这一新技术将被快速推广与应

25、用。参考文献1中国冶金设备总公司编著现代大型高炉设备及制造技术，冶金工业出版社2朱中华，吴文勇等低耗环保开口机研发与水钢应用，炼铁，201*(5)：383郑文玉，刘明祥等高炉铁13操作与维护，炼铁，201*(5)：434藏中海，王丁子等世界各国开I：3机分析，炼铁，201*(5)：215袁方，聂长果低耗稳定型炮泥在马钢2号高炉应用，201*(5)：47友情提示：本文中关于178 高炉炉前揭盖机技术给出的范例仅供您参考拓展思维运用，178 高炉炉前揭盖机技术：该篇文章建议您自主创作。本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页