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《山东冶金》 2000年第4期 Ø2420mm型碾泥机改造 曾庆国,王 军 (济南钢铁集团总公司装备部,山东 济南 250101) 摘 要：Ø2420mm型碾泥机存在着底盘、传动轴设计不合理,碾轮、碾板材料选用不当等问题,在生产过程中事故频繁,制约了炮泥的产量和 质量。改造后保障了高炉生产顺行,且节约了投资。 关键词：碾泥机;有水炮泥;底盘;碾板 中图分类号: TF321.5 文献标识码：B 文章编号：10044620(2000)04002202 Reforming of 2420mm Clay Mill ZENG Qingguo,WANG Jun (The Equipment Department of Jinan Iron and Steel Group,Jinan 250101,China ) Abstract: Because 2420mm clay mill has some qu estio ns consisted of unreasonable design of underpan and transmission shaft and unrea sonable selection of working wheel and milling plate material,etc,the accident a ppears quite often.These questions influence the quality and productivity of gu n clay.Through reformation for this clay mill the smooth operation of blast furn ace has been ensured and the investment has been saved. Key words: clay mill;gun clay with water;underpan;milling plate 1 概 述 耐火泡泥是高炉堵铁口的必备材料。济南钢铁集团总公司第一炼铁厂(简称济钢第一炼铁 厂)所用的是有水泡泥,即在常温下用水做结合剂压碾制成。碾泥机是生产耐火炮泥的重要设 备 ,济钢第一炼铁厂所用的2420mm碾泥机是60年代的老设备,设计很不合理,突出表现在碾板 和底盘的使用寿命极低。这一问题多年来一直未能解决,严重影响炼铁生产,曾因炮泥质量发 生过多起安全、设备事故。近年来,随着高炉利用系数的不断提高,炉内压力增大,铁水对铁 口的侵蚀、冲刷作用也越来越大,炮泥的需求量亦呈明显上升趋势,老式的2420mm碾泥机已 不能适应炼铁生产。为此,本着节约投资的原则,对2420mm碾泥机进行技术改造,解决了 碾泥机在生产中存在的问题。 2 2420mm碾泥机存在的问题 2.1 底盘设计不合理 2420mm 碾泥机的传动形式为:电机→大小皮带轮→传动轴→大小伞齿轮→立轴→ 碾板相对碾轮转动,如图1所示。
2420mm型碾泥机原设计为8318型弹子盘,立轴垂直安装在上面,弹子盘本身没有径向约束力,只承载垂直力。由于没有径向轴承,空载时尚能维持运转,但当原料加入,负荷增大时遂产生很大的径向冲击力,直接作用于立轴上,使立轴晃动。在重载的情况下,可导致弹子盘上盖开裂,滚动体损坏,立轴晃动加剧,设备无法正常工作,严重时能损坏大小伞齿轮的轮齿。据统计,5年中弹子盘碎裂达20次,损坏大小伞齿轮轮齿达3次,伞齿轮箱体破裂2次。分析结果表明:底座的寿命是关键问题,必须改变其结构形式。 2.2 碾板和碾轮的材质选用不当 碾板和碾轮是一对做相对转动的部件。当原料加入时,碾板和碾轮中间被原料充满,碾轮被托起,靠其自重对原料进行碾压。炮泥的原料是粘土、焦粉、沥青、熟料,其中焦粉硬度较高,在碾泥过程中象砂纸一样,2个月就把碾板磨损掉35mm,碾轮磨损掉20mm,碾轮外形呈椭圆,无法正常工作。碾板的材质是ZG320-570,碾轮的材质是ZG270-500,这些材料虽然有一定的硬度,但与此却不相适应。碾板厚度为100mm,允许磨损量小,余量为30mm,使用寿命不超过60天。时间一长,固定用的联接螺栓被磨掉,碾板在大负荷冲击下开始振动,发生翘曲变形。碾轮不是圆形,不能按照正常轨迹转动。每逢此时,加工出的炮泥质量非常粗糙,泥质坚硬,泥炮打泥困难,损坏液压缸,使高炉不能正点堵铁口,造成炉况不顺,影响高炉生产。 2.3 传动轴设计不合理 碾泥机上部是采用大小伞齿轮传动,传动轴是通过皮带轮连接电机,中间只有一个固定轴承座,再无其它固定措施。这种形式在小负载下还能应付生产,但当产量需求较大时就很不适应。尤其因加料造成机架振动时,传动轴不能自行调节变形量,造成不同心度加剧,轴承损坏。实践证明,一般新轴承在产量低时能用一个多月,产量高时最多能用20天。 3 改进措施 3.1 重新设计底盘 (1)采用8418弹子盘代替8318,增加承载能力;(2)加装6320轴承,对立轴进行径向约束;(3)采用分体方法,新设计了底座外箱,箱体材质为ZG340-640,提高了强度;(4)重新设计了钢基础,去除原混凝土基础;(5)采用迷宫式密封方式。 改造后底座简图如图2所示。
3.2 碾轮、碾板的材质选择 碾板厚度为100mm,由于硬度较低,使用寿命仅为60天。经查阅有关资料,认为ZGMn13-4是理想的材料,它属于高锰钢铸件,碳含量0.9%~1.2%,锰含量11%～14％,强度750MPa,HBS为229,适用于制作高冲击负荷耐磨件。把碾板分成四份,再拼凑安装,由于强度、硬度都较高,定位钻孔存在困难。开始用埋头螺栓固定,但无法定位钻孔,后来改为精密铸造,螺栓孔直接铸出。其次,厚度由原来的100mm减小为40mm。碾轮材质改为ZG310-570,解决了材质问题。 3.3 顶部传动轴的改造 顶部传动轴的缺点在于,当机架因原料的加入产生振动时,无法调节径向跳动公差,长期使用易损坏轴承、齿轮。借用天车大车行走浮动轴的结构形式,中间多加一个轴承,两侧各加一个齿形联轴器,调节余量0.5~2.0mm,高速运行时平稳可靠。 4 效果评析 这次碾泥机改造,是对旧设备的一次大的改造,投产后获得广泛好评,直接节约投资1200万元,炮泥质量有较大提高,突出表现在:(1)成分均匀,可塑性好;(2)耐高温、耐炉渣侵蚀,强度高;(3)水分易干且干后不产生裂纹;(4)有足够的耐磨性。 炮泥具有上述几种优点后,基本克服了铁口过浅的问题,从改造后直至更新设备期间,从 未出现出铁跑大溜、冷却壁烧穿的事故,保证了高炉顺行。同时,碾泥机底盘寿命有明显提高 ,由原来的20天提高到170～180天,降低维修成本,事故故障下降78%,减轻了工人劳动强度。
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