擺動(dòng)流嘴在高爐煉鐵中的應(yīng)用

李光遠(yuǎn)

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司銀山型鋼有限公司煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

高爐爐前設(shè)備能否持續(xù)、高效、安全工作直接影響到煉鐵的生產(chǎn)效率與鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。擺動(dòng)流嘴是煉鐵大中型高爐出鐵場的專用設(shè)備，一般安裝在出鐵場下面，其作用是把經(jīng)鐵水溝流出的鐵水注入出鐵場平臺下的任意一個(gè)鐵水罐中。因擺動(dòng)流嘴故障不能準(zhǔn)確及時(shí)地把鐵水注入出鐵場平臺下的鐵水罐中，將造成跑鐵水、燒鐵水罐、燒鐵軌等事故，迫使高爐出鐵人員全壓堵鐵口，危險(xiǎn)因素很大，因此保證擺動(dòng)流嘴設(shè)備的正常使用成為高爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件。

1 擺動(dòng)流嘴作用

現(xiàn)代冶煉的型高爐的出鐵量大，采用傳統(tǒng)出鐵場單線鐵路排鐵水罐的方式，存在的主要問題是鐵溝長，罐位多，出鐵場面積也大。導(dǎo)致爐前出鐵工作量大，而且造成基建投資也增加很多。因此擺動(dòng)流嘴在當(dāng)代高爐中得到廣泛應(yīng)用。擺動(dòng)流嘴安裝在出鐵場鐵水溝下面，其作用是把經(jīng)鐵溝流出的鐵水，轉(zhuǎn)換到左右任意方向，注入出鐵場平臺下的鐵水罐車中。同傳統(tǒng)把鐵水經(jīng)鐵水、流嘴直接流入各鐵水罐車的鐵水處理方法相比，擺動(dòng)流嘴具有下列優(yōu)點(diǎn)：

縮短了鐵溝長度，優(yōu)化了生產(chǎn)現(xiàn)場布置，減少了基建投資；減少了在現(xiàn)場高溫、粉末條件作業(yè)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；減少了了修補(bǔ)鐵溝的作業(yè)，提高了爐前鐵水運(yùn)輸能力，使高爐車間和鐵路布置更為簡化。

2 擺動(dòng)流嘴的組成

萊鋼擺動(dòng)流嘴主要由傳動(dòng)裝置、鏈傳動(dòng)、橫粱裝置、指示盤等組成。擺動(dòng)流嘴的主要規(guī)格如下：包含擺動(dòng)流嘴、擺動(dòng)托架、傳動(dòng)裝置及電控整套設(shè)備，流嘴總長?3800mm（可調(diào)整），擺動(dòng)角度±8°最大±16°（可調(diào)）；運(yùn)行時(shí)間13～16s，支鐵溝流 嘴溝底高度為8.00m。

擺動(dòng)流嘴的特點(diǎn)是：

(1)驅(qū)動(dòng)裝置采用電機(jī)傳動(dòng)，對高溫環(huán)境較為安全可靠；

(2)設(shè)有鏈條傳動(dòng)，以便在驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障時(shí)，不影響高爐出鐵；

3 爐前擺動(dòng)流嘴系統(tǒng)改造

3.1 設(shè)備現(xiàn)狀

爐前擺動(dòng)流嘴是爐前最關(guān)鍵的設(shè)備，它的使用狀況的好壞直接影響著高爐出鐵。它是由氣馬達(dá)、擺線針輪減速機(jī)、差動(dòng)聯(lián)軸器、渦輪渦桿減速機(jī)、連桿及流槽組成（見圖一）。有氣動(dòng)和手動(dòng)兩種傳動(dòng)方式，手輪通過鏈條連接在差動(dòng)聯(lián)軸器上。如果氣動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可用手動(dòng)備用。

3.2 改造原因

雖然擺動(dòng)流嘴以氣動(dòng)為主，手動(dòng)備用。并且氣動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行十分可靠，但是氣動(dòng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)停氣或氣壓不穩(wěn)、氣動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障等，用手動(dòng)操作，需轉(zhuǎn)動(dòng)400多轉(zhuǎn)擺動(dòng)溜嘴才能到位，不但工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，而且擺動(dòng)流嘴轉(zhuǎn)速太慢，不能實(shí)現(xiàn)出鐵倒罐，甚至出現(xiàn)鐵水外溢燒壞鐵軌的重大事故，給高爐安全運(yùn)行帶來很大的隱患。因此，對擺動(dòng)流嘴系統(tǒng)進(jìn)行改造非常急迫，采用電動(dòng)控制代替手動(dòng)控制。這樣氣動(dòng)系統(tǒng)有問題時(shí)，可用電動(dòng)帶動(dòng)擺動(dòng)流嘴，確保擺動(dòng)溜嘴安全。

3.3 實(shí)施過程及原理

由于活塞式氣動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是800r/min，擺線減速機(jī)傳動(dòng)比I=11，差動(dòng)聯(lián)軸器動(dòng)力傳動(dòng)比I=1.103，手動(dòng)時(shí)I=10.7。因此推算過程如下：

氣動(dòng)一級減速后的轉(zhuǎn)速為v1，則v1=800/11=72.72r/min

氣動(dòng)二級減速后的轉(zhuǎn)速為v2，則v2=72.72/1.103=65.93r/min

經(jīng)過兩次減速后，差動(dòng)聯(lián)軸器輸出軸轉(zhuǎn)速為65.93r/min。又因?yàn)椴顒?dòng)聯(lián)軸器手動(dòng)時(shí)I=10.7，設(shè)手輪轉(zhuǎn)速為v，則v/10.7=65.93 r/min,即：v=705.45 r/min。

因此，選轉(zhuǎn)速在705.45r/min左右的電機(jī)，經(jīng)查手冊，選擇了3KW，8級的電機(jī)，型號為Y132M-8 3KW，轉(zhuǎn)速為710r/min。由于電機(jī)轉(zhuǎn)速與所需轉(zhuǎn)速相差不大，因此采用電機(jī)直接帶動(dòng)鏈條傳動(dòng)。制動(dòng)器選擇的是YWZ-200/25，主要備件到貨后，利用開爐期間把爐前四個(gè)擺動(dòng)流嘴的手動(dòng)部分全部改造成電動(dòng)部分，如圖二所示。

4 改造效果及效益分析

4.1 在改造后設(shè)備投入運(yùn)行以來，電動(dòng)部分工作正常，解決了氣壓不穩(wěn)或氣動(dòng)系統(tǒng)有問題不能正常使用的情況，更重要的是避免了設(shè)備故障的發(fā)生。改造成本低，設(shè)備維護(hù)簡單，操作容易，大大減輕了爐前工的勞動(dòng)強(qiáng)度。有效的避免了，鐵水外溢的現(xiàn)象的發(fā)生，從而避免了燒毀鐵路道軌的重大安全事故的發(fā)生。

4.2 效益分析

（1）因氣壓不穩(wěn)造成的生鐵產(chǎn)量的損失

每月因氣壓不穩(wěn)至少造成兩次減風(fēng)，每次減風(fēng)影響產(chǎn)量350噸計(jì)，每年影響生鐵產(chǎn)量為：

1×350×12=4200 噸

（2）因氣動(dòng)系統(tǒng)故障造成的生鐵產(chǎn)量的損失

按每月擺動(dòng)溜嘴出現(xiàn)一次故障，造成單鐵口出鐵，每次停機(jī)檢修4人，每月將影響生鐵產(chǎn)量為：

2100/24×4=350 噸

每年少產(chǎn)鐵350×12=4200噸

由以上數(shù)據(jù)可以得知，通過擺動(dòng)流嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)備產(chǎn)能得到明顯提升。

結(jié)語

本文主要介紹了擺動(dòng)流嘴高爐煉鐵技術(shù)中的應(yīng)用及其重要性。闡述了擺動(dòng)流嘴存在的問題，并提出了解決方案。通過采用電動(dòng)控制代替手動(dòng)控制。這樣氣動(dòng)系統(tǒng)有問題時(shí)，可用電動(dòng)帶動(dòng)擺動(dòng)流嘴，確保擺動(dòng)溜嘴安全好用。設(shè)備經(jīng)改造后，運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)能得到有效提升。

[J]周金超.擺動(dòng)流嘴的結(jié)構(gòu)與原理分析[J].裝備制造技術(shù)，2009,（2）：71-73.