3200m3高爐無料鐘爐頂水冷齒輪箱故障分析與維護(hù)

王　亮（本鋼集團(tuán)有限公司北營煉鐵廠,遼寧　本溪　117000）

3200m3高爐無料鐘爐頂水冷齒輪箱故障分析與維護(hù)

王亮
（本鋼集團(tuán)有限公司北營煉鐵廠,遼寧本溪117000）

摘要:本鋼集團(tuán)有限公司北營煉鐵廠（以下簡稱北營公司）新建2座3200高爐。其中新1#3200高爐始建于2011年，2012年11月新1#高爐投入生產(chǎn)。其高爐上料為串罐式無料鐘上料形式，爐頂水冷傳動齒輪箱采用PW公司國外先進(jìn)技術(shù)，由中鋼西冶有限公司制造。生產(chǎn)表明，無料鐘爐頂布料靈活，具有定點(diǎn)、環(huán)形、扇形、螺旋布料方式，并且采用軟硬結(jié)合密封,有效加強(qiáng)了密封性能，提高了爐頂壓力。而水冷傳動齒輪箱是無料鐘爐頂布料的核心部分，布料均勻與否將直接影響高爐的正常生產(chǎn)運(yùn)行，因此該設(shè)備的正常運(yùn)行與日常維護(hù)非常關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞:高爐;齒輪箱;維護(hù)

在北營公司新1#高爐2年多的運(yùn)行中，水冷傳動齒輪箱出現(xiàn)過旋轉(zhuǎn)電機(jī)和傾動電機(jī)電流增大、溫度超高等現(xiàn)象，導(dǎo)致齒輪箱內(nèi)齒輪變形、磨損嚴(yán)重，設(shè)備時常出現(xiàn)偷?，F(xiàn)象。部件達(dá)不到使用周期即被更換，縮短了齒輪箱的使用壽命。如何有效的控制齒輪箱的電機(jī)電流增大、內(nèi)部溫度超高等故障，本文做了如下分析。

1　水冷傳動齒輪箱基本結(jié)構(gòu)及工作原理

北營公司使用的水冷傳動齒輪箱由上部旋轉(zhuǎn)裝置、傾動裝置及齒輪箱本體等幾部分組成。齒輪箱中心為下料喉管，底部為布料溜槽支撐部分。上部旋轉(zhuǎn)裝置、傾動裝置分別控制著布料溜槽的旋轉(zhuǎn)與傾動，齒輪箱內(nèi)部為行星齒輪機(jī)構(gòu)，可使布料溜槽單獨(dú)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)與傾動，也可以同時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)及傾動。從而達(dá)到點(diǎn)式布料、環(huán)形布料、扇形布料和螺旋布料等方式。齒輪箱內(nèi)部采用循環(huán)水冷方式，降低齒輪箱內(nèi)部溫度。并且采用氮?dú)饷芊夥绞椒乐範(fàn)t缸內(nèi)粉塵進(jìn)入齒輪箱內(nèi)部，故又稱為水冷氮封型傳動齒輪箱。潤滑方式為集中干油定點(diǎn)式潤滑。

2　典型故障分析

2.1連接螺栓斷裂

齒輪箱旋轉(zhuǎn)體中部由多個高強(qiáng)螺栓聯(lián)接，若螺栓強(qiáng)度達(dá)不到使用要求、安裝時螺栓相互間的預(yù)緊力不均等均有可能造成部分或全部螺栓松動或因受力超過其極限值而發(fā)生疲勞斷裂，使得整個旋轉(zhuǎn)體向一邊偏斜，造成旋轉(zhuǎn)體刮水板和密封板及下水槽，使電機(jī)負(fù)載增大，電流過大。

2.2齒輪箱內(nèi)潤滑油過多

潤滑油過多會造成水冷管堵塞。齒輪箱上分布有多個注油點(diǎn)，對齒輪箱各部位注油潤滑。長時間后會產(chǎn)生大量積油，由于齒輪箱內(nèi)部充滿氮?dú)?，一旦氮?dú)鈮毫^大，部分油脂就會進(jìn)入冷卻板和水冷管內(nèi)，使得水冷管堵塞，水量小，冷卻板達(dá)不到導(dǎo)熱功能，導(dǎo)致齒輪箱溫度升高、電機(jī)電流增大。

2.3齒輪箱底部耐火材料脫落

齒輪箱底部噴有防高溫耐火材料，來降低齒輪箱內(nèi)部溫度。由于長期受爐缸內(nèi)高溫烘烤，耐材逐漸脫落，齒輪箱底部長期直接接觸爐內(nèi)高溫，導(dǎo)致齒輪箱溫度升高。

2.4齒輪箱氮?dú)饷芊夤收?/p>

齒輪箱氮?dú)庵饕饔脼閴褐茽t內(nèi)粉塵，保證齒輪箱內(nèi)部清潔。所以齒輪箱內(nèi)氮?dú)鈮毫σ欢ㄒ哂跔t內(nèi)壓力，否則將失去氮封效果。大量粉塵進(jìn)入齒輪箱內(nèi)部后，會使得齒輪嚙合表面存有雜質(zhì)，運(yùn)行困難，導(dǎo)致電機(jī)電流增大。

2.5齒輪嚙合故障

齒輪箱內(nèi)分別有旋轉(zhuǎn)齒輪和傾動齒輪兩部分。一旦爐內(nèi)溫度過高導(dǎo)致齒輪箱溫度升高時，齒輪受熱會產(chǎn)生一定的膨脹變形，導(dǎo)致大小齒輪嚙合過程中間隙變小，運(yùn)轉(zhuǎn)時受力不均，相互擠壓，導(dǎo)致電機(jī)電流增大。

2.6水冷系統(tǒng)故障

齒輪箱設(shè)有專門水冷供水循環(huán)系統(tǒng)，利用水溫帶走齒輪箱內(nèi)部溫度，使齒輪箱溫度達(dá)到正常，一旦水冷系統(tǒng)出現(xiàn)供水問題、水溫偏高，齒輪箱溫度不能正常冷卻，導(dǎo)致溫度升高。

3　高爐傳動齒輪箱維護(hù)管理要點(diǎn)

（1）熟練掌握齒輪箱工作原理與運(yùn)行條件，設(shè)專業(yè)點(diǎn)檢員日常維護(hù)。

（2）齒輪箱布有三處測溫點(diǎn)，分別檢測不同區(qū)域的溫度變化。定時觀察齒輪箱的溫度變化，適當(dāng)調(diào)節(jié)齒輪箱的冷卻水流量和氮?dú)饬?。比例適中，防止氮?dú)饬窟^大導(dǎo)致冷卻水溢出水槽流向爐內(nèi)。

（3）注意觀察齒輪箱內(nèi)氮?dú)鈮毫?shù)值，正常生產(chǎn)情況下齒輪箱氮?dú)鈮毫σ愿哂跔t內(nèi)壓力，防止灰塵進(jìn)入齒輪箱內(nèi)。但由于氮?dú)獯嬖谳斔筒▌硬钪?，流量不穩(wěn)會導(dǎo)致氮?dú)鈮毫π∮跔t內(nèi)壓力，這時就要調(diào)整氮?dú)鈮毫?。最好選用單獨(dú)氮?dú)夤艿罏辇X輪箱輸送氮?dú)?，防止氮?dú)鈮毫︻l繁波動。氮?dú)鉁囟纫h(yuǎn)低于齒輪箱內(nèi)溫度，也會對齒輪箱產(chǎn)生冷卻作用。

（4）加強(qiáng)齒輪箱潤滑管理。定期更換上部齒輪箱的稀油潤滑脂并檢查上部稀油潤滑泵的工作狀態(tài)。檢查下部齒輪箱內(nèi)上回轉(zhuǎn)軸承與下回轉(zhuǎn)軸承的潤滑情況。檢查集中潤滑分配器是否正常供油，發(fā)現(xiàn)損壞及時處理更換，保證齒輪箱各部潤滑。東北地區(qū)一年四季溫差較大，在用油時要視溫度變化來選擇油品及油號，并且防止雜質(zhì)進(jìn)入油脂內(nèi)。定期對齒輪箱內(nèi)部積油進(jìn)行全面清理。

（5）定期對齒輪箱底部耐火材料進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有脫落現(xiàn)象，要及時噴補(bǔ)修復(fù)，避免齒輪箱底部直接受到爐內(nèi)高溫烘烤。

（6）利用計(jì)劃檢修、年修期間對齒輪箱內(nèi)部大小齒輪、布料溜槽的磨損情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，對內(nèi)部雙向潤滑油泵供油情況檢查并補(bǔ)油。對水冷板，水冷管等密封情況進(jìn)行檢查。

（7）加強(qiáng)備件管理。對備件的使用周期做好詳細(xì)計(jì)劃。達(dá)到使用周期的部位要立即更換。

（8）加強(qiáng)水冷站的供水管理。水冷系統(tǒng)是否正常直接影響齒輪箱溫度變化。根據(jù)齒輪箱溫度變化調(diào)整水流量和氮?dú)饬孔兓６ㄆ趯λ艿肋M(jìn)行清洗，防止油污凝結(jié)在管壁上導(dǎo)致水流量減小。

（9）加強(qiáng)與崗位人員溝通聯(lián)系。值班室電腦檢測系統(tǒng)時刻檢測著爐頂設(shè)備及齒輪箱的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)生故障可以有效幫助維護(hù)人員準(zhǔn)確判斷故障原因，縮短維修時間。

4　結(jié)束語

隨著高爐生產(chǎn)工藝的提高，設(shè)備的大型化與連續(xù)化，爐頂水冷傳動齒輪箱扮演著重要角色。一旦齒輪箱出現(xiàn)故障后必須休風(fēng)處理，直接影響整個煉鐵工序的正常運(yùn)行，對企業(yè)的后續(xù)生產(chǎn)造成巨大的損失。所以如何有效保證齒輪箱的正常運(yùn)行便成為了重中之重。加強(qiáng)日常維護(hù)管理，不斷學(xué)習(xí)和改進(jìn)，提升創(chuàng)新思維。嚴(yán)格遵守高爐無料鐘爐頂設(shè)備維護(hù)規(guī)程。借鑒國內(nèi)外同行業(yè)對同類型齒輪箱的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)設(shè)備日常點(diǎn)檢工作，做好故障預(yù)案等一切有效措施，確保高爐正常生產(chǎn)運(yùn)行。