高爐上料重型皮帶機(jī)滾筒技術(shù)改進(jìn)與應(yīng)用

要志超，張振存，賈 風(fēng)，邢迎春

（首鋼京唐聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

0 引言

皮帶機(jī)由于技術(shù)比較成熟、運(yùn)行成本相對較低的優(yōu)勢，在鋼鐵企業(yè)應(yīng)用較廣泛[1]。首鋼京唐聯(lián)合有限責(zé)任公司高爐上料系統(tǒng)重型皮帶機(jī)（編號N1，N2，N3）屬于煉鐵作業(yè)部的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著5500 m3高爐所需要的所有原、燃料的運(yùn)輸供給，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響高爐生產(chǎn)。該皮帶機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、供貨、指導(dǎo)安裝均由某輸送設(shè)備公司實(shí)施并完成。其中，滾筒是皮帶機(jī)的重要組成部分，滾筒的作用是支撐并調(diào)整輸送帶、傳遞載荷，滾筒的失效威脅著整條皮帶機(jī)的正常運(yùn)行。滾筒的失效形式一般有鑄膠層的磨損和脫落、承受較大載荷的焊縫破壞以及軸承的失效[2-5]。在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，N1，N2，N3皮帶機(jī)的滾筒曾多次發(fā)生接盤與滾皮焊縫裂開和軸承脫落等問題，給設(shè)備的順穩(wěn)運(yùn)行帶來重大隱患。針對以上問題，經(jīng)與制作單位的技術(shù)部門交流，在原有設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)上提出若干改進(jìn)建議，以延長滾筒使用壽命，降低滾筒損壞的隱患。

1 故障統(tǒng)計(jì)

（1）2014年7月，上料皮帶機(jī)某滾筒主軸斷裂（圖1），直接導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)搶修。

（2）2014年7月，上料皮帶機(jī)某滾筒軸承座脫落，打開軸承座發(fā)現(xiàn)，軸承配備的緊定套與滾筒主軸發(fā)生松動，導(dǎo)致整個軸承座與滾筒分離（圖2）。

（3）2016年11月，上料皮帶機(jī)某滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出異聲，在排除其他故障可能性后，利用停機(jī)時間，對滾筒包膠切除后發(fā)現(xiàn)筒皮與接盤之間的環(huán)形焊縫開裂（圖3）。

（4）2017年6月，上料皮帶機(jī)某滾筒軸承座發(fā)出異聲，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)該滾筒軸承部分滾動體磨損嚴(yán)重（圖 4）。

圖1 滾筒主軸斷裂

圖2 滾筒軸承座脫落

圖3 滾筒焊縫開裂

圖4 滾筒軸承磨損

2 改進(jìn)措施

2.1 技術(shù)改進(jìn)措施

以N1-2皮帶機(jī)傳動滾筒為例，改進(jìn)部位見圖5。

圖5 滾筒改進(jìn)部位

（1）為提高滾筒荷載等級，改進(jìn)滾筒滾皮厚度，提高滾筒整體強(qiáng)度，例如Φ1000 mm滾筒滾皮厚度由24 mm改為32 mm，Φ800 mm滾筒滾皮厚度由20 mm改為30 mm等。

（2）為解決滾筒脹緊套松動問題，取消緊固套，采用加熱軸承直接安裝方式，利用軸肩及鎖母緊固，實(shí)現(xiàn)軸向固定。

（3）為提高接盤和筒皮的焊接質(zhì)量，接盤采用模鍛成型的鍛鋼，替代傳統(tǒng)工藝中鑄造成型的鑄鋼ZG230-450接盤。

（4）為便于檢查軸承，軸承座設(shè)計(jì)成剖分帶有端蓋方便拆卸的結(jié)構(gòu)。

針對改進(jìn)措施（1）和（3），鑒于制作單位受限于模鍛接盤和筒皮卷板機(jī)的制造能力，暫時無法全部實(shí)施改進(jìn)措施，各滾筒規(guī)格采用的接盤材料和筒皮厚度見表1。

表1 滾筒接盤材料和筒皮厚度方案表 /mm

對于無法用鍛鋼的接盤，仍采用鑄鋼ZG230-450接盤，制作過程中對筒體的焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)升級，特別是在焊接電流、焊絲的進(jìn)給速度以及筒體的回轉(zhuǎn)速度等焊接工藝關(guān)鍵方面嚴(yán)格加以控制，以確保滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。

2.2 安裝標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)

針對滾筒的安裝，在原來的安裝標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后標(biāo)準(zhǔn)[6]：①滾筒軸線與水平面的平行度為滾筒軸線長度的1/1000；②滾筒軸線與頭架中心線的垂直度為滾筒軸線長度的2/1000；③滾筒中心與頭架中心線的對稱度為3 mm。

2.3 其他

針對滾筒主軸斷裂問題，經(jīng)分析確定主要原因是主軸材料未按要求制作，通過與制作單位溝通，針對同批次滾筒進(jìn)行排查，找出同樣存在質(zhì)量隱患的滾筒規(guī)格，利用高爐檢修機(jī)會逐步更換，更換下線的滾筒交由制作單位復(fù)檢，復(fù)檢合格的做為備用滾筒儲備，不合格的由制作單位免費(fèi)賠償。

3 改進(jìn)效果

改進(jìn)實(shí)施后，大大提高了上料系統(tǒng)重型皮帶機(jī)滾筒的可靠性和使用壽命，減少了類似事故的發(fā)生。改進(jìn)滾筒采購價格與原設(shè)計(jì)價格出入不大，使用壽命顯著提高。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2座高爐上料皮帶機(jī)滾筒在裝共計(jì)50臺，改進(jìn)實(shí)施后降低了設(shè)備故障率，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

［1］王二林.首鋼礦業(yè)公司燒結(jié)廠皮帶機(jī)優(yōu)化改造研究［D］.河北：燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，2015.

［2］廖瑞風(fēng).輸送機(jī)滾筒的選擇［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，1974，（5）：60-66.

［3］楊復(fù)興.膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)、原理與計(jì)算［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1983.

［4］ King T.J..Belt Conveyor Pulley Design-Why the Failures［J］.Bulk Solids Handing.1986，(6)：339-347.

［5］ Martins J.A.，Kovesdy I.，F(xiàn)erreira Analysis of Collapsed Heavy-Duty Pulley in a Long-DistanceContinuousApplication［J］.Engineering Failure Analysis，2008，（15）:1-7.

［6］靳高峰.高爐運(yùn)上料皮帶機(jī)的安裝與調(diào)試［J］.鞍鋼技術(shù)，2006，（6）：37-41.