BCG70抱罐車的技術(shù)改進與運行維護

黃 偉 柳俊杰 樂安勝

(1.大冶有色金屬有限責(zé)任公司冶煉廠， 湖北 黃石 435005;2.有色金屬冶金與循環(huán)利用湖北省重點實驗室， 湖北 黃石 435005)

0 前言

抱罐車是處理冶金渣的專用運輸車[1]。某冶煉廠的渣冷工序目前共有4臺BCG70抱罐車，主要承擔(dān)轉(zhuǎn)運和傾倒澳爐爐渣的工作，從2011年使用至今。隨著抱罐車使用年限的增加，液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和車輛結(jié)構(gòu)件等逐漸出現(xiàn)不同問題，如車廂腐蝕、車體結(jié)晶等，日常維護成本逐年增加。抱罐車故障率也不斷增加，尤其是到了某冶煉廠生產(chǎn)高峰期的夏季，故障更為頻繁，甚至影響上游澳爐工序的正常生產(chǎn)。

面對成本和生產(chǎn)需求的雙重壓力，某冶煉廠在2018年從技術(shù)創(chuàng)新、管理和維護等方面著手，通過設(shè)計安裝防側(cè)傾裝置、改造鎖銷油缸易斷裂部位、更換支腿油缸型號、改造液壓系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)、更換液壓管路材質(zhì)等優(yōu)化措施，并制定相應(yīng)的設(shè)備維護制度，以降低抱罐車的故障率和壓縮維護費用。

1 技術(shù)改進措施

1.1 設(shè)計和安裝防側(cè)傾裝置

防側(cè)傾裝置支撐腿主體部分采用長度200 mm、厚度16 mm的方鋼，下部采用鐵質(zhì)實心滾輪和輪座。防側(cè)傾主體與車體焊接安裝后，實心輪與地面間距為200 mm，如圖1所示。防側(cè)傾裝置能避免平衡梁斷裂、倒渣包時前傾翻車、支腿油缸安全閥失效等緊急故障的發(fā)生，進而避免緊急故障造成輪胎爆胎從而導(dǎo)致高溫爐渣濺出，引發(fā)傷人、燒車等安全事故，保障人身安全和設(shè)備安全。

圖1 安裝防側(cè)傾裝置前后的抱罐車

1.2 改造鎖銷油缸易斷裂部位

抱罐車在作業(yè)過程中涉及倒渣包的過程，必須由鎖銷油缸配合才能完成此過程。多次倒渣包后，鎖銷與鎖銷滑道有一定的磨損，鎖銷的運行軌跡不再平行于滑道的中心線，而是出現(xiàn)偏移。偏移量越大，鎖銷油缸根部受力就越大，最終導(dǎo)致油缸斷裂，無法正常作業(yè)。由于鎖銷油缸座固定端無法改動，最有可能改動的地方為油缸耳環(huán)與連接銷部位的連接方式。連接方式的改動，可大大緩解油缸根部的受力，延長鎖銷油缸的使用壽命。具體做法是將之前油缸耳環(huán)部位由固定形式改為萬向接頭形式，以適應(yīng)不同方向的運動，如圖2所示。通過以上改善，鎖銷油缸出現(xiàn)斷裂故障的幾率大大減少。

圖2 改造前后的油缸耳環(huán)

1.3 更換支腿油缸型號

在抱罐車作業(yè)過程中，支腿油缸起著關(guān)鍵作用[2]。作為關(guān)鍵支撐點，支腿油缸承重約100 t，最大工作壓力為25 MPa。作業(yè)時，支腿油缸距離熱渣包較近，故油缸周圍溫度很高。隨著使用年限的增加，原裝支腿油缸使用1年左右會出現(xiàn)密封件損壞，外部連接鋼管的焊接根部出現(xiàn)開裂，對生產(chǎn)造成極大影響。而且活塞、密封件等出現(xiàn)問題，容易造成油缸內(nèi)泄，維修后的支腿油缸壽命比較短，油缸修理費每年約20萬元?；谏鲜鲈?，某冶煉廠將油缸外部鋼管直徑由15 mm增至20 mm，液壓鎖由進口液壓鎖更換為國產(chǎn)液壓鎖，并更改液壓鎖安裝位置，如圖3所示。這些更換大大降低了修理頻次，油缸2018年的修理支出約10萬元，年節(jié)約修理費約10萬元。

圖3 換型前后的支腿油缸

1.4 改造抱罐車液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)

抱罐車使用5年后，由于長期處于高溫、腐蝕性環(huán)境，其電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)出現(xiàn)老化，故障增多，如動作不靈敏、液壓漏油、抱罐車動作慢等，同時可靠性降低。某冶煉廠針對液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，對1號抱罐車的液壓、電氣系統(tǒng)進行技術(shù)改造，如重新更換整車線路，定期更換檔位手柄、操作手柄、蓄電池，將配電箱移位，并特別加入負(fù)載反饋系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)載情況實時調(diào)整發(fā)動機輸出功率。經(jīng)過上述改造，柴油消耗明顯降低，抱罐車的作業(yè)效率顯著提高，之前出現(xiàn)的線路搭鐵、系統(tǒng)漏電故障消除，整車運行效率、可開動率得到有效保證。

1.5 更換液壓管路材質(zhì)

抱罐車的液壓系統(tǒng)由各管路和液壓元件組成，液壓管路又分為軟管管路和硬管管路。抱罐車的液壓硬管材質(zhì)為鐵質(zhì)，長期受到腐蝕，管卡腐蝕嚴(yán)重，部分已無法固定油管，部分管路甚至出現(xiàn)滴漏。這種情況既不符合設(shè)備管理要求，又增加了液壓油的消耗。因此，將鐵質(zhì)硬油管更換為不銹鋼材質(zhì)的硬管，并對部分液壓控制系統(tǒng)進行了優(yōu)化。不銹鋼材質(zhì)的硬管能保證管路不受腐蝕，使設(shè)備長周期運行；液壓控制系統(tǒng)的優(yōu)化則提高了液壓系統(tǒng)的作業(yè)效率，使整個作業(yè)時間從抱罐時間65 s、卸罐時間65 s、倒灌時間70 s分別減少至抱罐時間45 s、卸罐時間45 s、倒灌時間50 s，大幅減少了作業(yè)時間，降低了油耗，每年可節(jié)約油費10萬多元。

1.6 改造車廂

電渣包溫度很高，有時渣包液面過高，在油罐車作業(yè)時，爐渣會潑灑到車廂，造成鋼結(jié)構(gòu)變形，而且冷卻水時常帶有酸堿性，對車廂有很強的腐蝕性。70 t的電渣包放置在抱罐車車廂里拖運，變形腐蝕的車廂會給抱罐車作業(yè)帶來很大安全風(fēng)險。因此，某冶煉廠將抱罐車車廂整體采用不銹鋼板代替普通鋼板，杜絕生產(chǎn)水侵入車底腐蝕后橋部位零配件；部分區(qū)域增加三角筋板，用以保證車廂鋼結(jié)構(gòu)強度；車廂工作面鋪耐火材料，隔絕電渣包傳熱至車廂；靠近電渣包的液壓油缸全部選用溫度等級為150 ℃的進口耐高溫密封件；另外，靠近電渣包的液壓軟管采用防火護套進行保護。

1.7 優(yōu)化轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)

新抱罐車回廠時的轉(zhuǎn)向角度為±120°。經(jīng)過長期觀察，發(fā)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)彎對輪胎、轉(zhuǎn)向油缸、軸承的使用壽命產(chǎn)生很大影響[3]，因此對轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使轉(zhuǎn)彎半徑變小。為了保證抱罐車在狹小的空間內(nèi)運轉(zhuǎn)作業(yè)，使轉(zhuǎn)向角度達到±75°，采用折腰轉(zhuǎn)向車結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能保證抱罐車的最小轉(zhuǎn)彎半徑(前輪外側(cè))達到8.5 m。此外，還在抱罐車轉(zhuǎn)向兩側(cè)增加機械、電氣兩種限位。這些優(yōu)化措施不僅保證了生產(chǎn)，還延長了輪胎、轉(zhuǎn)向油缸和軸承的使用壽命。

2 完善抱罐車的運行維護管理制度

2.1 合理推進以修代換，節(jié)省備件費用

2018年11月，3號抱罐車出現(xiàn)了箱梁開裂的情況，按照抱罐車生產(chǎn)廠家意見，后車架需要進行更新。通過分析論證，提出以修代換的方案，經(jīng)過與抱罐車廠家反復(fù)討論，制定了修復(fù)方案并付諸實施，順利完成了3號抱罐車的箱梁修復(fù)工程。驗收結(jié)果表明，箱梁修復(fù)后的技術(shù)性能完全符合要求，投入使用后能正常作業(yè)且符合工作要求。以修代換方案節(jié)約了大額備件消耗10萬元以上。

2.2 根據(jù)實際情況制定檢測、保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)廠家提供的維保說明書對抱罐車進行維修和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有很多情況與現(xiàn)場工況不符。因此，根據(jù)實際情況，某冶煉廠制定了抱罐車的動力、變速、液壓系統(tǒng)的檢測、維修和保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)動機(動力)系統(tǒng)每500 h更換機油及相關(guān)濾清器1次；變速系統(tǒng)每6個月更換濾清器1次，每年更換齒輪油1次；液壓系統(tǒng)每年更換液壓油過濾器1次。同時，根據(jù)各關(guān)鍵部位的工作時間調(diào)整潤滑的周期和油品，每月定期檢查抱罐車輪胎螺栓，對斷裂的螺栓進行更換，每1.5年更換所有螺栓。

2.3 定期對關(guān)鍵部位進行探傷

抱罐車工作5年后，平衡梁、后車架支腿座等關(guān)鍵部位可能出現(xiàn)疲勞斷裂的問題，存在極大的安全隱患。因此，在每個大修周期，安排有相應(yīng)資質(zhì)的單位對前車架連接塊對接焊縫、前后鵝頸對接焊縫、后車架縱梁和橫梁對接焊縫和后車架支腿座等幾個關(guān)鍵點探傷，并出具探傷報告，然后根據(jù)實際情況補焊或更換備件，以保證抱罐車的安全性能。

2.4 日常對易銹蝕部位進行局部防腐處理

電渣包的冷卻水來源于冶煉廠的循環(huán)廢水，pH值很不穩(wěn)定，常帶有酸堿性，因此冷卻水對車間鋼結(jié)構(gòu)有很強的腐蝕性，日常需要對抱罐車的易銹蝕部位進行局部防腐處理，并在抱罐車大修時做整車防腐：首先對前后車架、工作機構(gòu)表面進行噴丸除銹；除銹完成后噴涂環(huán)氧富鋅底漆，待底漆干透，再噴涂面漆，面漆顏色為工程黃。

2.5 實時監(jiān)管操作過程

在日常工作中，通過車間現(xiàn)場的監(jiān)控系統(tǒng)對抱罐車運行狀態(tài)進行監(jiān)控，同時對車輛的安全運行、油耗和操作進行嚴(yán)格考核。

3 改造效果分析

某冶煉廠通過對抱罐車實施上述技術(shù)改進措施，并對其運行維護管理制度進行完善， 3號抱罐車的系統(tǒng)大修時間延長了6個月，節(jié)約修理費、備件費至少20萬元。某冶煉廠抱罐車2017年(改進前)和2018年(改進后)的維修成本核算情況見表1。與2017年改進前相比，2018年改進后抱罐車的維護成本降低了67.52萬元。

表1 抱罐車2017年(改進前)和2018年(改進后)的維修成本 萬元

4 結(jié)束語

某冶煉廠通過從技術(shù)方面和運維方面對抱罐車進行優(yōu)化，使抱罐車變得更加實用、安全可靠，工作效率不斷提高，運維成本減少，從而大幅降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。作為抱罐車的使用單位，今后會將重點研究方向放在抱罐車的自主維修和車輛相關(guān)易損件的新材料運用方面。