環(huán)形套筒石灰窯出灰機(jī)油缸與出灰托盤聯(lián)接方式的改進(jìn)

鄒少彪

（湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司，湖南 湘潭 411100）

湘鋼于2009年引進(jìn)自意大利特魯茲·弗卡斯公司負(fù)壓操作的環(huán)形套筒石灰窯，當(dāng)時(shí)該窯是被全世界石灰生產(chǎn)者公認(rèn)最好的豎窯窯型， 其特點(diǎn)是：窯體內(nèi)有一內(nèi)筒與外筒同心布置， 石灰石原料在內(nèi)、外套筒之間的環(huán)型空間分布，煅燒后經(jīng)14個(gè)拱橋布料后，下沉到卸灰平臺(tái)水平設(shè)置的七個(gè)鋼制出灰托盤內(nèi)，正常情況下，出灰托盤不動(dòng)作，石灰就不會(huì)卸至窯下料倉。 為了將一定數(shù)量的石灰卸至窯下料倉，每個(gè)托盤上都配有一套液壓推桿裝置，在液壓油缸的帶動(dòng)下做前后伸縮往復(fù)動(dòng)作，從而將石灰卸到窯底料倉。 七套托盤每天排灰量為600 t左右，由于七臺(tái)液壓油缸同時(shí)受一路液壓油路控制，七個(gè)推桿幾乎同時(shí)運(yùn)作，且七套出灰托盤在程序中為聯(lián)鎖控制，只要任何一套出灰托盤出現(xiàn)問題，都有可能造成窯內(nèi)局部結(jié)瘤現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)套筒石灰窯必須休風(fēng)，所以出灰托盤的正常與否直接影響到套筒石灰窯的正常生產(chǎn)。

1 出灰機(jī)油缸改進(jìn)前的聯(lián)接方式與存在的問題

意大利原設(shè)計(jì)出灰機(jī)油缸與出灰托盤的聯(lián)接方式如圖1所示（改進(jìn)前）。

圖1 改進(jìn)前的油缸與托盤結(jié)構(gòu)示意圖

（1）液壓油缸與托盤間的聯(lián)接：將CD250型系列液壓油缸絲桿擰入帶有M33 mm×2 mm內(nèi)絲的軸承銅套內(nèi)，再將軸承銅套（見圖2）安裝在型號（GE80ES）Φ80/Φ120的關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈中。 用M80 mm×2 mm的圓螺母擰到軸承銅套后端M80 mm×2 mm的外絲中，再用止動(dòng)墊圈卡住圓螺母，通過上述組合固定，使軸承筒套不能從關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈中拉出。 把裝有軸承銅套的關(guān)節(jié)軸承裝在托盤框架中心，用Φ120擋圈卡住關(guān)節(jié)軸承前端使其不能從托盤框架中拉出， 因安裝關(guān)節(jié)軸承的托盤框架后面為鋼結(jié)構(gòu)， 且關(guān)節(jié)軸承因受熱膨脹卡在托盤框架內(nèi)， 以至關(guān)節(jié)軸承亦不能被推出。

圖2 軸承銅套實(shí)物圖

（2）油缸與窯殼間的聯(lián)接：將軸承銅套內(nèi)絲擰入CD250型系列液壓油缸缸體外絲上， 然后將軸承銅套安裝在型號為（GE80ES）Φ80/Φ120的關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈中，用卡圈將關(guān)節(jié)軸承固定在窯殼上，因此端為常溫，且出現(xiàn)故障的次數(shù)很少，所以沒進(jìn)行改進(jìn)，在此只簡單陳述。

此時(shí)出灰機(jī)系統(tǒng)通過液壓油缸與軸承銅套的聯(lián)接來往復(fù)推拉出灰托盤進(jìn)行出灰， 因關(guān)節(jié)軸承與軸承銅套之間或多或少會(huì)存在相對運(yùn)動(dòng)， 導(dǎo)致液壓油缸絲桿經(jīng)常退出，由于石灰溫度比較高，平均在200℃以上（如圖3所示），灰塵大，環(huán)境惡劣，導(dǎo)致裝在關(guān)節(jié)軸承內(nèi)的軸承銅套很難從關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈中拉出，關(guān)節(jié)軸承也受熱膨脹，卡在出灰托盤框中無法取出，而軸承銅套與關(guān)節(jié)軸承均為易損件， 更換液壓油缸時(shí)必須同時(shí)更換軸承銅套與關(guān)節(jié)軸承， 因受作業(yè)空間小、溫度高、灰塵大等因素影響，每次卸取軸承銅套與關(guān)節(jié)軸承時(shí)，即便順利也需要4 h以上，耗時(shí)長，同時(shí)還增加了材料備件的損耗費(fèi)用。

圖3 數(shù)據(jù)監(jiān)控界面圖

（3）因油缸絲桿容易從軸承銅套中退出，但七臺(tái)油缸上的絲桿退出長度不一樣， 導(dǎo)致七套出灰機(jī)推拉托盤的行程不一樣，從而影響石灰的均勻下料，造成窯內(nèi)局部結(jié)瘤，進(jìn)而影響石灰的質(zhì)量。

（4）若液壓油缸滲油或損壞需要更換，則必須整套系統(tǒng)休風(fēng)，人需站在托盤內(nèi)才能進(jìn)行更換，石灰溫度高，空間狹小，只能一個(gè)人彎腰進(jìn)行檢修，且托盤下面是幾米深的料倉，檢修人員危險(xiǎn)性很高。

（5）銅套內(nèi)絲損壞或關(guān)節(jié)軸承損壞，也需要休風(fēng)處理，并且都需要取出油缸后才能進(jìn)行處理更換。

（6）每天都要對油缸絲桿退出情況進(jìn)行檢查，且每周都要對其進(jìn)行緊固，這在一定程度上加重了檢修工作量， 且稍有差錯(cuò)就會(huì)造成油缸絲桿全部退出，從而造成設(shè)備事故，同時(shí)也對產(chǎn)品質(zhì)量造成一定影響。

（7）因油缸與托盤、窯殼都有聯(lián)接，且都有軸承銅套、關(guān)節(jié)軸承、卡圈等材料，大同小異，并且軸承銅套和關(guān)節(jié)軸承的安裝技巧性很強(qiáng)， 不是所有檢修人員都熟悉其安裝順序與方法， 若碰到不是很熟悉的檢修人員當(dāng)班時(shí)，會(huì)在無形中延長檢修時(shí)間。

2 改進(jìn)措施

液壓油缸與窯殼間的聯(lián)接方式出現(xiàn)故障的次數(shù)很少，不進(jìn)行改進(jìn)，主要對液壓油缸與托盤間的聯(lián)接方式進(jìn)行改進(jìn)（見圖4）：取消原有的關(guān)節(jié)軸承、軸承銅套、擋圈、止動(dòng)墊圈、圓螺母等組合部分，改為將一個(gè)M33 mm×2 mm的高強(qiáng)度螺母滿焊在一塊長380 mm，寬90 mm，厚10 mm的普通鋼板中心的背面，然后將油缸絲桿與M33 mm×2 mm的螺母聯(lián)接（油缸絲桿前后可按實(shí)際情況考慮是否增加背帽與卡環(huán)）。如圖5中橢圓內(nèi)所示，在托盤框架中心上割兩個(gè)中心距為260 mm， 直徑為18 mm的圓孔， 最后用兩根M16 mm×120 mm的高強(qiáng)度螺栓將上述鋼板固定在托盤框架前端上（注意：高強(qiáng)度螺栓兩端均要加一個(gè)彈性墊圈）。

圖4 改進(jìn)后油缸與托盤間聯(lián)接結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 改進(jìn)后油缸與托盤間聯(lián)接結(jié)構(gòu)A-A剖面圖

3 改進(jìn)效果

改進(jìn)前為液壓油缸通過軸承銅套、關(guān)節(jié)軸承等組合聯(lián)接來帶動(dòng)托盤前后往復(fù)移動(dòng)，改進(jìn)后由液壓油缸通過與M33 mm×2 mm螺母的聯(lián)接帶動(dòng)托盤前后往復(fù)移動(dòng)，從受力上基本一樣，但改進(jìn)后有如下好處：

（1）因取消了托盤框架中的關(guān)節(jié)軸承，即減少了軸承銅套與絲桿的相對運(yùn)行， 從而大大降低了絲桿退出的可能性， 因油缸與窯殼的固定也是通過了一個(gè)關(guān)節(jié)軸承，且此處沒進(jìn)行改動(dòng)，關(guān)節(jié)軸承依舊能起到調(diào)心作用， 所以減少托盤框架中的關(guān)節(jié)軸承對調(diào)心沒有太大影響。經(jīng)過一年多的試運(yùn)行證明，改進(jìn)后運(yùn)行平穩(wěn)、無異?，F(xiàn)象發(fā)生，改進(jìn)前與改進(jìn)后絲桿部分退出情況見表1（改進(jìn)前）與表2（改進(jìn)后）。

表1 2020~2021年油缸絲桿退出次數(shù)統(tǒng)計(jì)（改進(jìn)前）

表2 2020~2021年油缸絲桿退出次數(shù)統(tǒng)計(jì)（改進(jìn)后）

（2）改進(jìn)后可調(diào)節(jié)出灰托盤的行程，當(dāng)要減短或延長托盤行程時(shí)，只需要松開上述M16 mm×120 mm的高強(qiáng)度螺栓，然后旋轉(zhuǎn)M33 mm×2 mm的螺母至恰當(dāng)行程時(shí)再擰緊M16 mm×120 mm的高強(qiáng)度螺栓即可。 因托盤的行程直接影響窯內(nèi)的料面情況與產(chǎn)量的高低，所以托盤行程的調(diào)節(jié)顯得尤為重要。

（3）改進(jìn)前更換一個(gè)油缸需將關(guān)節(jié)軸承、軸承銅套、擋圈、止動(dòng)墊圈、圓螺母等全部拉出，因上述材料備件長期處于高溫環(huán)境， 會(huì)有一定變形， 不利于更換，以至在更換過程一切順利的情況下，需休風(fēng)4 h左右才能更換完，若關(guān)節(jié)軸承、軸承銅套、擋圈、止動(dòng)墊圈、 圓螺母等有一樣變形嚴(yán)重則更換時(shí)間要大大延長，改進(jìn)后則只需將M16 mm×120 mm的高強(qiáng)度螺栓及M33 mm×2 mm的螺母擰出即可對油缸進(jìn)行更換，用時(shí)最多半小時(shí)，且無需休風(fēng)處理，更不需要檢修人員站在托盤內(nèi)進(jìn)行檢修， 一方面減輕了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了爐窯的作業(yè)率，間接地增加了公司的效益， 另一方面大大降低了檢修人員的安全風(fēng)險(xiǎn)等級。

（4）改進(jìn)前聯(lián)接方式復(fù)雜，碰到突發(fā)情況能很快組裝好的檢修人員不多， 大多數(shù)人員在把關(guān)節(jié)軸承安裝到托盤上時(shí)都是靠碰運(yùn)氣， 稍有偏差關(guān)節(jié)軸承就會(huì)卡在托盤中進(jìn)出兩難；改進(jìn)后結(jié)構(gòu)簡單，檢修人員基本上一看就懂，一學(xué)就會(huì)，心理上都不抵抗干這檢修項(xiàng)目了。

（5）改進(jìn)前每更換一套關(guān)節(jié)軸承、軸承銅套等至少需2 000元的材料備件費(fèi)用，改進(jìn)后取消了上述材料備件， 七套出灰托盤按每年更換一次可節(jié)約上萬元的材料備件費(fèi)用。

4 結(jié)語

在大家都在想辦法挖潛增效、 降低維修成本、降低休風(fēng)率的大環(huán)境下，筆者通過長時(shí)間在現(xiàn)場的觀察與思考，堅(jiān)持以一臺(tái)好的設(shè)備是延長設(shè)備使用壽命和提高設(shè)備作業(yè)率的保障為指導(dǎo)思想，提出了出灰機(jī)聯(lián)接方式改進(jìn)的方案并加以實(shí)施，自套筒石灰窯出灰機(jī)經(jīng)過改進(jìn)以后，運(yùn)行效果良好，降低了因出灰機(jī)故障造成的停窯， 同時(shí)為出灰機(jī)設(shè)備檢修提供了方便，縮短了檢修時(shí)間，提高了爐窯作業(yè)率，降低了設(shè)備后期的維護(hù)及備件采購成本，改造達(dá)到了預(yù)期效果。