无钟炉顶布料器在包钢的使用与发展.doc

无钟炉顶布料器在包钢的使用与发展汪建新郭九春王聪颖(包头钢铁学院)(包头钢铁公司)摘要介绍了由包头钢铁设计研究院自行设计、改进的无钟炉顶布料器在包钢的使用与发展过程。较详细地阐述了BG-型布料器的结构、工作原理和使用效果。关键词布料器无钟炉顶高炉APPLICATION AND DEVELOPMENT OF BELL-LESS TOPDISTRIBUTOR AT BAOTOU IRON AND STEEL CO.WANG JianxinGUO Jiuchun(Baotou Iron and Steel University)WANG Congying(Baotou Iron and Steel Co.)ABSTRACTThis paper introduces the application and development of bell-less top distributor on No.1 and No.3 BF at Baotou Iron and Steel Co.The principle construction and performance of BG- distributor is described in details.KEY WORDSdistributor,bell-less top,BF1前言自1972年卢森堡的PW型无钟炉顶问世以来，很快遍及世界各地。我国于1979年在首钢2号高炉上首次使用并把这一技术向全国推广。包钢于1985年3月在1号高炉大修时也将其改造成无钟炉顶。在这12年里，经过包钢和有关协作单位的共同研制，使BG型无钟炉顶布料器日趋完善。2新型无钟炉顶布料器的研制及改造1980年8月，包钢公司决定在1号高炉大修时改用无钟炉顶，无钟炉顶布料器的设计任务由包头钢铁设计研究院承担。2.1BT81型无钟炉顶布料器包头钢铁设计院考察了当时国内唯一投产的首钢2号高炉无钟炉顶布料器，翻阅了大量国内外资料，经过仔细研究，设计了BT81型全电动无钟炉顶布料器。BT81型布料器采用了一种新颖的结构，如图1所示。为验证其设计的可行性，了解其运行时可能出现的问题，在包钢机械总厂做了一个12.5的实物模型，进行了为期16天的冷热态连续运转实验。结果表明，该设计原理正确，结构合理，运行平稳可靠，溜槽的旋转和摆动灵活，可以满足高炉多种布料的要求。但同时也暴露了不足：溜槽旋转到两摆角提升机构之间时稍有波动；托圈在旋转时尚有摆动以及润滑问题等，必须加以改进。因此BT81型没有在高炉上使用。图 1BT81型布料器结构简图Fig.1Structural sketch of the BT81 type distributor1立式电机；2大齿圈；3齿条；4扇形齿轮；5旋转框架；6曲柄；7溜槽；8托架；9小齿轮；10卧式电机(双轴承)；11万向接轴2.2BT83型液压传动布料器的设计针对BT81型布料器在实验中出现的问题，进一步简化其结构，决定改为全液压传动，即BT83型液压传动布料装置。并于1985年12月申请了专利，其结构原理如图2所示。BT83型布料器在BT81型的基础上主要作了如下改进：(1) 溜槽旋转机构(角)改电动为液压驱动；(2) 溜槽摆角机构(角)用三个装于密封箱顶盖上的直线油缸代替原有一套电动装置；(3) 增加托辊及挡辊的数量，以增加托圈及溜槽运动的平稳性，从而解决布料的波动问题；(4) 增加油池及无动力的油泵以润滑各啮合点、滑动面以及密封部分。2.3BT83型布料器在高炉上的使用情况包钢在1985年3月1号高炉大修时采用了BT83型布料器。实现了单环、多环、定点布料集于一体的布料系统。但由于当时没有操作经验，技术也不太成熟，运行后角控制不准，生产操作很难稳定，炉况时好时坏，产量无明显提高。为此，于1989年9月中修时换上了首钢型布料器。在这之前，包钢3号高炉1988年改造性大修，由双钟炉顶改为无钟炉顶，也采用了BT83型布料器。这次改造是在总结1号高炉和其它无钟炉顶高炉生产经验的基础上进行的，基本上达到原设计要求，实现了控制准确、运行可靠、维修方便的目的。然而，由于主传动(角)采用液压马达驱动，使溜槽转速不均匀，油压波动较大，加之液压马达寿命图 2BT83型布料器结构原理简图Fig.2Structural sketch of the BT83 type distributor1液压马达；2油缸；3溜槽；4挡辊；5曲柄；6升降框架；7浮动旋转框架；8支承辊；9导向板；10小齿轮；11大齿圈不稳定，1990年一年内主传动停转148次，造成休风8次，减风79次。副传动(角)由于采用双活塞杆油缸(另一端装有传感装置)，使油缸很容易泄漏，三个液压缸很难同步。1990年内副传动停转15次，造成减风5次，共4.2 h。2.4BG型布料器1990年3月3号高炉中修时又针对BT83型布料器存在的问题进行了改造，设计了BG型(BT83改进型)布料器。(1) 为防止主传动运转不稳，用7.5 kW的立式交流电机代替原液压马达，并配套摆线针轮减速器。(2) 副传动用单活塞杆油缸代替双活塞杆油缸。单独设立、角两套提示信号发生装置。液压油路并入料罐油路系统，三位四通阀与比例阀两组控制线互为备用，重新修改了液压油路。(3) 为解决由三个液压缸带动的托圈的同步升降问题，除使用液压同步回路外，还采用了机械强迫同步手段，增加了滑块、导向板(图2)的长度和数量并改为铜质。改进后由于油路等原因，经常出现故障，至1990年6月开始正常运行。后又在1号高炉中修时也换上BG型布料器。几年来，1号、3号高炉炉况稳定，设备运行情况正常，产量稳中有升，一直没有出现较大事故。3BG型布料器的结构、工作原理和特点3.1BG型布料器的结构和工作原理图 3BG型结构、驱动原理简图Fig.3Structural ketch and driving principle of the BG type distributor1电机；2液压缸；3旋转圆筒；4溜槽；5曲柄；6托辊；7浮动旋转框架；8升降托圈；9中心喉管；10小齿轮；11大齿圈；12轴承如图3所示，溜槽旋转和摆动的传动过程：主传动溜槽的旋转：主电机1小齿轮10大齿圈11旋转圆筒3溜槽4；副传动溜槽的摆动：直线油缸2托圈8浮动旋转框架7曲柄5溜槽4。由结构原理看出，主、副传动是相互独立的。可单独工作也可同时工作，以此来完成多种布料。3.2BG型布料器的特点应用最广泛的PW型布料器如图4所示。PW型布料器解决了钟式炉顶存在的密封与布料问题，大大改善了炉顶的调节功能。但PW型布料器结构复杂，炉顶高度大，对润滑、冷却密封系统要求苛刻，检修困难，溜槽更换操作复杂，建设、运行费用较高。与PW型布料器相比，BG型布料器有以下图 4PW型布料器工作原理图Fig.4Structural sketch and driving principle of the PW type distributor1立式电机；2卧式电机；3差动齿轮；4溜槽；5扇形齿轮；6齿圈；7齿圈点 (1) 机构设计合理，结构简单，事故隐患少。各主要传动与运动部件受力明确，传动链短，效率高。(2) 设备体积小，重量轻，零部件少且精度要求不高，便于制造安装，投资少。(3) 维护简便，生产消耗低。密封室氮气或净煤气耗量少。短期停氮气或净煤气，可照常运行，不影响生产。(4) 采用U型溜槽托架，更换溜槽时只需打开炉喉检修孔即可，大大缩短了检修时间，一般只需12 h，最快为40 min。(5) 水冷系统简单、实用。不需增加较复杂的水冷循环装置。(6) 能适应较高的炉顶温度。炉顶温度300 以下能保证长期稳定工作，短期内炉顶温度达到500 左右也能维持正常生产。到目前为止，包钢1号、3号高炉的GB型布料器已运行了7年以上，除正常计划检修外，没发生任何设备事故。这说明BG型布料器已经成熟，应该推广。4新型无钟炉顶布料器的使用效果新型布料器在包钢1号、3号高炉投用以来取得了明显的经济效益。表1、2为1号、3号两座高炉表 11号高炉主要技术经济指标Table 1Main economical and technical indexes of No.1 BF时间/年年产量/t利用系数/t*m-3*d-1干焦比/kg*t-1冶炼强度/t*m-3*d-11980618188.81.116670.70.8131986679331.31.230613.30.8241987802499.71.455590.70.9021988792460.81.438565.90.858表 23号高炉主要技术经济指标Table 2Main economical and technical indexes of No.3 BF时间/年年产量/t利用系数/t*m-3*d-1干焦比/kg*t-1冶炼强度/t*m-3*d-11987812404.61.237556.50.7271989865178.01.338530.40.7341990916736.31.400536.90.7731991947195.71.433545.70.8181992977347.51.485549.90.90419931055052.51.607522.50.905使用BG型布料器后一代炉龄内主要技术经济指标的变化情况。从这两组数据可看出，改造后的高炉生产指标逐年上升。虽然这是全面技术进步、操作水平提高及采用现代化管理方法等多种因素综合的结果，但无疑，新型布料器的使用占有重要地位。特别是近年来实行了中心加焦，使冶炼工艺更加完善，产量在保持良好月生产水平上稳步提高。1996年1号高炉中修时，对BG型布料器结构又做了一些改进。滑道的