趙 靜

（唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)，河北 唐山 063000）

在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本中,大宗原燃料占企業(yè)總成本的70%～80%，而料場(chǎng)是儲(chǔ)存和生產(chǎn)消費(fèi)的橋梁，料場(chǎng)管理的好壞，直接影響企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣及經(jīng)濟(jì)效益的高低。因此，深刻認(rèn)識(shí)料場(chǎng)管理的重要作用。也應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到料場(chǎng)設(shè)備發(fā)揮的重要作用。

目前，原料場(chǎng)取料機(jī)作業(yè)系統(tǒng)，作業(yè)率達(dá)到90% 以上。既要負(fù)責(zé)高爐酸性礦供應(yīng)，滿足燒結(jié)燃料、含鈦物料供應(yīng)，還要保證燒結(jié)機(jī)的混勻配料供應(yīng)。為降低鐵前成本，大量采用低價(jià)料煉鐵，低價(jià)粉礦品位低、水份高、粘度大、易粘堵皮帶機(jī)溜槽、篦子，低價(jià)塊礦粒級(jí)小，含粉率高，不利于篩分，均需小料流取料才能滿足生產(chǎn)、質(zhì)量需求，這又增加了生產(chǎn)系統(tǒng)的所屬設(shè)備不能得到充分維護(hù)和檢修；為適應(yīng)市場(chǎng)變化，原料場(chǎng)混勻礦配料品種增多，高爐增加使用酸性礦物料品種，燒結(jié)額外上含鈦物料等。這種低價(jià)物料粘度很大，因此一次料場(chǎng)取料機(jī)的作業(yè)難度又增加。特殊時(shí)期（雨季或冬季氣溫較低時(shí)），為保證生產(chǎn)的連續(xù)性，設(shè)備系統(tǒng)時(shí)處于超滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，且無法保證得到正常及時(shí)修復(fù)，處于疲勞運(yùn)行狀態(tài)下，存在著重大質(zhì)量、安全隱患，會(huì)影響物料的正常供應(yīng)，從而導(dǎo)致燒結(jié)礦及生鐵產(chǎn)量減少。

對(duì)原料受料系統(tǒng)而言，斗輪取料機(jī)的維護(hù)成本占據(jù)了一半，而斗輪驅(qū)動(dòng)部分的維護(hù)成本占斗輪取料機(jī)的維護(hù)成本的70%，嚴(yán)重制約了維護(hù)成本的降低。抬高了生鐵成本。我們的宗旨是：通過設(shè)備研究與優(yōu)化，降低設(shè)備維護(hù)成本。為此我們把原料受料系統(tǒng)設(shè)備研究與優(yōu)化列入我們的創(chuàng)新課題。

1 總體思路

（1）對(duì)斗輪取料機(jī)傳動(dòng)軸密封形式進(jìn)行研究，使積料、粉塵不容易進(jìn)入，有效地提高密封效果，重點(diǎn)是新型密封結(jié)構(gòu)在高粉塵下長周期有效，提高了斗輪取料機(jī)的作業(yè)率，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

（2）對(duì)斗輪減速機(jī)與斗輪軸花鍵聯(lián)接方式進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，并重新制作聯(lián)軸器，滿足受料現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

（3）對(duì)料倉振動(dòng)給料器的料量控制器進(jìn)行優(yōu)化改造，控制料量，降低檢修人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

（4）針對(duì)原料場(chǎng)受料系統(tǒng)工藝及設(shè)備特點(diǎn)，拓展思路，不局限于過去單純地對(duì)設(shè)備進(jìn)行增容改造來改變?cè)O(shè)備作業(yè)率超高、設(shè)備不能得到良好維護(hù)保養(yǎng)的問題。綜合各方面因素，從優(yōu)化生產(chǎn)工藝及相應(yīng)配套的設(shè)備的角度去緩解設(shè)備的疲勞運(yùn)行狀態(tài)。因此決定增設(shè)一條直供皮帶，這條皮帶正好與下游四條物料輸送生產(chǎn)線相匹配：即（三臺(tái)取料機(jī)+ 堆料機(jī)直供）對(duì)應(yīng)（高爐上礦+ 燒結(jié)供料+BH 槽兩條生產(chǎn)線）。這樣就可以減少一次物料的堆取循環(huán)，減少堆取料大機(jī)的超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

2 技術(shù)方案與創(chuàng)新成果

2.1 斗輪取料機(jī)斗輪傳動(dòng)軸密封裝置的研究與優(yōu)化

目前，斗輪取料機(jī)的傳動(dòng)軸密封部件主要包括固定端密封蓋、自由端密封蓋、鎖緊圈和軸承座體，這些密封部件通常組成兩種密封結(jié)構(gòu)，一種是在固定端密封蓋和自由端密封蓋之間加迷宮密封和VD 型骨架油封；另一種是在固定端密封蓋和自由端密封蓋之間加VD 型骨架油封。在這兩種密封結(jié)構(gòu)中，自由端密封蓋由鎖緊圈固定。外部積料、粉塵很容易通過傳動(dòng)軸密封進(jìn)入軸承，使斗輪傳動(dòng)軸的軸承使用壽命縮短，由于在高粉塵下工作，鎖緊圈的鎖緊螺釘很容易銹死，每次拆卸時(shí)，必須采用破壞性拆除，使得自由端密封蓋和鎖緊圈報(bào)廢，增加了備件的成本。此外，上述密封結(jié)構(gòu)為了對(duì)軸承進(jìn)行潤滑，在軸承座上有加油孔進(jìn)行加油，但是沒有放油孔，更換舊油時(shí)須拆開軸承座，非常麻煩，增加了維修時(shí)間。

圖1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

圖中標(biāo)記如下：傳動(dòng)軸1、軸承2、軸承座3、密封上蓋4、密封下蓋5、密封空腔6、加油孔7、放油孔8、螺栓9。

本次設(shè)計(jì)所要解決的技術(shù)問題是：提供一種斗輪取料機(jī)傳動(dòng)軸密封裝置，這種傳動(dòng)軸密封裝置能夠使積料、粉塵不容易進(jìn)入，有效地提高密封效果，保護(hù)軸承和傳動(dòng)軸不受損害，提高斗輪取料機(jī)的作業(yè)率，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種斗輪取料機(jī)傳動(dòng)軸密封裝置，它包括兩個(gè)密封上蓋、兩個(gè)密封下蓋和密封填料，密封上蓋和密封下蓋均為環(huán)形，在軸承座的兩端分別各安裝一個(gè)密封上蓋和一個(gè)密封下蓋，密封上蓋的內(nèi)側(cè)靠緊軸承座和軸承外圈，密封上蓋由螺栓與軸承座緊固，密封上蓋的下端與轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面間隙配合，密封下蓋位于密封上蓋的外側(cè)，密封下蓋由螺栓與密封上蓋緊固，密封下蓋的下端與傳動(dòng)軸表面間隙配合，密封下蓋內(nèi)側(cè)與密封上蓋下端的外側(cè)形成一個(gè)環(huán)形密封空腔，并填充有密封填料，密封填料的下部與傳動(dòng)軸表面緊密接觸。

具體實(shí)施方式。本次設(shè)計(jì)去除了軸承座3 兩側(cè)原有的固定端密封蓋、自由端密封蓋和鎖緊盤，采用密封上蓋4、密封下蓋5和密封填料的密封結(jié)構(gòu)。如圖所示：

（1）密封上蓋4、密封下蓋5 分別有兩個(gè)，密封上蓋4 和密封下蓋5 均為環(huán)形，在軸承座3 的兩端分別各安裝一個(gè)密封上蓋4和一個(gè)密封下蓋5。

（2）密封上蓋4 的內(nèi)側(cè)靠緊軸承座3 和軸承2 外側(cè)，密封上蓋4 由螺栓9 與軸承座3 緊固，密封上蓋4 的下端與轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 表面有環(huán)形的密封空腔6。

（3）密封下蓋5 位于密封上蓋4 的外側(cè)，密封下蓋5 由螺栓與密封上蓋4 緊固，密封下蓋5 的下端與傳動(dòng)軸1 表面滑動(dòng)接觸，密封下蓋5 內(nèi)側(cè)與密封上蓋4 下端的環(huán)形密封空腔6 中填充有密封填料，密封填料的下部與傳動(dòng)軸1 表面緊密接觸。

（4）環(huán)形密封空腔6 的截面為梯形，由于斗輪傳動(dòng)軸1 有一定的傾角，密封空腔6 也采用了一定的傾角，使積料、粉塵不容易進(jìn)入，大大提高了密封效果。

（5）密封填料為聚四氟乙烯，將聚四氟乙烯填在環(huán)形的密封空腔6 內(nèi)，壓實(shí)后在填充，密實(shí)后擰緊螺栓9。這種密封填料質(zhì)地柔軟，壓實(shí)后能阻止粉塵進(jìn)入，有效地提高了密封效果，保護(hù)軸承2 和傳動(dòng)軸1 不受損害。

（6）在軸承座3 的加油孔7 加裝熱電偶傳感器，熱電偶傳感器與報(bào)警裝置相連接，隨時(shí)監(jiān)測(cè)軸承2 的溫度變化，有效地幫助操作人員判斷軸承2 運(yùn)行狀態(tài)，使用效果很好。

（7）在軸承座3 下方增加放油孔8，在換油時(shí)，能有效的將軸承座3內(nèi)的舊油全部排出，潤滑效果良好，大大減少了維修時(shí)間。

2.2 受料系統(tǒng)工藝設(shè)備優(yōu)化

增加一條直供皮帶。新增皮帶系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化改造、控制系統(tǒng)優(yōu)化改造等方面開展研究探討，通過集成創(chuàng)新技術(shù)徹底解決大機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行的各種問題，從而可降低事故的發(fā)生率及備件消耗，還可簡化大機(jī)生產(chǎn)工藝操作，提高經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：增加受入系統(tǒng)到2#、3#ST 堆料機(jī)，使物料直入混勻配料槽或直接上高爐功能，這樣不僅可以減少物料落地（受入物料不落地，直接加入混勻配料槽或高爐礦槽），滿足生產(chǎn)需要，還有效緩解取料機(jī)作業(yè)壓力，使得取料設(shè)備能夠得到及時(shí)保養(yǎng)檢修。新建皮帶下游翻板采用電動(dòng)扇形閥門技術(shù)，實(shí)現(xiàn)額定行程范圍內(nèi)無極調(diào)節(jié)。

圖2 新建皮帶工藝簡易圖

具體實(shí)施方式：在受料場(chǎng)D 場(chǎng)東側(cè)新建一條皮帶機(jī)E700（約200m），橫跨E201、L201、E101、L101、H107、E601 四條皮帶，其下游為電動(dòng)翻板，落料點(diǎn)在E701、E801 兩條皮帶上（加混勻配料槽系統(tǒng)及高爐上礦系統(tǒng)皮帶），其中E801 皮帶需要機(jī)尾延長約25m。該工程包括土建施工、鋼結(jié)構(gòu)制作安裝、機(jī)械設(shè)備安裝調(diào)試、電氣設(shè)施安裝、自動(dòng)化設(shè)施安裝，全部按設(shè)計(jì)內(nèi)容施工。

電動(dòng)翻板：安裝執(zhí)行器、卸料門。每臺(tái)執(zhí)行器用接近開關(guān)進(jìn)行位置信號(hào)和限位控制?？刂坪托盘?hào)電纜由現(xiàn)場(chǎng)鋪放鋪放到3B配電室。

新增皮帶電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)：

（1）新增皮帶控制系統(tǒng)由電源、傳動(dòng)、信號(hào)等部分組成。電氣傳動(dòng)：由變頻器、變頻電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、配電柜等組成；電源輸送：由扁平變頻電纜、滑車、滑車軌道、開關(guān)箱等組成；信號(hào)輸送：由扁平控制電纜、轉(zhuǎn)線箱、操作箱組成；限位控制：由接近限位開關(guān)、碰尺等組成；聲光報(bào)警：由聲光報(bào)警器、聲光報(bào)警控制部分等組成。

（2）控制方式采用以自動(dòng)對(duì)位為主，手動(dòng)對(duì)位為輔。當(dāng)自動(dòng)出問題時(shí)，改用手動(dòng)定位；利用格雷母線通信定位技術(shù)和接近開關(guān)對(duì)位技術(shù)來識(shí)別翻板位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)位。格雷母線位置檢測(cè)裝置主要作用是檢測(cè)翻板的實(shí)時(shí)位置，將實(shí)時(shí)位置檢測(cè)信號(hào)傳送給系統(tǒng)PLC，系統(tǒng)PLC 借助實(shí)時(shí)位置檢測(cè)信號(hào)控制翻板運(yùn)行。通過格雷母線位置檢測(cè)裝置和中控系統(tǒng)的協(xié)同工作，可以實(shí)現(xiàn)翻板行走平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確可靠。新系統(tǒng)為單CPU 系統(tǒng)，用來實(shí)現(xiàn)新建系統(tǒng)的自動(dòng)控制。新系統(tǒng)與主系統(tǒng)（現(xiàn)系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，當(dāng)主系統(tǒng)有流程啟動(dòng)時(shí)，先向新控制系統(tǒng)發(fā)小車位置請(qǐng)求，小車系統(tǒng)再根據(jù)請(qǐng)求控制小車行走、定位，并且向主系統(tǒng)發(fā)小車到位信號(hào)，主系統(tǒng)接到到位信號(hào)后，根據(jù)位置連鎖啟動(dòng)流程設(shè)備。當(dāng)小車控制系統(tǒng)有問題時(shí)，可以手動(dòng)操作小車，然后由主系統(tǒng)啟動(dòng)流程。這樣，不僅滿足所有小車自動(dòng)控制，而且小車系統(tǒng)編程、調(diào)試、故障時(shí)不影響主系統(tǒng)，便于小車自動(dòng)控制改造實(shí)施；用接近開關(guān)進(jìn)行工作位置定位和行走限位。設(shè)置位置開關(guān)、限位開關(guān)、超限開關(guān)。用滑車和滑線電纜方式供電和信號(hào)傳遞。具備堵槽和低速檢測(cè)功能。進(jìn)行行走變頻改造，行走電動(dòng)機(jī)改型，行走制動(dòng)器改型。由配電室至現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)電纜和小車負(fù)荷電纜重新鋪放。轉(zhuǎn)線箱、開關(guān)箱、操作箱重新設(shè)置?；嚨鯍旌途€管等鋪放?，F(xiàn)有在位裝置全部改造。增加聲光報(bào)警器。皮帶機(jī)滑線電纜同步更換；根據(jù)不同的位置檢測(cè)方式，控制系統(tǒng)也對(duì)應(yīng)有不同的組成結(jié)構(gòu)。對(duì)于格雷母線，PLC 系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)通訊方式接收位置信號(hào)；接近開關(guān)使用I/O 方式接收位置信號(hào)。所有遠(yuǎn)程站通過光纜與中控CPU 站通訊，上位機(jī)采用以太網(wǎng)與CPU 站通訊，從操作上小車監(jiān)控畫面與現(xiàn)有流程畫面融合。

（3）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視：在現(xiàn)場(chǎng)安裝具備夜視和吹掃功能的高清攝像系統(tǒng)，將實(shí)時(shí)畫面?zhèn)魉偷街锌兀?具備的連鎖保護(hù)控制功能：E801皮帶急停（自動(dòng)和手動(dòng)）：新建E700皮帶停機(jī)；行走超速：行走超速，上游皮帶停機(jī)；行走越位：行走越位，小車和上游皮帶急停。對(duì)位超位：上游皮帶停機(jī)；堵槽開關(guān)動(dòng)作：上游皮帶停機(jī)。

3 實(shí)施效果

原料受料系統(tǒng)設(shè)備工藝優(yōu)化全部完成后：①斗輪軸密封結(jié)構(gòu)裝置，有效地提高了密封效果，保護(hù)軸承和傳動(dòng)軸不受損害，延長軸承使用壽命5倍以上，同時(shí)大大減少了維修時(shí)間。熱電偶傳感器能隨時(shí)監(jiān)測(cè)軸承的溫度變化，有效判斷軸承運(yùn)行狀態(tài)，使用效果很好，軸承座下方放油孔能有效的將軸承座內(nèi)的舊油全部擠出，改善潤滑效果。本結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、密封效果良好、節(jié)約備件、降低維修成本、減少維修時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，提高了斗輪取料機(jī)的作業(yè)率，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。②原料受料系統(tǒng)工藝及設(shè)備優(yōu)化、增設(shè)的這條皮帶減少了一次物料的堆取循環(huán)，也就是減少一次物料輸送過程中的礦耗，減少料場(chǎng)地址的占用。而且還節(jié)約了電耗、備件消耗、檢修費(fèi)用等。增設(shè)這條皮帶緩解了取料機(jī)的壓力，有益于生產(chǎn)組織的平穩(wěn)有序進(jìn)行；有益于設(shè)備檢修、維護(hù)、保養(yǎng)的有計(jì)劃組織；有益于降低取料機(jī)司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少或避免因疲勞操作發(fā)生事故。能減少一次料場(chǎng)堆、取料所引起的二次揚(yáng)塵，提高一次料場(chǎng)利用率，可容納更多低價(jià)小礦料，進(jìn)一步降低鐵前成本。