2850m%5E%283%29高炉TMT开口机故障原因分析及改进措施.pdf

鞍钢技术2023 年第 3 期ANGANG TECHNOLOGY生产实践2850m3高炉TMT开口机故障原因分析及改进措施（本钢板材股份有限公司炼铁总厂，辽宁本溪1 1 7 0 2 1)摘要：针对2 58 0 m3高炉炉前TMT开口机常出现的机械故障、液压系统故障，采取了更换轴承、新制销轴、增设销轴润滑孔道和提高工作介质清洁度等改进措施。实践后，旋转油缸和曲柄上下摆动幅度缩小，消除了关节轴承处异音，提高了开口机关节轴承及销轴使用寿命，开口机的平稳运行为高炉稳定顺行提供了保障，降低进口备件采购费用及维修成本120万元/年。关键词：TMT开口机；销轴；关节轴承；比例减压阀中图分类号：TF54D01:10.3969/j.issn.1006-4613.2023.03.008Analysis on Causes Leading to Failure Occurred atTMT Taphole Opening Machine of 2850 m Blast Furnace andImprovement Countermeasures for the Failure(General Ironmaking Plant of Bengang Steel Plates Co.,Ltd.,Benxi 117021,Liaoning,China)Abstract:In allusion to the problem that mechanical failures and hydraulic system failuresoccurred frequently at the TMT taphole opening machine of the 2580 m blast furnace beforestarting operations,some improvement measures such as replacing bearings,installing new-developed pin shafts,adding lubricating pore canals for pin shafts and improving the cleanliness ofoperating medium were taken.After these measures were put into practice,the amplitude of up-and-down swinging of the rotated hydro cylinder and the crank was decreased,and also theabnormal sound from the joint bearings was eliminated,while the service life of the joint bearingsand pin shafts of the taphole opening gears was prolonged.So the stable operation of the tapholeopening machine ensured the stable and smooth operation of the blast furnace and even thepurchase expenses for imported spare parts and maintenance cost were reduced by 1.2 millionyuan RMB per year.Key words:TMT taphole opening machine;pin shaft;joint bearing;proportional pressurereducing valve开口机是高炉出铁时打开铁口的重要机械设备。鞍钢集团本钢板材股份有限公司炼铁总厂6高炉（2 8 50 m）炉前开铁口设备为德国TMT开口机。近几年,TMT开口机在运行中常出现机械总第441 期张廷明文献标识码：A文章编号：1 0 0 6-46 1 3(2 0 2 3)0 3-0 0 37-0 3ZHANG Tingming故障、液压控制系统故障，对炉前渣铁排放产生了不良影响。为了保证高炉的稳定顺行，分析了故障产生的原因，并采取了改进措施，本文对此做一介绍。张廷明，工程师，2 0 0 3年毕业于内蒙古工业大学机电技术应用专业。E-mail:1 TMT开口机结构TMT开口机结构如图1 所示。TMT开口机大一3 7-2.1.2机械故障原因分析鞍钢技术2 0 2 3年第3期张廷明：2 8 50 m3高炉TMT开口机故障原因分析及改进措施总第441 期臂通过液压缸驱动进行回转，振打机构通过进给2TMT开口机故障马达进行前进、旋转，击打锤振打等方式驱动钻杆2.1机械故障现象及原因分析打开铁口。2.1.1机械故障现象开口机开铁口时，大臂需要前后旋转，主要依大臂靠旋转油缸和曲柄进行工作。大臂在前后旋转过程液压缸中,旋转油缸和曲柄不平衡，存在上下摆动情况,油缸自润滑关节轴承与销轴连接处发出异音；同时，旋转马达销轴下部压盖转动，运行过程中易使油缸活塞杆折振打机构断，引发设备事故，直接威胁高炉正常生产钻杆/击打锤图1 TMT开口机结构Fig.1 Structure of TMT Taphole Opening Machine将销轴下部压盖拆下后进行检查，发现销轴外圆下方磨损。轴承和销轴损坏照片见图2。【(b】(a）轴承；(b）销轴图2 轴承和销轴损坏照片Fig.2 Photos of Damaged Pin Shafts and Bearings分析可知,在大臂前后旋转过程中，油缸销轴在曲柄中呈现不规则旋转，油缸活塞杆伸出及缩回承受较大的不规则外力。对TMT开口机液压缸关节轴承和销轴进行拆卸检修。销轴拆卸方法示意图见图3。机架本体关节轴承平衡梁支撑架千斤顶图3销轴拆卸方法示意图Fig.3Schematic Diagram for Disa-ssembling Method for Pin Shafts-38-由于大臂距离地面有一定高度，检修不便，自制检修平台及销轴拆卸工具，将拆卸工具焊接在曲柄上，对销轴进行拆卸。销轴下方虽然磨损，但与液压缸关节轴承配合的那部分销轴与轴承形成过盈配合，为拆卸工作带来了较大难度。经过分析研究，用1 0 0 mm轨道钢加强拆卸工具，将拆卸工具打坡销轴口焊接在开口机曲柄上，将一组1 0 t液压千斤顶底座安放在拆卸工具上，千斤顶活塞杆与销轴端面接触，利用千斤顶的液压推力将销轴顶出。对拆卸下来的关节轴承进行清洗检查，发现关节轴承本体磨损（聚四氟乙烯织物已无）、间隙较大。综上可得，造成开口机机械故障的原因，一是销轴外圆下方磨损，油缸销轴与曲柄局部配合间隙变大，二是自润滑关节轴承本体（聚四氟乙烯织物)磨损、间隙较大。2.2TMT开口机液压故障现象及原因分析2.2.1液压故障现象开口机开铁口时，当钻杆钻到铁口深度为鞍钢技术2023 年第 3 期ANGANG TECHNOLOGY2m左右时，开口机振打机构没有振打，开口机撤内含有杂质使阀芯卡阻。由此得出，工作介质(油品)回原位；启动开口机试车，振打机构振打时有时无，中混入杂质是造成液压故障的主要原因。可见，工作造成开铁口时间严重超时，甚至无法打开铁口。介质（油品）纯净度对整个液压控制系统非常重要。2.2.2液压故障原因分析检测操作阀台MA7测压点，振打运动有时，压力为1 5.0 1 6.5MPa，液压锤前向冲击功在41 5.50 457.05MJ/m；振打运动无时，压力为5MPa左右，液压锤前向冲击功仅为1 3.8 5MJ/m。通过控制程序调整比例减压阀数值，启动开口机试车，执行机构振打仍时有时无，检测MA7点压力无明显变化，初步判定为比例减压阀故障。将开口机控制阀台截止阀截止、泄压，更换比例减压阀。更换完成后，启动开口机试车，开口机振打机构振打正常，MA7点压力在1 5.0 1 6.0 MPa，液压锤前向冲击功在41 5.5 443.0 MJ/m,达到液压锤冲击功（前进)标准要求(39 4 554MJ/m)2)。将更换下来的比例减压阀分解，发现阀体孔道(a)总第441 期3 改进措施3.1更换轴承、新制销轴将进口自润滑关节轴承更换成国产轴承，根据额定动载荷采用单缝外圈、有润滑油槽、两面带密封圈、能承受径向载荷和任一方向较小的轴向载荷的向心关节轴承，并用45#钢新制销轴，新制的销轴上部设有台肩,结构简单、重量轻，,并增设润滑孔道，便于日常检修维护。3.2增设销轴润滑孔道增设销轴润滑孔道并定期注油，使销轴与关节轴承之间产生油膜，减少摩损，以延长关节轴承及销轴使用寿命，同时便于下一次拆卸。增设销轴润滑孔道前后对比见图4。1(b)1关节轴承关节轴承-销轴磨损处！销轴Fig.4 Comparison before and after Adding Lubricating Pore Canals for Pin Shafts3.3提高工作介质清洁度液压系统加补油过程中严格控制工作介质的清洁度。增设离心式净油机、滤油车对工作介质进行过滤，防止管路内不清洁将杂质带人油箱。定期对液压系统取样检测以确保颗粒性污染物对系统无影响。TMT开口机需要检修时严格执行清洁操作规程。4实践效果（1）将TMT开口机油缸关节轴承、销轴改进后，缩小了运行过程中旋转油缸和曲柄上下摆动的幅度，消除了改进前关节轴承处存在的异音；增设销轴润滑孔道后，提高了开口机关节轴承及销曲柄（a）改进前；（b）改进后图4增设销轴润滑孔道前后对比轴使用寿命，同时便于下一次拆卸；开口机运行平稳，提高了炉前开口机的运行效率，降低进口备件采购费用及维修成本1 2 0 万元/年。（2）通过提高液压系统工作介质清洁度，炉前开口机液压故障率大幅降低，液压开口机处于可控状态，便于使用和维护。TMT开口机液压故障处理前后指标对比如表1 所示。由表1 可以看出,TMT开口机液压故障处理后，液压锤前向冲击功稳定在标准范围内,TMT开口机功力能够正常发挥，钻杆能够达到快速高度进尺的功效。振打压力由故障状态5.0 MPa左右变为1 5.0 1 6.0 MPa标准范围内，增强了TMT开口机爆破力,缩短了开铁口时间,避（下转第48 页）一3 9-销轴润滑油道曲柄鞍钢技术2 0 2 3年第3期王鹏等：钢包加盖技术在鞍钢的应用总第441 期吊放至钢包整备台车整备坑摇篮内行至加揭盖位台车返回揭盖停车位钢包加盖吊车吊下一工序图7 钢包整备场钢包周转流程示意图Fig.7 Schematic Diagram for Ladle Turnover in Ladle Servicing Zone3应用效果2019年1 0 月份开始使用钢包加盖技术，至2021年5月份，该技术应用前后转炉平均出钢温度分别为1 6 8 4和1 6 57,LF平均升温时间分别为1 0.535min和7.49 7 min，转炉平均出钢温度降低了2 7,LF平均升温时间降低了约3min。钢包全程加盖后，由于转炉出钢温度的降低，化渣剂消耗量降低1.2 kg/t，钢包酸性覆盖剂使用量降低0.0 2 5kg/t。钢包内衬热量损失大幅度减少，取消了钢包在线烘烤，降低了钢包离线烘烤率，同时提高了钢包周转率。铁水单耗、能源消耗等指标明显降低，2 0 2 1 年节约成本约9 1 0 0 万元。4结语鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂在转炉、LF、R H 工序及钢包整备区域均应用了钢包加盖技术,有效降低了钢包运输过程中的钢水温降，转炉*(上接第39 页）表1 TMT开口机液压故障处理前后指标对比Table 1 Comparison of Indexes before and after HandlingHydraulic Faults of TMT Taphole Opening Machine冲击功/振打压力/开铁口时间/油品清洁度项目(MJm2)处理前13.85处理