劉世文（山鋼股份濟南分公司，山東濟南250101）

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濟鋼焦爐搗鼓設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化

劉世文
（山鋼股份濟南分公司，山東濟南250101）

摘要：針對濟鋼1#、2#、5#焦爐搗固焦系統(tǒng)機械設(shè)備存在的彈性凸輪壽命短、搗固錘彎曲變形及摩擦板磨損等問題，通過改造彈性凸輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增設(shè)輔助導向滑塊，加強彈性凸輪調(diào)節(jié)控制，延長了設(shè)備使用壽命，年節(jié)約備件消耗約20萬元。

關(guān)鍵詞：搗固焦爐；彈性凸輪；摩擦板；導向滑塊

濟鋼1#、2#、5#焦爐系統(tǒng)2012年改造后使用搗固焦技術(shù)，搗固焦設(shè)備投入運行后，大大降低了焦炭的生產(chǎn)成本。搗固焦設(shè)備存在問題，主要表現(xiàn)為控制搗固錘上下運動的彈性凸輪壽命短、搗固錘彎曲變形及搗固錘耐磨板磨損快等，嚴重制約生產(chǎn)順行。為此，對系統(tǒng)存在的問題進行分析，并對搗固焦系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，取得了較好的效果。

1　焦爐搗固焦系統(tǒng)機械設(shè)備存在的問題

1.1搗固焦生產(chǎn)工藝流程

濟鋼1#、2#、5#焦爐搗固焦生產(chǎn)工藝分為原煤的配合、配合煤成型、裝煤、炭化、焦炭的熄滅、運輸?shù)?，相對于傳統(tǒng)煉焦，其中配合煤的搗固成型是搗固焦生產(chǎn)的關(guān)鍵，其工藝流程如圖1所示。

圖1　濟鋼搗固焦生產(chǎn)工藝流程

配合煤經(jīng)過配合混勻后，通過皮帶機運至多個煤倉中，每個煤倉下部對應1個搖動給料機，搖動給料機由曲柄拐臂傳動，通過往復運動將煤送至前方側(cè)裝煤車的煤箱中，裝完一層后，開啟上方的搗固錘裝置，通過搗固錘的上下運動，將煤壓實，然后繼續(xù)裝煤壓實，至煤倉裝至指定高度。當1爐焦炭出完焦后，將側(cè)裝煤車開至對應位置，通過側(cè)裝煤車煤箱底部的送煤底板送入焦爐炭化室內(nèi)，然后關(guān)閉爐門，通過炭化成焦。出焦方式與傳統(tǒng)煉焦一樣，通過推焦車和攔焦車將焦炭從炭化室內(nèi)推出，至焦罐中，熄焦車帶動焦罐至干熄焦工序，或通過熄焦塔水熄后通過皮帶機運至料倉。

1.2系統(tǒng)存在的問題

1）彈性凸輪壽命短。彈性凸輪主要由凸輪緣、連接緣、彈性元件及輪轂焊件組成，彈性元件通過螺栓將連接緣、凸輪緣與輪轂焊件連接在一起。兩個彈性凸輪為1組將搗固錘夾在中間。通過電機、減速機來帶動彈性凸輪運動，兩個凸輪緣（凸面）運動至搗固錘摩擦板上，內(nèi)部彈性發(fā)生彈性形變，凸輪緣與搗固錘摩擦板接觸將搗固錘向上拋起；當連接緣（凹面）運動至搗固錘位置時，在重力作用下，搗固錘落下。在使用過程中由于彈性元件承受巨大的彈性形變?nèi)菀姿毫?，彈性元件一旦損壞，就不能帶動搗固錘上下運動，從而無法生產(chǎn)。此時需更換彈性凸輪，一般需1 h左右，期間無法生產(chǎn)，給生產(chǎn)帶來損失。

2）搗固錘彎曲變形。搗固錘總長8.9 m，寬0.11 m，做上下往復運動，其導向主要靠導向輪來控制。導向輪分為上、中、下3組，每一處導向都在錘桿4個方向均布。導向輪采用尼龍導向輪導向方式，其與搗固錘之間為線接觸，磨損較快，且在搗固錘上下運動過程中，搗固錘容易以其為支點前后擺動。隨著尼龍導向輪的磨損，其與搗固錘的間隙變大，搗固錘的前后擺幅增大，極易發(fā)生搗固錘彎曲，嚴重時只能停止生產(chǎn)，將搗固錘破壞性割除。

3）搗固錘摩擦板磨損快。搗固錘主要由錘體和耐磨板組成，耐磨板通過AB膠粘結(jié)到錘體上。在使用過程中，摩擦板磨損快是生產(chǎn)中的一大問題，而搗固錘耐磨板磨損除了與耐磨板的材質(zhì)有關(guān)外，還主要與彈性凸輪對其兩個工作面的磨損程度有關(guān)。

2　搗固焦系統(tǒng)優(yōu)化

2.1改造彈性凸輪

實際使用過程中發(fā)現(xiàn)彈性元件經(jīng)常容易損壞，從其工作原理可以發(fā)現(xiàn)，彈性凸輪主要承受彎曲與扭曲兩種力的作用，而彈性凸輪內(nèi)部全部為兩個彈性原件在中間通過螺栓所連，這就只能保證承受扭曲力，而不能承受較大的彎曲力，而彈性凸輪的斷裂也主要在螺栓根部，正是由于工作時彈性凸輪擠壓搗固錘的彎曲力所致。針對這種情況對彈性凸輪及彈性原件的結(jié)構(gòu)進行改造（見圖2）。原來的彈性原件為兩塊，通過螺紋連接在輪轂上，將一部分彈性原件改為通長彈性原件，中間鑲有螺栓，通過螺紋連接在兩側(cè)端蓋上，兩種彈性原件交替布局，這樣既能承受彎曲變形也能承受扭曲形變，從而解決了一種彈性原件所存在的問題。

圖2　改造前后彈性凸輪的結(jié)構(gòu)

2.2增設(shè)輔助導向滑塊

搗固錘在一對彈性凸輪的作用下做上下往復運動，由于搗固錘長度較長（9 m），保證其運動軌跡的主要是三組導向輪。作用點為導向輪上的線接觸，磨損較快；隨著導向輪的磨損，搗固錘與導向輪之間的間隙變大，加劇了導向輪磨損；搗固錘的擺幅變大，在運動過程中極易發(fā)生彎曲變形?；谶@些特性，并結(jié)合搗固錘的結(jié)構(gòu)特點，在搗固錘兩組導向輪之間沿搗固錘的凹槽增設(shè)輔助導向滑塊。從而減少搗固錘對導向輪的磨損，且有效地保證了搗固錘的運行軌跡，防止搗固錘的變形。事實證明，改造后搗固錘沒有再出現(xiàn)以前的變形，而且導向輪的壽命也大大得到延長。

2.3加強彈性凸輪調(diào)節(jié)控制

彈性凸輪為搗固錘的上下運動提供動力源，而搗固錘上的摩擦板是保證搗固錘能夠運動的基礎(chǔ)。兩個彈性凸輪做圓周運動，當兩個凸面運動至搗固摩擦板上時將搗固錘拋起，當兩個凹面運動至搗固錘位置時由于不能夾住搗固錘，搗固錘在重力作用下自動下落，周而復始，搗固錘做上下運動，不斷將煤箱中的煤層壓實，并不斷上升，直至一箱煤被裝滿。兩個彈性凸輪凸面之間的間隙d與搗固錘的厚度h（含摩擦板），d如果比h小的多，夾緊力就大，搗固錘摩擦板磨損就快。如果d比h大，搗固錘就不容易被拋棄。通過計算分析并經(jīng)過試驗論證，h-d的值在1～5 mm最好。

3　結(jié)　語

搗固焦系統(tǒng)改造后，彈性凸輪、搗固錘及導向輪的壽命均提高了1倍以上；通過改善操作，摩擦板的壽命由以前的3個月提高到5個月，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運行；煤餅成型時間由以前的8 min降低到7 min，從而保證了生產(chǎn)的順利進行。年節(jié)約備件消耗約20萬元，年降低生產(chǎn)損失100萬元。

作者簡介：劉世文，男，1984年生，2008年畢業(yè)于昆明理工大學機械工程及自動化專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份濟南分公司煉焦一車間工程師，從事設(shè)備管理工作。

收稿日期：2014-12-27

中圖分類號：TQ520.5

文獻標識碼：B

文章編號：1004-4620（2015）06-0076-02