黃 偉 柳俊杰 樂(lè)安勝

(1.大冶有色金屬有限責(zé)任公司冶煉廠， 湖北 黃石 435005;2.有色金屬冶金與循環(huán)利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 黃石 435005)

0 前言

抱罐車(chē)是處理冶金渣的專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)[1]。某冶煉廠的渣冷工序目前共有4臺(tái)BCG70抱罐車(chē)，主要承擔(dān)轉(zhuǎn)運(yùn)和傾倒澳爐爐渣的工作，從2011年使用至今。隨著抱罐車(chē)使用年限的增加，液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和車(chē)輛結(jié)構(gòu)件等逐漸出現(xiàn)不同問(wèn)題，如車(chē)廂腐蝕、車(chē)體結(jié)晶等，日常維護(hù)成本逐年增加。抱罐車(chē)故障率也不斷增加，尤其是到了某冶煉廠生產(chǎn)高峰期的夏季，故障更為頻繁，甚至影響上游澳爐工序的正常生產(chǎn)。

面對(duì)成本和生產(chǎn)需求的雙重壓力，某冶煉廠在2018年從技術(shù)創(chuàng)新、管理和維護(hù)等方面著手，通過(guò)設(shè)計(jì)安裝防側(cè)傾裝置、改造鎖銷(xiāo)油缸易斷裂部位、更換支腿油缸型號(hào)、改造液壓系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)、更換液壓管路材質(zhì)等優(yōu)化措施，并制定相應(yīng)的設(shè)備維護(hù)制度，以降低抱罐車(chē)的故障率和壓縮維護(hù)費(fèi)用。

1 技術(shù)改進(jìn)措施

1.1 設(shè)計(jì)和安裝防側(cè)傾裝置

防側(cè)傾裝置支撐腿主體部分采用長(zhǎng)度200 mm、厚度16 mm的方鋼，下部采用鐵質(zhì)實(shí)心滾輪和輪座。防側(cè)傾主體與車(chē)體焊接安裝后，實(shí)心輪與地面間距為200 mm，如圖1所示。防側(cè)傾裝置能避免平衡梁斷裂、倒渣包時(shí)前傾翻車(chē)、支腿油缸安全閥失效等緊急故障的發(fā)生，進(jìn)而避免緊急故障造成輪胎爆胎從而導(dǎo)致高溫爐渣濺出，引發(fā)傷人、燒車(chē)等安全事故，保障人身安全和設(shè)備安全。

圖1 安裝防側(cè)傾裝置前后的抱罐車(chē)

1.2 改造鎖銷(xiāo)油缸易斷裂部位

抱罐車(chē)在作業(yè)過(guò)程中涉及倒渣包的過(guò)程，必須由鎖銷(xiāo)油缸配合才能完成此過(guò)程。多次倒渣包后，鎖銷(xiāo)與鎖銷(xiāo)滑道有一定的磨損，鎖銷(xiāo)的運(yùn)行軌跡不再平行于滑道的中心線(xiàn)，而是出現(xiàn)偏移。偏移量越大，鎖銷(xiāo)油缸根部受力就越大，最終導(dǎo)致油缸斷裂，無(wú)法正常作業(yè)。由于鎖銷(xiāo)油缸座固定端無(wú)法改動(dòng)，最有可能改動(dòng)的地方為油缸耳環(huán)與連接銷(xiāo)部位的連接方式。連接方式的改動(dòng)，可大大緩解油缸根部的受力，延長(zhǎng)鎖銷(xiāo)油缸的使用壽命。具體做法是將之前油缸耳環(huán)部位由固定形式改為萬(wàn)向接頭形式，以適應(yīng)不同方向的運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。通過(guò)以上改善，鎖銷(xiāo)油缸出現(xiàn)斷裂故障的幾率大大減少。

圖2 改造前后的油缸耳環(huán)

1.3 更換支腿油缸型號(hào)

在抱罐車(chē)作業(yè)過(guò)程中，支腿油缸起著關(guān)鍵作用[2]。作為關(guān)鍵支撐點(diǎn)，支腿油缸承重約100 t，最大工作壓力為25 MPa。作業(yè)時(shí)，支腿油缸距離熱渣包較近，故油缸周?chē)鷾囟群芨?。隨著使用年限的增加，原裝支腿油缸使用1年左右會(huì)出現(xiàn)密封件損壞，外部連接鋼管的焊接根部出現(xiàn)開(kāi)裂，對(duì)生產(chǎn)造成極大影響。而且活塞、密封件等出現(xiàn)問(wèn)題，容易造成油缸內(nèi)泄，維修后的支腿油缸壽命比較短，油缸修理費(fèi)每年約20萬(wàn)元?；谏鲜鲈?，某冶煉廠將油缸外部鋼管直徑由15 mm增至20 mm，液壓鎖由進(jìn)口液壓鎖更換為國(guó)產(chǎn)液壓鎖，并更改液壓鎖安裝位置，如圖3所示。這些更換大大降低了修理頻次，油缸2018年的修理支出約10萬(wàn)元，年節(jié)約修理費(fèi)約10萬(wàn)元。

圖3 換型前后的支腿油缸

1.4 改造抱罐車(chē)液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)

抱罐車(chē)使用5年后，由于長(zhǎng)期處于高溫、腐蝕性環(huán)境，其電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)出現(xiàn)老化，故障增多，如動(dòng)作不靈敏、液壓漏油、抱罐車(chē)動(dòng)作慢等，同時(shí)可靠性降低。某冶煉廠針對(duì)液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，對(duì)1號(hào)抱罐車(chē)的液壓、電氣系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，如重新更換整車(chē)線(xiàn)路，定期更換檔位手柄、操作手柄、蓄電池，將配電箱移位，并特別加入負(fù)載反饋系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)載情況實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。經(jīng)過(guò)上述改造，柴油消耗明顯降低，抱罐車(chē)的作業(yè)效率顯著提高，之前出現(xiàn)的線(xiàn)路搭鐵、系統(tǒng)漏電故障消除，整車(chē)運(yùn)行效率、可開(kāi)動(dòng)率得到有效保證。

1.5 更換液壓管路材質(zhì)

抱罐車(chē)的液壓系統(tǒng)由各管路和液壓元件組成，液壓管路又分為軟管管路和硬管管路。抱罐車(chē)的液壓硬管材質(zhì)為鐵質(zhì)，長(zhǎng)期受到腐蝕，管卡腐蝕嚴(yán)重，部分已無(wú)法固定油管，部分管路甚至出現(xiàn)滴漏。這種情況既不符合設(shè)備管理要求，又增加了液壓油的消耗。因此，將鐵質(zhì)硬油管更換為不銹鋼材質(zhì)的硬管，并對(duì)部分液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。不銹鋼材質(zhì)的硬管能保證管路不受腐蝕，使設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行；液壓控制系統(tǒng)的優(yōu)化則提高了液壓系統(tǒng)的作業(yè)效率，使整個(gè)作業(yè)時(shí)間從抱罐時(shí)間65 s、卸罐時(shí)間65 s、倒灌時(shí)間70 s分別減少至抱罐時(shí)間45 s、卸罐時(shí)間45 s、倒灌時(shí)間50 s，大幅減少了作業(yè)時(shí)間，降低了油耗，每年可節(jié)約油費(fèi)10萬(wàn)多元。

1.6 改造車(chē)廂

電渣包溫度很高，有時(shí)渣包液面過(guò)高，在油罐車(chē)作業(yè)時(shí)，爐渣會(huì)潑灑到車(chē)廂，造成鋼結(jié)構(gòu)變形，而且冷卻水時(shí)常帶有酸堿性，對(duì)車(chē)廂有很強(qiáng)的腐蝕性。70 t的電渣包放置在抱罐車(chē)車(chē)廂里拖運(yùn)，變形腐蝕的車(chē)廂會(huì)給抱罐車(chē)作業(yè)帶來(lái)很大安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，某冶煉廠將抱罐車(chē)車(chē)廂整體采用不銹鋼板代替普通鋼板，杜絕生產(chǎn)水侵入車(chē)底腐蝕后橋部位零配件；部分區(qū)域增加三角筋板，用以保證車(chē)廂鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；車(chē)廂工作面鋪耐火材料，隔絕電渣包傳熱至車(chē)廂；靠近電渣包的液壓油缸全部選用溫度等級(jí)為150 ℃的進(jìn)口耐高溫密封件；另外，靠近電渣包的液壓軟管采用防火護(hù)套進(jìn)行保護(hù)。

1.7 優(yōu)化轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)

新抱罐車(chē)回廠時(shí)的轉(zhuǎn)向角度為±120°。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察，發(fā)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)彎對(duì)輪胎、轉(zhuǎn)向油缸、軸承的使用壽命產(chǎn)生很大影響[3]，因此對(duì)轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使轉(zhuǎn)彎半徑變小。為了保證抱罐車(chē)在狹小的空間內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，使轉(zhuǎn)向角度達(dá)到±75°，采用折腰轉(zhuǎn)向車(chē)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能保證抱罐車(chē)的最小轉(zhuǎn)彎半徑(前輪外側(cè))達(dá)到8.5 m。此外，還在抱罐車(chē)轉(zhuǎn)向兩側(cè)增加機(jī)械、電氣兩種限位。這些優(yōu)化措施不僅保證了生產(chǎn)，還延長(zhǎng)了輪胎、轉(zhuǎn)向油缸和軸承的使用壽命。

2 完善抱罐車(chē)的運(yùn)行維護(hù)管理制度

2.1 合理推進(jìn)以修代換，節(jié)省備件費(fèi)用

2018年11月，3號(hào)抱罐車(chē)出現(xiàn)了箱梁開(kāi)裂的情況，按照抱罐車(chē)生產(chǎn)廠家意見(jiàn)，后車(chē)架需要進(jìn)行更新。通過(guò)分析論證，提出以修代換的方案，經(jīng)過(guò)與抱罐車(chē)廠家反復(fù)討論，制定了修復(fù)方案并付諸實(shí)施，順利完成了3號(hào)抱罐車(chē)的箱梁修復(fù)工程。驗(yàn)收結(jié)果表明，箱梁修復(fù)后的技術(shù)性能完全符合要求，投入使用后能正常作業(yè)且符合工作要求。以修代換方案節(jié)約了大額備件消耗10萬(wàn)元以上。

2.2 根據(jù)實(shí)際情況制定檢測(cè)、保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)廠家提供的維保說(shuō)明書(shū)對(duì)抱罐車(chē)進(jìn)行維修和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有很多情況與現(xiàn)場(chǎng)工況不符。因此，根據(jù)實(shí)際情況，某冶煉廠制定了抱罐車(chē)的動(dòng)力、變速、液壓系統(tǒng)的檢測(cè)、維修和保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)動(dòng)機(jī)(動(dòng)力)系統(tǒng)每500 h更換機(jī)油及相關(guān)濾清器1次；變速系統(tǒng)每6個(gè)月更換濾清器1次，每年更換齒輪油1次；液壓系統(tǒng)每年更換液壓油過(guò)濾器1次。同時(shí)，根據(jù)各關(guān)鍵部位的工作時(shí)間調(diào)整潤(rùn)滑的周期和油品，每月定期檢查抱罐車(chē)輪胎螺栓，對(duì)斷裂的螺栓進(jìn)行更換，每1.5年更換所有螺栓。

2.3 定期對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行探傷

抱罐車(chē)工作5年后，平衡梁、后車(chē)架支腿座等關(guān)鍵部位可能出現(xiàn)疲勞斷裂的問(wèn)題，存在極大的安全隱患。因此，在每個(gè)大修周期，安排有相應(yīng)資質(zhì)的單位對(duì)前車(chē)架連接塊對(duì)接焊縫、前后鵝頸對(duì)接焊縫、后車(chē)架縱梁和橫梁對(duì)接焊縫和后車(chē)架支腿座等幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)探傷，并出具探傷報(bào)告，然后根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)焊或更換備件，以保證抱罐車(chē)的安全性能。

2.4 日常對(duì)易銹蝕部位進(jìn)行局部防腐處理

電渣包的冷卻水來(lái)源于冶煉廠的循環(huán)廢水，pH值很不穩(wěn)定，常帶有酸堿性，因此冷卻水對(duì)車(chē)間鋼結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的腐蝕性，日常需要對(duì)抱罐車(chē)的易銹蝕部位進(jìn)行局部防腐處理，并在抱罐車(chē)大修時(shí)做整車(chē)防腐：首先對(duì)前后車(chē)架、工作機(jī)構(gòu)表面進(jìn)行噴丸除銹；除銹完成后噴涂環(huán)氧富鋅底漆，待底漆干透，再?lài)娡棵嫫?，面漆顏色為工程黃。

2.5 實(shí)時(shí)監(jiān)管操作過(guò)程

在日常工作中，通過(guò)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)抱罐車(chē)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對(duì)車(chē)輛的安全運(yùn)行、油耗和操作進(jìn)行嚴(yán)格考核。

3 改造效果分析

某冶煉廠通過(guò)對(duì)抱罐車(chē)實(shí)施上述技術(shù)改進(jìn)措施，并對(duì)其運(yùn)行維護(hù)管理制度進(jìn)行完善， 3號(hào)抱罐車(chē)的系統(tǒng)大修時(shí)間延長(zhǎng)了6個(gè)月，節(jié)約修理費(fèi)、備件費(fèi)至少20萬(wàn)元。某冶煉廠抱罐車(chē)2017年(改進(jìn)前)和2018年(改進(jìn)后)的維修成本核算情況見(jiàn)表1。與2017年改進(jìn)前相比，2018年改進(jìn)后抱罐車(chē)的維護(hù)成本降低了67.52萬(wàn)元。

表1 抱罐車(chē)2017年(改進(jìn)前)和2018年(改進(jìn)后)的維修成本 萬(wàn)元

4 結(jié)束語(yǔ)

某冶煉廠通過(guò)從技術(shù)方面和運(yùn)維方面對(duì)抱罐車(chē)進(jìn)行優(yōu)化，使抱罐車(chē)變得更加實(shí)用、安全可靠，工作效率不斷提高，運(yùn)維成本減少，從而大幅降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。作為抱罐車(chē)的使用單位，今后會(huì)將重點(diǎn)研究方向放在抱罐車(chē)的自主維修和車(chē)輛相關(guān)易損件的新材料運(yùn)用方面。