尹振茂

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西 太原 030000）

轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭是專門為煉鋼轉(zhuǎn)爐爐體各部件冷卻、底吹和滑板提供擋渣功能的一種將流體介質(zhì)從靜態(tài)系統(tǒng)輸入到動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的過(guò)渡連接密封裝置。轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭輸送的介質(zhì)包括水、氣和液壓油，分別為轉(zhuǎn)爐爐口、爐帽和滑板擋渣提供冷卻水，為轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)提供氣源，為轉(zhuǎn)爐滑板擋渣裝置提供液壓油。該接頭是轉(zhuǎn)爐的關(guān)鍵設(shè)備，關(guān)系著轉(zhuǎn)爐中關(guān)鍵功能的精度。隨著轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)地不斷發(fā)展，對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝也在不斷地提出新要求，如：轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)需使用CO2,并不斷優(yōu)化底吹系統(tǒng)，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)降本增效；保證轉(zhuǎn)爐滑板擋渣功能精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)出鋼過(guò)程中的前期渣、中期渣和后期渣做最有效的阻擋，為品種鋼開發(fā)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本起到積極作用。要實(shí)現(xiàn)以上功能，轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭功能達(dá)標(biāo)是基礎(chǔ)，并且由于旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部密封是動(dòng)密封，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)必然會(huì)因磨損導(dǎo)致液體介質(zhì)的泄漏，因此，定期更換旋轉(zhuǎn)接頭，并解決更換過(guò)程中的問(wèn)題非常重要。

1 旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)接頭由外殼和心軸組成，外殼和心軸通過(guò)兩端軸承定位，以保證外殼和心軸之間有一定間隙，其間隙一般與液壓缸缸筒和活塞的間隙相當(dāng)，用來(lái)安裝密封，外殼和心軸之間的密封保證了各個(gè)通道相互隔絕。外殼上分布有介質(zhì)流入管，心軸內(nèi)分布有介質(zhì)流通的介質(zhì)通道，兩者一一對(duì)應(yīng)，如圖1所示。外殼上介質(zhì)流入管與外部管線相連接，工作中保持相對(duì)不動(dòng)，心軸隨著連接設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)流體介質(zhì)從靜態(tài)系統(tǒng)輸入到動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。但在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)磨損后，其密封效果會(huì)降低，出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

圖1 旋轉(zhuǎn)接頭示意圖

2 旋轉(zhuǎn)接頭與耳軸內(nèi)配管連接

轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭按轉(zhuǎn)爐耳軸分為驅(qū)動(dòng)端旋轉(zhuǎn)接頭和游動(dòng)端旋轉(zhuǎn)接頭，兩者的主要區(qū)別是輸送的介質(zhì)不同，其結(jié)構(gòu)原理和安裝方式是一樣的。旋轉(zhuǎn)接頭心軸以法蘭連接的方式安裝在耳軸上，同時(shí)，耳軸內(nèi)配管插入旋轉(zhuǎn)接頭心軸內(nèi)輸送對(duì)應(yīng)介質(zhì)的介質(zhì)通道內(nèi)，實(shí)現(xiàn)耳軸內(nèi)配管與外部流體介質(zhì)相連通。耳軸內(nèi)的配管途經(jīng)耳軸與托圈內(nèi)部，從托圈上部伸出后，再與轉(zhuǎn)爐爐口冷卻水、爐帽冷卻水、滑板擋渣液壓管、轉(zhuǎn)爐底吹氣等管路連接，如圖2所示。

圖2 旋轉(zhuǎn)接頭與耳軸連接示意圖

3 更換中存在的問(wèn)題

旋轉(zhuǎn)接頭心軸介質(zhì)通道與耳軸內(nèi)配管插配安裝時(shí)（見(jiàn)下頁(yè)圖3），需將耳軸內(nèi)的管子與旋轉(zhuǎn)接頭介質(zhì)通道全部對(duì)中，才能順利安裝。而每次安裝時(shí)，由于條件限制，并觀察不到耳軸內(nèi)的配管與旋轉(zhuǎn)接頭介質(zhì)通道是否對(duì)中。如果耳軸內(nèi)的配管與旋轉(zhuǎn)接頭介質(zhì)通道不對(duì)中，硬管未插入介質(zhì)通道，旋轉(zhuǎn)接頭端面會(huì)頂住耳軸內(nèi)配管，導(dǎo)致耳軸內(nèi)配管變形、焊縫開裂。拆卸時(shí)，旋轉(zhuǎn)接頭會(huì)拽拉耳軸內(nèi)的硬管，也會(huì)導(dǎo)致硬管變形、焊縫開裂。經(jīng)實(shí)踐總結(jié)，旋轉(zhuǎn)接頭的使用壽命一般是7個(gè)月，也就是每次轉(zhuǎn)爐、砌爐、周轉(zhuǎn)都需更換旋轉(zhuǎn)接頭。而每次更換都會(huì)對(duì)耳軸內(nèi)配管造成一定損傷，如果耳軸內(nèi)配管損壞，將使轉(zhuǎn)爐滑板擋渣功能喪失，造成底吹泄漏，甚至導(dǎo)致爐口爐帽冷卻水泄漏，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。修復(fù)的辦法只有挖補(bǔ)爐殼和托圈，但此方法不僅延長(zhǎng)了檢修時(shí)間、增加了檢修難度、影響到生產(chǎn)效率，而且托圈和耳軸是用來(lái)支撐轉(zhuǎn)爐爐體和傳遞傾動(dòng)力矩的構(gòu)件，對(duì)其挖補(bǔ)無(wú)疑會(huì)加速其裂化，影響其正常使用壽命。

圖3 耳軸內(nèi)配管與旋轉(zhuǎn)接頭插配示意圖

4 改進(jìn)措施

通過(guò)不斷地分析和總結(jié)，決定在旋轉(zhuǎn)接頭和耳軸之間設(shè)計(jì)安裝短接法蘭（如圖4所示），先把短接法蘭安裝到耳軸上，耳軸內(nèi)配管插到短接法蘭的介質(zhì)通道內(nèi)，再把旋轉(zhuǎn)接頭裝到短接法蘭上，兩者之間通道靠過(guò)渡管密封（如圖5所示），且兩者的介質(zhì)通道布置完全一樣。這樣，安裝短接法蘭時(shí)，可以從短接法蘭介質(zhì)通道內(nèi)看到耳軸內(nèi)配管的位置，如果耳軸內(nèi)配管的位置偏，也可做調(diào)正，保證耳軸內(nèi)配管順利安裝，消除了若安裝不對(duì)中引發(fā)頂壞耳軸內(nèi)配管的風(fēng)險(xiǎn)。在短接法蘭外側(cè)安裝短接套管，再將旋轉(zhuǎn)接頭安裝在短接法蘭上，此時(shí)，可通過(guò)觀察，使短接管與旋轉(zhuǎn)接頭介質(zhì)通道對(duì)中，即可安裝旋轉(zhuǎn)接頭，降低了旋轉(zhuǎn)接頭更換難度，提高了檢修效率。此外，旋轉(zhuǎn)接頭更換作業(yè)也不會(huì)對(duì)耳軸內(nèi)配管造成損傷，徹底消除了損壞耳軸內(nèi)配管的風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 改進(jìn)后示意圖

圖5 旋轉(zhuǎn)接頭和短接法蘭過(guò)渡管密封

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭的安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析，設(shè)計(jì)安裝短接法蘭，并校驗(yàn)法蘭連接螺栓的強(qiáng)度滿足，改進(jìn)后的轉(zhuǎn)爐運(yùn)行平穩(wěn)，達(dá)到了預(yù)期效果，并顯著降低了旋轉(zhuǎn)接頭更換的作業(yè)時(shí)間，提高了作業(yè)效率，保證了旋轉(zhuǎn)接頭更換質(zhì)量，更重要的是消除了更換旋轉(zhuǎn)接頭時(shí)對(duì)耳軸和托圈內(nèi)配管造成的影響，保證了轉(zhuǎn)爐關(guān)鍵功能精度的達(dá)標(biāo)。