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SS型无料钟炉顶设备制造与使用
蒋锋
(包头市润锋冶金机械技术工程有限责任公司)
摘要：本文介绍了SS型高炉无料钟炉顶的结构特点，分析结构原理、加工制造及使用维护要点
关键词：SS布料器结构原理制造维护
1 前言
国内高炉绝大多数采用的是无料钟炉顶设备。1980年包钢1#高炉首次采用国内自主知识产权的无料钟以来，历经已有近30年，经过二十几年的不断改进，无料钟炉顶设备技术已经非常成熟。各单位在基本原理不变的基础上，己形成了不同特点的无料钟炉顶设备。目前国内应用较广泛的无钟炉顶技术是北京僧氏设备技术公司的SS型和包钢自主知识产权的BG型。
2无料钟炉顶技术简介
无料钟炉顶主要技术分卢森堡PW型，北京僧氏SS型，包钢BG型。PW型炉顶设备历史悠久，技术成熟。国内外大多数(大型)高炉采用较多。其特点是工作可靠，故障率低，设备结构相对复杂，采用行星差动和蜗轮蜗杆实现溜槽的旋转和摆动，设备加工制造要求高，如有故障现场排除比较困难，价格相对比较高。由于我国各企业的具体情况有所不同，国内最早由北京僧全松教授发明的无钟炉顶布料设备，可以说给国内无料钟炉项设备带来了全新的概念。并于1980年在包钢1#高炉(1513m3)首次采用。在近两年的时间完成了冷态试验、热态试验和布料试验。并于1985年3月26号投产。在此基础上，形成了僧氏(SS)型和包钢(BG)型无料钟炉顶。二者都是国际或国家专利技术。SS型和BG型主要特点是首先满足高炉冶炼工艺的情况下，其结构简单，工作可靠，故障率低，检修维护非常方便，运行成本低，同时制造成本是PW型的1／3左右。以上特点对于国内许多钢铁企业都比较适合，鉴于以上优势，在国内得到广泛推广应用。
3 SS型无料钟布料器
任何一种形式无料钟炉顶，都包含受料斗、瓜皮阀(并罐高炉采用翻板阀)、上密封阀、料罐、下密封阀、节流阀、波纹管和布料器组成，其核心设备为布料器。由于SS型与BG型在原理和使用上基本相似，下面就以SS型布料器为例做一简述。
3．1 SS型布料器的组成及参数
布料器由顶盖、箱体、水冷盘、上吊挂轴承旋转套筒、耳轴、曲柄、托圈、垂直平动大轴承、框架、导向轮、防转轮、喉管及衬套、溜槽、数字油缸、α角、β角检测装置、润滑系统、温压检测装置构成。采用开式循环工业水冷却系统及氮气冷却吹扫。(见下图)
主要参数：
喉管直径：400～800mm
α角摆动范围：0°一50°常用5°～45°
α角摆动速度：0～6°／sec，精度：±0．1°
溜槽更换角度：35°～45°
β角转速：2～10rpm
布料转速：8 rpm
3．2 SS型布料器基本原理
SS型布料器原理是旋转与直线运动的合成，既溜槽单独旋转，单独摆动，亦可摆动和旋转同时进行。溜槽的α角运动是由数字油缸通过钢绳闭环装置提升托圈和回转框架驱动两侧曲柄完成。溜槽的旋转是由顶盖上电机直联减速机驱动上吊挂轴承带动旋转套筒来完成。其中旋转框架即可随托圈提升亦可随旋转套筒旋转，从而实现溜槽的复合运动。托圈的吊挂采用钢绳闭环系统，该系统可自定中心，托圈和箱体上的导轨有一定的间隙。导轨只对托圈起辅助定心作用，从而减少了部件之间的相互作用产生的磨损。延长了设备的使用寿命。闭环钢绳可保持各段钢绳张力均衡，保证了托圈在运动过程中的水平状态。α角提升由一台数字控制油缸驱动，可将溜槽准确的定位在某一布料角度，误差范围在±0．1°，数字缸驱动配钢绳闭环系统结构有效的解决了多缸同步问题。可以说SS型布料器是机械传动设备和数字控制系统的结合体。
3．3 SS型布料器的制造与调试
由于SS型布料器的上述结构特点在加工制造时，必须注意以下几个要点：
①所有零部件的材质、及加工制造精度必须符合图纸要求。设计者已充分考虑炉顶各种工况条件下，在不同的部位采用不同的材料和该设备所必须的制造精度要求。
②装配时保证顶盖、箱体、旋转套筒、水冷底盘在同一中心线上。
③调整好托圈上各导轮与箱体滑道的间隙，使托圈上下运动自如无卡阻现象。
④调整好水冷底盘与旋转套筒，旋转套筒与中心喉管外套上下间隙在图纸技术要求范围内，并保证在圆周方向间隙均匀。这样布料器才能在高炉生产中保证炉内灰尘尽可能少的进入箱体内，气密箱氮气的消耗量在满足正常运转的情况下尽量减到最少，高炉生产时由于温度和压力的影响会造成各零部件有一定的变化。因此按图纸技术要求调整好各部间隙，使设备在高炉不同工况下保证正常运转。
⑤顶部滑轮与托圈上滑轮定位要准确，安装后各钢绳应垂直、且分布均匀，这样才能使各股钢绳受力均匀，以保证托圈在上下运动时按照自定的中心保持水平上下移动，同时所有钢绳不得相互干涉或与其它部件有摩擦接触现象。
⑥安装时必须保证左右两曲柄在同一角度。因溜槽所带来的负荷是通过左右曲柄加载到回转框架上，尽管回转框架与托圈连接是通过两个小耳轴联接，回转框架在一定范围内可左右摆动来补偿曲柄、耳轴花键制造误差。但为了使各部件受力更均匀，保证托圈在β角旋转时不因制造安装因素而产生跳动，要求两侧曲柄尽可能保持在同一角度上，以保证α角的精度。
⑦支承溜槽的耳轴与旋转套筒间隙必须按图纸要求调整，以便于耳轴在炉顶温度产生变化的情况下，保证良好的转动。
⑨完善润滑设备确保上吊挂轴承和下回转轴承、齿轮、传动部分的轴承及动密封有良好的润滑。
⑨其他零部件均按图纸技术要求来制造组装即可。
⑩按照设计要求，顶盖与箱体、箱体与水冷底盘，水冷底盘与钢圈的密封采用耐热硅胶条密封，确保在高炉各种工况下无泄漏。
4 布料器的厂内试车
4．1布料器在总装前进行整体打压，以保证气密箱的密封性。具体为将上盖、箱体、钢圈联接，各人孔封好，α角、β角传动及检测装置安装好，进行整体打压，压力0—3MPa。
4．2布料器完成总装后须进行通水试验，并观察水流分布是否均匀，进排水量是否均衡，水量应在4∽10吨范围内。
4．3布料器完成总装后需调整好α角的上下极限，机械极限(一般控制在0°～50°范围内)。α角正常工作范围为5°～45°，这个极限由电气系统控制。调整好极限后需核对α角检测装置，保证其指针指示角度与溜槽实际角度一致。
4．4布料器组装调整完成后悬挂溜槽应该连续运转72小时以上，在此期间液压操作进行α角提升运动，并完成拆卸溜槽的试验。
5 布料器的维护
布料器是高炉生产的关键设备，如出现故障可惩成高炉减风，不能及时排除故障，高炉必须休风，因此布料器的设计、制造、维护都是非常重要的。SS型布料器完全可以在高炉任何工况条件下正常运转，前提必须在做好以下维护工作。
必须有良好的润滑，保证上吊挂轴承，下回转轴承，齿轮，α角、β角传动与检测装置的各轴承和动密封，各滚轮、滑轮等供油充足(按使用说明书或润滑制度执行)。
随时检查α角、β角传动及检测装置，钢圈与气密箱、气密箱与顶盖、人孔等有无泄露，发现问题及时处理。
随时观察布料器箱体内的温度变化(一般情况不大于40℃)，进水与出水量，保持进出水均衡(一般控制在4∽10 t／h范围内)。
保证有充足的氮气充入气密箱，以免炉内灰尘进入箱体，同时氮气也能起一定的冷却作用。
运行中观察电机电流、液压系统压力、温度是否正常，运转时设备有无异常响声。
定修时所需做的工作
定修时必须将气密箱内的积灰和残余油污清理干净，以保证箱体内清洁，使箱内热量能很好的被冷却水冷却。
检查进水与排水是否畅通，水冷底盘水位是否正常，水量是否符合要求，冷却水在箱体内自上而下分布是否均匀，调整好进出水量。
检查气密箱内各润滑油管联接是否正常，有无损坏，供油情况是否良好，对滑轮、滚子等进行一次全面注油。
检查各部联接件情况，如各滚轮、框架等各部联接是否松动。
检查钢绳卡子是否紧固，钢绳有无损坏，是否与其它零部件相互干涉，以确定钢绳是否继续使用。
检查各部件磨损情况，间隙是否有变化，如托
圈滚轮与箱体滑道的间隙，并做适当调整。
检查中心喉管内衬和溜槽衬板磨损情况。
以下三张图片为包头市润锋冶金机械技术工程有限责任公司为国内某厂制造的SS型布料器 |
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