高炉渣处理粒化轮损坏原因分析及改进

高炉渣处理粒化轮损坏原因分析及改进
摘要轴承损坏、连接键损坏以及粒化轮叶片烧损等原因导致高炉渣处理系统粒化轮损坏频繁。

针对这些具体的原因采取轴承座外增加隔水环、调整轴孔配合尺寸等措施后,粒化轮的运行情况得到大大改善,使用寿命显著提高。

关键词粒化轮;轴承;隔水环;损坏
中图分类号tf4 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)30-0065-02
0 引言
高炉图拉法粒化渣处理工艺作为一种引进的技术,已经在全国各大钢铁生产企业得到广泛的应用。

这种渣处理方式的工艺流程如图1所示。

在这个系统中粒化轮起着关键的作用,熔渣的破碎、粒化,粒化渣合理的落点、分布等全靠粒化轮来完成和把握。

粒化轮的完好与否,粒化轮的正常运行直接关系到整套系统的稳定运行。

粒化轮作为粒化渣处理系统的关键设备,工作中受高温熔渣和低温的冲渣水作用,承受频繁的急冷急热,而且熔渣中部分铁水在遇
到冲渣水会产生小面积的爆炸,对粒化轮表面产生较大能量的冲击,工作环境非常恶劣。

由于粒化轮的材质特殊、备件尺寸大等原因,该备件的价格高达16万元以上。

在投产初期,由于受整套图拉法系统缺陷的影响以及操作、认知水平的制约,粒化轮的使用寿命平均在一个半月左右,维修成本高,生产组织压力大。

如何正确的使用和
维护,提高粒化轮的使用寿命,从而降低维修成本,减少对生产的影响,成为一个非常紧迫的问题。

1 粒化轮损坏的原因分析
1.1 粒化轮轴承损坏
粒化轮轴承选用的是3632双列滚子调心轴承,润滑方式为间断式给油润滑。

轴承的寿命在一个月左右(每天按照使用15小时计算,使用寿命才450小时;而设计寿命为8 000小时~12 000小时),但是在粒化轮的一个使用周期内还得更换一次轴承。

对轴承的损坏进行研究发现:
1)轴承运行一段时间后,噪声逐渐增大、振动加剧;2)解体后发现轴承箱内有水、润滑脂和细小的水渣颗粒,滚动体和滚道上均有压痕;3)部分轴承的保持架损坏。

根据轴承的损坏形式及解体后的现象,可以得出结论,轴承损坏的的主要原因为高温的冲渣水进入轴承箱后,冲刷掉了间断润滑的轴承润滑脂,使轴承润滑不良;冲渣水携带的细渣造成轴承滚动体与滚道之间严重擦伤、磨损,引起滚动接触面破坏。

1.2 粒化轮轮毂与轴间的键损坏
键的损坏主要是由于备件加工、装配的原因造成的。

另外,由于粒化轮的转速一般维持在100r/min~200r/min,最高速度不超过327r/min,所以对粒化轮的动平衡性能要求不高;而且粒化轮在生产运行过程中,出现的烧损、破损等现象也会破坏粒化轮的动平衡性能。

这样,实际运行时粒化轮或多或少的会有些偏心,离心力在粒
化轮轴与孔的配合面上会产生破坏作用,造成键连接处间隙过大。

随着振动的加剧,间隙会越来越大,如此形成恶性循环。

随后键或者键槽就会在剪切力的作用下遭到破坏,这就产生了“滚键”现象。

滚键将加剧粒化轮的振动,必须及时消除,不然将会波及整套传动系统,影响系统的安全运行。

以上两种损坏形式,虽然不会直接造成粒化轮报废,但是长时间带病运行将对粒化轮的叶片及传动机构造成损坏,降低粒化轮的使用寿命。

1.3 粒化轮叶片烧损、破裂
粒化轮的叶片破裂、脱落,将造成粒化轮直接报废。

叶片损坏的形式有叶片烧损和破裂脱落两种,主要原因有以下几方面:
1)叶片烧损的最常见原因为渣中含铁量多;2)冲渣水量小或者冲渣水中断,也会造成叶片烧损;3)在渣的流量、流速有较大波动时,特别是渣量变大、流速加快时,将会造成粒化轮叶片结渣、破裂甚至烧损;4)粒化轮的剧烈振动,将会使有裂纹的叶片破裂脱落,加剧粒化轮的损坏。

2 解决方案
2.1 隔断热水,保证轴承的润滑
轴承箱进入热循环水,造成润滑脂被熔化、冲刷流出轴承箱,破坏了轴承的润滑;进入的水渣则加剧了轴承的磨损,在滚动体和滚道之间形成较为严重的磨粒磨损。

可见,进水进渣是影响轴承使用寿命的一个关键。

为避免轴承进水进渣,在粒化轮壳体两侧、轴承座内侧的轴上焊接加装了两个外径300 mm内径160mm的挡水环。

使得流向轴承座的渣、水被挡在挡水环和粒化轮壳体之间,随着轴的转动,渣、水在离心力的作用下沿着挡水环被甩出。

示意图如图2所示。

2.2 将轴和孔的装配公差进行更改
粒化轮本体与轴的装配间隙过大,是造成经常滚键的一个重要因素。

轴孔的装配公差为φ200h7/n6,属于过渡配合;将公差改为φ200k6/p6,改为过盈配合。

2.3 对轮毂和轴进行焊接加固
由于轴与粒化轮的装配难度较大,山东莱钢型钢炼铁厂现有技术条件和工艺设备无法完成轴与轮毂的装配与拆解,而且粒化轮轴与轮毂都是作为一体来使用的。

鉴于这种情况,我们将轴和轮毂进行了焊接处理。

即在轮毂外侧,轴与孔的结合处进行满焊,并用采用立筋加固。

2.4 严格工艺操作
在工艺操作上对岗位员工严格要求,并在工艺上制定了相应的应急处理措施。

3 改进后效果
在采取以上改进措施后,粒化轮的使用寿命大大延长,目前平均使用寿命达9个月,最长的使用时间达13个月。