钢铁行业竖炉球团布料车改造

钢铁行业竖炉球团布料车改造

张磊

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【摘要】本次毕业设计是关于烧结竖炉球团布料车的改造设计。首先对布料车的结构进行简单的概述；接着分析了原有竖炉布料车存在的缺陷及布料车在球团生产中所发挥的作用，同时介绍现有布料车结构特点，然后根据这些特点及生产中存在的弊端，对布料车进行改造设计及布料车运行速度的预算。重点改造点位使用图纸说明,并对所选择的主要零部件进行了校核。最后简单的说明了布料车的安装与维护以及改造后所取得的效果。

【关键词】钢铁行业；烧结竖炉；布料车设计改造

1竖炉球团布料车在烧结生产中的作用

1.1烧结生产分类及球团布料车简介

球团布料车是将烧结球团生产出来的生球，经过布料设备连续均匀的输送到竖炉本体内部的输送物料设备。由于我国钢铁矿产资源贫矿较多，不能直接用于高炉冶炼，需要对铁矿石进行加工，生产出品味较高的铁精粉，用于烧结生产，烧结矿生产分为酸性球团矿和高碱烧结矿。

1.2竖炉球团生产工艺流程及球团布料车在竖炉生产中所发挥的作用

烧结生产做为钢铁生产的第一道生产工序，发挥着极其重要的作用，烧结与球团产品产质量直接影响着高炉冶炼精度。竖炉球团生产工艺是将精粉与皂土或是一些含铁物料按一定比例经配料进入烘干，去掉精粉中多余水分，再经过皮带输送到造球圆盘，生产出力度均匀、强度适中的合格生球，在经过皮带输送到竖炉炉顶布料车，最后,由往返式布料车将成型的生球输送到竖炉炉体内，经过干燥带、预热带、焙烧带、均热带、冷却带五带，最后经电振给料机排出竖炉本体，生产出成品球团直接进入高炉进行冶炼。烧结竖炉布料车相当于竖炉的咽喉部位，属于竖炉生产主线设备，在整个生产工序上没有备用设备，布料车能否正常稳定运行直接关系到整个生产工序的稳定顺行，也关系到球团生产的台时产质量，所以竖炉布料车整体车架结构、传动方式、速比设计、车体运行平稳程度及布料车头轮的合理设计是确保布料车能否稳定运行的决定性因素。

1.3目前竖炉布料车主要结构特点

目前球团生产使用布料车具有布置简单，结构紧凑，占地面积小，备件材料品种少，耗能低、安装调试方便，维护工作量少，运行经济可靠等优点。竖炉布料车主要有料车车体钢结构框架，布料车底部钢结构支撑框架、布料车行走轨道、布料车行走驱动装置、布料车皮带、皮带传动滚筒、布料车头轮、皮带托辊支架、润滑结构、布料车电控系统等结构组成。如图所示：

布料车架

2现有竖炉布料车存在的缺陷

一是目前布料车车架主梁使用120槽钢、63角钢焊接，布料车下部支撑框架梁使用140槽钢、120槽钢焊接，布料车运行轨道采用24千克轻轨，布料车车轮整体宽度较窄小，往返行走车时经常出现晃动现象，布料车行走轮与轨道发生卡滞，布料车车轮一旦发生啃轨道现象很难调整，只有重新更换布料车轨道和布料车行走车轮，才能解决布料车车轮啃轨道现象，一般使用周期短在一年左右。二是现有布料车头轮端盖密封采用骨架油封密封，布料车头轮工作环境温度较高，容易出现骨架油封受热变形现象，骨架密封变形后粉尘很容易进入头轮轴承内部，造成轴承保持架与滚动体发生卡滞现象，轴承容易损坏。三是布料车皮带传动滚筒采用内置式电动滚筒，检修下线拆检后，电动滚筒两侧大端盖螺栓容易松动，发现不及时会造成螺栓切断导致电动滚筒两侧大端盖开裂漏油，影响生产节奏。

3布料车改造方案

3.1布料车结构及运行速度选用原则

3.1.1首先介绍一下布料车整体结构。

布料车主要由布料车下部钢结构支撑、布料车行走电机、减速机、大、小齿轮、布料车主动行走轮、被动行走轮、电控装置、布料车皮带、布料车电动滚筒、布料车头轮、皮带支架托辊组成。

3.1.2布料车运行速度选用原则

布料车体与布料车皮带的运行速度决定着竖炉生产布料过程中可操作性的难易程度，也决定着生球入炉后破碎程度。布料车运行速度过快给岗位操作带来困难，运行速度过慢，会造成竖炉炉内料面不平，气流分布不均匀，改变炉内氧化氛围，造成球团矿生熟混杂，影响球团矿理化指标。同时布料车皮带运行速度过快，会使生球入炉后造成粉碎，炉内粉末增多，造成竖炉燃烧室压力升高，容易发生喷炉或塌料现象，给生产带来负面影响。

3.2如何实现布料车往返运行

布料车行走电机、减速机固定在布料车架尾部，电机与减速机采用三角带传动，减速机低速轴与布料车行走轮采用齿轮传动，布料车行走电机电缆固定在电缆支架上，支架上设有电缆导轨及电缆小车，电缆随小车在导轨上往返运行，布料车往返运行轨迹的起点和终点处安装接近开关，利用接近开关的作用来控制布料车运行电机的正反转，从而实现布料车往返行进。

3.3布料车行走速度和布料车皮带运行速度的确定

布料车运行电机采用4极7.5KW起重电机，每分钟额定转速为1480转，减速机使用ZQ400-40.17-1，减速机与布料车主动行走轮之间为齿轮传动，小齿轮9齿，直径170mm,大齿轮30齿，直径500mm，模数为16，布料车行走轮直径为240mm,小齿轮直径160mm，大齿轮直径640mm,由次可得布料车运行速度为：0.15米/秒。布料车皮带传动改用电机外置式5.5KW 直径320*750mm电动滚筒，运行速度选用1.25m/s。

3.4布料车框架与行走轨道改造

    车架上梁使用160mm槽钢与100mm槽钢搭配使用，车架下梁改用180mm槽钢与160mm槽钢，布料车轨道改用43公斤重轨，轨距由原来1000mm加宽至1300mm,布料车车轮厚度由50mm,加宽至80mm，改造后布料车行走平稳，不易发生啃轨道现象，使用周期由1年左右提升至5年。布料车车轮改造前后对比如下图所示：

原布料车车轮                                      改型后布料车车轮

3.5布料车主动行走大小齿轮如图所示：

     小齿轮                                         大齿轮

3.6布料车头轮设计：布料车头轮能否正常稳定运转直接关系到整座竖炉球团台时产量，所以布料车头轮设计至关重要。布料车头轮往返出入于竖炉炉口，将生球团矿源源不断输送到竖炉烘干床上，而竖炉烘干床炉口热环境温度大约在80-120摄氏度直间，作业环境温度较高，布料车头轮轴承需要足够的润滑来保证头轮能够正常运转，所以将布料车头轮主轴设计成两侧带注油孔的轴，同时在布料车机尾安装手动加油泵，加油管路安装到布料车头轮轴加油孔位置，方便岗位操作人员随时加油润滑。以确保布料车头轮轴承有足够的润滑条件，同时岗位操作人员可根据布料车头轮实际运转情况不定时进行加油润滑，布料车头轮轴及布料车头轮如图所示：

                           布料车头轮轴

                                 布料车头轮

3.7布料车皮带传动滚筒原设计

原布料车驱动滚筒采用是内置式电动滚筒，这种电动滚筒使用周期短，电动滚筒两侧端盖为M10*20内六角螺栓，下线拆检修复后经常出现两侧端盖渗油甚至端盖螺栓切断事故，给生产带来不必要的损失，经论证改用外置式电动滚筒，将电机减速机从滚筒内部分离，电机使用外置式，滚筒内部为减速装置，这样就可解决端盖漏油开裂的问题，避免了生产中断现象发生。

4布料车改造效果

通过上述对布料车支撑框架、布料车车体、行走装置、驱动装置、布料车头轮设计及头轮轴承与行走轴承的选型等一系列改造，不仅解决了布料车晃动产生碎球给炉况带来的弊端，同时解决了布料车头轮使用周期短，容易造成生产中断的事故，还延长了设备使用周期，降低了布料车整体设备维护成本与维修劳动强度。