高炉全液压开铁口机优化改造

张守旗

（山东钢铁莱钢集团型钢炼铁厂 山东莱芜）

一、概述

莱钢1880 m3高炉炉前开铁口机采用全液压机械开铁口设备，系高炉炉前主要机械设备三机之一，属于远距离人工操作一次性开铁口设备，工作原理为开铁口机能够迅速回转至工作位置使钻杆准确对准出铁口，然后由液压马达驱动推进液压凿岩机旋转、冲击打通铁口，完成工序后迅速退回到安全停放位置。

图1 全液压开铁口机装配示意图

全液压开铁口机主要由回转机构、吊挂机构、进给机构、液压凿岩机及附属设施等部分组成。

二、存在问题

1.故障率、维修成本高使用寿命短

现场所使用YYG350型液压凿岩机，主要由两大部分组成，即转钎机构和冲击机构。在使用过程中，常出现开口时间长、旋转和冲击力小；蓄能器、轴承、密封损坏使用寿命短；开口雾化效果差，钻口时扬尘大，钎具寿命短暂等问题，使得凿岩机故障率高、使用寿命短，一般使用寿命为4～6个月，不仅增加维修费用，而且影响铁口开口效率。

2.凿岩机小车易变形、动作不顺

开铁口机行走小车即凿岩机固定主要采用30×30 mm槽钢，槽钢壁薄，钢结构强度低，小车行走轮采用铜质滑动轴承，在生产使用过程中，受凿岩机自身重力、开铁口机反冲击作用，凿岩机行走小车架变形损坏，使用寿命短，行走不畅，影响铁口开口。

3.高压胶管烧损

开铁口机回转、倾角和小车行走等功能6根高压金属外编胶管，铺设回转臂一侧，正对着铁口主铁沟，在铁口出铁时，高温、热辐射及铁水喷溅直接作用在高压金属外编胶管上，造成胶管烧损，频繁更换，消耗大量备件，且高温和高热辐射给维修更换带来极大不便。

三、改造方案

1.全液压凿岩机的升级改造与应用

为提高凿岩机旋转、冲击机构的性能，重新对凿岩机进行对比选型，通过TFYY3548液压凿岩机和YYG350液压凿岩机旋转机构、冲击机构的参数、性能对比（表1），TFYY3548液压凿岩机比YYG液压凿岩机性能更优、动力更大，是升级版新技术产品，其冲击机构采用双向进油，转钎机构采用变速齿轮和滚动轴承结构，与YYG350系列液压凿岩机产品相比具有转动稳定、无外泄漏、输出的钻削扭矩大、冲击功率大等优点；钻穿铁口的时间仅为60～180 s，现广泛应用于1280～3200 m3高炉上；在卸钎时该结构可容许凿岩机短时间（3～4 s）间断性空打，以便快速卸钎。

表1 凿岩机主要参数对比表

图2 水雾化系统原理图

2.水雾化系统的应用

针对炉前开铁口机开口时扬尘、凿岩机、钎具使用寿命短等问题，为杜绝粉尘、冷却钎具和降低消耗等。对比各种水雾化系统的优缺点，而YWH1000C雾化系统产生的水雾细腻均匀、压力高、流量大、使用方便、安全可靠，在开铁口机钻进过程中给予钻头良好的冷却，可确定1个钻头完成开口，无须中程更换；显著提高钻进效率，降低炉前消耗；使排渣顺畅，有良好的除尘效果。在1880 m3高炉炉前开铁口机增设水雾化吹扫系统比较选型时，考虑到投资节省与操作的可比性，采取1台雾化系统供2个铁口使用的设置，完成开铁口机的水雾化动力供应。

3.凿岩机行走小车改造

（1）小车架整体结构选型改造。将原钢结构强度低的焊接槽钢30×30 mm小车架改型为采用30 mm厚钢板加工制作的钢结构架，提高小车架的整体刚性结构强度。

（2）改进行走小车轮摩擦方式，将原铜质轴套滑动摩擦方式改为双列滚动轴承摩擦形式，增设轴承自动润滑装置。

4.回转机构增设旋转接头

（1）旋转机构增设旋转接头。为解决开铁口机回转、倾动和小车行走等工作6根高压胶管摆放混乱且频繁烧损问题，在开铁口机旋转机构上方增设1台液压KT1880.6.1502旋转接头，采用Φ28 mm×4 mm不锈钢硬管连接替代高压胶管。

图3 液压开铁口机装配示意图

（2）进给机构增设旋转接头。为改善开铁口机凿岩机冲击和旋转4根高压胶管工况，解决高压胶管频繁烧损问题，采取增设旋转接头和不锈钢液压管线替代高压胶管，在吊挂机构与进给机构之间增设由液压硬管连接的旋转接头3组件，其中旋转接头1安装固定于吊挂机构上，旋转接头2安装固定于进给机构上，在吊挂机构与进给机构之间增设悬空旋转接头3，由两组不锈钢钢管连接支撑，两组油管能够绕旋转接头3自由转动折叠、伸长，实现进给机构的循环前进开铁口、后退复位。

图4 液压开铁口机装配示意图

四、改造效果

通过炉前全液压开铁口机的改造应用，解决了凿岩机开口时间长、旋转、冲击力小、开口扬尘及油管频繁烧损更换等问题，全液压开铁口机运行可靠性提高，实现了降低故障率、节省维修费用的既定目标。