3200m3高炉无料钟炉顶水冷齿轮箱故障分析与维护

王　亮（本钢集团有限公司北营炼铁厂,辽宁　本溪　117000）

3200m3高炉无料钟炉顶水冷齿轮箱故障分析与维护

王亮
（本钢集团有限公司北营炼铁厂,辽宁本溪117000）

摘要:本钢集团有限公司北营炼铁厂（以下简称北营公司）新建2座3200高炉。其中新1#3200高炉始建于2011年，2012年11月新1#高炉投入生产。其高炉上料为串罐式无料钟上料形式，炉顶水冷传动齿轮箱采用PW公司国外先进技术，由中钢西冶有限公司制造。生产表明，无料钟炉顶布料灵活，具有定点、环形、扇形、螺旋布料方式，并且采用软硬结合密封,有效加强了密封性能，提高了炉顶压力。而水冷传动齿轮箱是无料钟炉顶布料的核心部分，布料均匀与否将直接影响高炉的正常生产运行，因此该设备的正常运行与日常维护非常关键。

关键词:高炉;齿轮箱;维护

在北营公司新1#高炉2年多的运行中，水冷传动齿轮箱出现过旋转电机和倾动电机电流增大、温度超高等现象，导致齿轮箱内齿轮变形、磨损严重，设备时常出现偷停现象。部件达不到使用周期即被更换，缩短了齿轮箱的使用寿命。如何有效的控制齿轮箱的电机电流增大、内部温度超高等故障，本文做了如下分析。

1　水冷传动齿轮箱基本结构及工作原理

北营公司使用的水冷传动齿轮箱由上部旋转装置、倾动装置及齿轮箱本体等几部分组成。齿轮箱中心为下料喉管，底部为布料溜槽支撑部分。上部旋转装置、倾动装置分别控制着布料溜槽的旋转与倾动，齿轮箱内部为行星齿轮机构，可使布料溜槽单独产生旋转与倾动，也可以同时产生旋转及倾动。从而达到点式布料、环形布料、扇形布料和螺旋布料等方式。齿轮箱内部采用循环水冷方式，降低齿轮箱内部温度。并且采用氮气密封方式防止炉缸内粉尘进入齿轮箱内部，故又称为水冷氮封型传动齿轮箱。润滑方式为集中干油定点式润滑。

2　典型故障分析

2.1连接螺栓断裂

齿轮箱旋转体中部由多个高强螺栓联接，若螺栓强度达不到使用要求、安装时螺栓相互间的预紧力不均等均有可能造成部分或全部螺栓松动或因受力超过其极限值而发生疲劳断裂，使得整个旋转体向一边偏斜，造成旋转体刮水板和密封板及下水槽，使电机负载增大，电流过大。

2.2齿轮箱内润滑油过多

润滑油过多会造成水冷管堵塞。齿轮箱上分布有多个注油点，对齿轮箱各部位注油润滑。长时间后会产生大量积油，由于齿轮箱内部充满氮气，一旦氮气压力过大，部分油脂就会进入冷却板和水冷管内，使得水冷管堵塞，水量小，冷却板达不到导热功能，导致齿轮箱温度升高、电机电流增大。

2.3齿轮箱底部耐火材料脱落

齿轮箱底部喷有防高温耐火材料，来降低齿轮箱内部温度。由于长期受炉缸内高温烘烤，耐材逐渐脱落，齿轮箱底部长期直接接触炉内高温，导致齿轮箱温度升高。

2.4齿轮箱氮气密封故障

齿轮箱氮气主要作用为压制炉内粉尘，保证齿轮箱内部清洁。所以齿轮箱内氮气压力一定要高于炉内压力，否则将失去氮封效果。大量粉尘进入齿轮箱内部后，会使得齿轮啮合表面存有杂质，运行困难，导致电机电流增大。

2.5齿轮啮合故障

齿轮箱内分别有旋转齿轮和倾动齿轮两部分。一旦炉内温度过高导致齿轮箱温度升高时，齿轮受热会产生一定的膨胀变形，导致大小齿轮啮合过程中间隙变小，运转时受力不均，相互挤压，导致电机电流增大。

2.6水冷系统故障

齿轮箱设有专门水冷供水循环系统，利用水温带走齿轮箱内部温度，使齿轮箱温度达到正常，一旦水冷系统出现供水问题、水温偏高，齿轮箱温度不能正常冷却，导致温度升高。

3　高炉传动齿轮箱维护管理要点

（1）熟练掌握齿轮箱工作原理与运行条件，设专业点检员日常维护。

（2）齿轮箱布有三处测温点，分别检测不同区域的温度变化。定时观察齿轮箱的温度变化，适当调节齿轮箱的冷却水流量和氮气量。比例适中，防止氮气量过大导致冷却水溢出水槽流向炉内。

（3）注意观察齿轮箱内氮气压力数值，正常生产情况下齿轮箱氮气压力要稍高于炉内压力，防止灰尘进入齿轮箱内。但由于氮气存在输送波动差值，流量不稳会导致氮气压力小于炉内压力，这时就要调整氮气压力。最好选用单独氮气管道为齿轮箱输送氮气，防止氮气压力频繁波动。氮气温度要远低于齿轮箱内温度，也会对齿轮箱产生冷却作用。

（4）加强齿轮箱润滑管理。定期更换上部齿轮箱的稀油润滑脂并检查上部稀油润滑泵的工作状态。检查下部齿轮箱内上回转轴承与下回转轴承的润滑情况。检查集中润滑分配器是否正常供油，发现损坏及时处理更换，保证齿轮箱各部润滑。东北地区一年四季温差较大，在用油时要视温度变化来选择油品及油号，并且防止杂质进入油脂内。定期对齿轮箱内部积油进行全面清理。

（5）定期对齿轮箱底部耐火材料进行检查，发现有脱落现象，要及时喷补修复，避免齿轮箱底部直接受到炉内高温烘烤。

（6）利用计划检修、年修期间对齿轮箱内部大小齿轮、布料溜槽的磨损情况进行详细检查，对内部双向润滑油泵供油情况检查并补油。对水冷板，水冷管等密封情况进行检查。

（7）加强备件管理。对备件的使用周期做好详细计划。达到使用周期的部位要立即更换。

（8）加强水冷站的供水管理。水冷系统是否正常直接影响齿轮箱温度变化。根据齿轮箱温度变化调整水流量和氮气量变化。定期对水管道进行清洗，防止油污凝结在管壁上导致水流量减小。

（9）加强与岗位人员沟通联系。值班室电脑检测系统时刻检测着炉顶设备及齿轮箱的运行状态，一旦发生故障可以有效帮助维护人员准确判断故障原因，缩短维修时间。

4　结束语

随着高炉生产工艺的提高，设备的大型化与连续化，炉顶水冷传动齿轮箱扮演着重要角色。一旦齿轮箱出现故障后必须休风处理，直接影响整个炼铁工序的正常运行，对企业的后续生产造成巨大的损失。所以如何有效保证齿轮箱的正常运行便成为了重中之重。加强日常维护管理，不断学习和改进，提升创新思维。严格遵守高炉无料钟炉顶设备维护规程。借鉴国内外同行业对同类型齿轮箱的维护经验，加强设备日常点检工作，做好故障预案等一切有效措施，确保高炉正常生产运行。