BCG70抱罐车的技术改进与运行维护

黄 伟 柳俊杰 乐安胜

(1.大冶有色金属有限责任公司冶炼厂， 湖北 黄石 435005;2.有色金属冶金与循环利用湖北省重点实验室， 湖北 黄石 435005)

0 前言

抱罐车是处理冶金渣的专用运输车[1]。某冶炼厂的渣冷工序目前共有4台BCG70抱罐车，主要承担转运和倾倒澳炉炉渣的工作，从2011年使用至今。随着抱罐车使用年限的增加，液压系统、传动系统和车辆结构件等逐渐出现不同问题，如车厢腐蚀、车体结晶等，日常维护成本逐年增加。抱罐车故障率也不断增加，尤其是到了某冶炼厂生产高峰期的夏季，故障更为频繁，甚至影响上游澳炉工序的正常生产。

面对成本和生产需求的双重压力，某冶炼厂在2018年从技术创新、管理和维护等方面着手，通过设计安装防侧倾装置、改造锁销油缸易断裂部位、更换支腿油缸型号、改造液压系统及电气系统、更换液压管路材质等优化措施，并制定相应的设备维护制度，以降低抱罐车的故障率和压缩维护费用。

1 技术改进措施

1.1 设计和安装防侧倾装置

防侧倾装置支撑腿主体部分采用长度200 mm、厚度16 mm的方钢，下部采用铁质实心滚轮和轮座。防侧倾主体与车体焊接安装后，实心轮与地面间距为200 mm，如图1所示。防侧倾装置能避免平衡梁断裂、倒渣包时前倾翻车、支腿油缸安全阀失效等紧急故障的发生，进而避免紧急故障造成轮胎爆胎从而导致高温炉渣溅出，引发伤人、烧车等安全事故，保障人身安全和设备安全。

图1 安装防侧倾装置前后的抱罐车

1.2 改造锁销油缸易断裂部位

抱罐车在作业过程中涉及倒渣包的过程，必须由锁销油缸配合才能完成此过程。多次倒渣包后，锁销与锁销滑道有一定的磨损，锁销的运行轨迹不再平行于滑道的中心线，而是出现偏移。偏移量越大，锁销油缸根部受力就越大，最终导致油缸断裂，无法正常作业。由于锁销油缸座固定端无法改动，最有可能改动的地方为油缸耳环与连接销部位的连接方式。连接方式的改动，可大大缓解油缸根部的受力，延长锁销油缸的使用寿命。具体做法是将之前油缸耳环部位由固定形式改为万向接头形式，以适应不同方向的运动，如图2所示。通过以上改善，锁销油缸出现断裂故障的几率大大减少。

图2 改造前后的油缸耳环

1.3 更换支腿油缸型号

在抱罐车作业过程中，支腿油缸起着关键作用[2]。作为关键支撑点，支腿油缸承重约100 t，最大工作压力为25 MPa。作业时，支腿油缸距离热渣包较近，故油缸周围温度很高。随着使用年限的增加，原装支腿油缸使用1年左右会出现密封件损坏，外部连接钢管的焊接根部出现开裂，对生产造成极大影响。而且活塞、密封件等出现问题，容易造成油缸內泄，维修后的支腿油缸寿命比较短，油缸修理费每年约20万元。基于上述原因，某冶炼厂将油缸外部钢管直径由15 mm增至20 mm，液压锁由进口液压锁更换为国产液压锁，并更改液压锁安装位置，如图3所示。这些更换大大降低了修理频次，油缸2018年的修理支出约10万元，年节约修理费约10万元。

图3 换型前后的支腿油缸

1.4 改造抱罐车液压系统和电气系统

抱罐车使用5年后，由于长期处于高温、腐蚀性环境，其电气系统和液压系统出现老化，故障增多，如动作不灵敏、液压漏油、抱罐车动作慢等，同时可靠性降低。某冶炼厂针对液压系统和电气系统出现的故障，对1号抱罐车的液压、电气系统进行技术改造，如重新更换整车线路，定期更换档位手柄、操作手柄、蓄电池，将配电箱移位，并特别加入负载反馈系统，根据负载情况实时调整发动机输出功率。经过上述改造，柴油消耗明显降低，抱罐车的作业效率显著提高，之前出现的线路搭铁、系统漏电故障消除，整车运行效率、可开动率得到有效保证。

1.5 更换液压管路材质

抱罐车的液压系统由各管路和液压元件组成，液压管路又分为软管管路和硬管管路。抱罐车的液压硬管材质为铁质，长期受到腐蚀，管卡腐蚀严重，部分已无法固定油管，部分管路甚至出现滴漏。这种情况既不符合设备管理要求，又增加了液压油的消耗。因此，将铁质硬油管更换为不锈钢材质的硬管，并对部分液压控制系统进行了优化。不锈钢材质的硬管能保证管路不受腐蚀，使设备长周期运行；液压控制系统的优化则提高了液压系统的作业效率，使整个作业时间从抱罐时间65 s、卸罐时间65 s、倒灌时间70 s分别减少至抱罐时间45 s、卸罐时间45 s、倒灌时间50 s，大幅减少了作业时间，降低了油耗，每年可节约油费10万多元。

1.6 改造车厢

电渣包温度很高，有时渣包液面过高，在油罐车作业时，炉渣会泼洒到车厢，造成钢结构变形，而且冷却水时常带有酸碱性，对车厢有很强的腐蚀性。70 t的电渣包放置在抱罐车车厢里拖运，变形腐蚀的车厢会给抱罐车作业带来很大安全风险。因此，某冶炼厂将抱罐车车厢整体采用不锈钢板代替普通钢板，杜绝生产水侵入车底腐蚀后桥部位零配件；部分区域增加三角筋板，用以保证车厢钢结构强度；车厢工作面铺耐火材料，隔绝电渣包传热至车厢；靠近电渣包的液压油缸全部选用温度等级为150 ℃的进口耐高温密封件；另外，靠近电渣包的液压软管采用防火护套进行保护。

1.7 优化转向结构

新抱罐车回厂时的转向角度为±120°。经过长期观察，发现大角度转弯对轮胎、转向油缸、轴承的使用寿命产生很大影响[3]，因此对转向结构进行优化，使转弯半径变小。为了保证抱罐车在狭小的空间内运转作业，使转向角度达到±75°，采用折腰转向车结构。该结构能保证抱罐车的最小转弯半径(前轮外侧)达到8.5 m。此外，还在抱罐车转向两侧增加机械、电气两种限位。这些优化措施不仅保证了生产，还延长了轮胎、转向油缸和轴承的使用寿命。

2 完善抱罐车的运行维护管理制度

2.1 合理推进以修代换，节省备件费用

2018年11月，3号抱罐车出现了箱梁开裂的情况，按照抱罐车生产厂家意见，后车架需要进行更新。通过分析论证，提出以修代换的方案，经过与抱罐车厂家反复讨论，制定了修复方案并付诸实施，顺利完成了3号抱罐车的箱梁修复工程。验收结果表明，箱梁修复后的技术性能完全符合要求，投入使用后能正常作业且符合工作要求。以修代换方案节约了大额备件消耗10万元以上。

2.2 根据实际情况制定检测、保养标准

根据厂家提供的维保说明书对抱罐车进行维修和保养，发现有很多情况与现场工况不符。因此，根据实际情况，某冶炼厂制定了抱罐车的动力、变速、液压系统的检测、维修和保养标准：发动机(动力)系统每500 h更换机油及相关滤清器1次；变速系统每6个月更换滤清器1次，每年更换齿轮油1次；液压系统每年更换液压油过滤器1次。同时，根据各关键部位的工作时间调整润滑的周期和油品，每月定期检查抱罐车轮胎螺栓，对断裂的螺栓进行更换，每1.5年更换所有螺栓。

2.3 定期对关键部位进行探伤

抱罐车工作5年后，平衡梁、后车架支腿座等关键部位可能出现疲劳断裂的问题，存在极大的安全隐患。因此，在每个大修周期，安排有相应资质的单位对前车架连接块对接焊缝、前后鹅颈对接焊缝、后车架纵梁和横梁对接焊缝和后车架支腿座等几个关键点探伤，并出具探伤报告，然后根据实际情况补焊或更换备件，以保证抱罐车的安全性能。

2.4 日常对易锈蚀部位进行局部防腐处理

电渣包的冷却水来源于冶炼厂的循环废水，pH值很不稳定，常带有酸碱性，因此冷却水对车间钢结构有很强的腐蚀性，日常需要对抱罐车的易锈蚀部位进行局部防腐处理，并在抱罐车大修时做整车防腐：首先对前后车架、工作机构表面进行喷丸除锈；除锈完成后喷涂环氧富锌底漆，待底漆干透，再喷涂面漆，面漆颜色为工程黄。

2.5 实时监管操作过程

在日常工作中，通过车间现场的监控系统对抱罐车运行状态进行监控，同时对车辆的安全运行、油耗和操作进行严格考核。

3 改造效果分析

某冶炼厂通过对抱罐车实施上述技术改进措施，并对其运行维护管理制度进行完善， 3号抱罐车的系统大修时间延长了6个月，节约修理费、备件费至少20万元。某冶炼厂抱罐车2017年(改进前)和2018年(改进后)的维修成本核算情况见表1。与2017年改进前相比，2018年改进后抱罐车的维护成本降低了67.52万元。

表1 抱罐车2017年(改进前)和2018年(改进后)的维修成本 万元

4 结束语

某冶炼厂通过从技术方面和运维方面对抱罐车进行优化，使抱罐车变得更加实用、安全可靠，工作效率不断提高，运维成本减少，从而大幅降低了企业的生产成本。作为抱罐车的使用单位，今后会将重点研究方向放在抱罐车的自主维修和车辆相关易损件的新材料运用方面。