大型PW无料钟齿轮箱的故障与更换

韩世星　许江明　朱从利

（山东富伦钢铁公司）

　　【摘　要】高炉中的无料钟的齿轮箱是高炉正常布料与生产的关键设备，我厂1280M³高炉炉顶无料钟设备采用的是PW串罐标准式水冷气封无料钟设备，该设备在绝大多数高炉可保一代炉龄的使用寿命，在一代炉龄的设备使用时间内，很少出现需要更换的故障，我厂1280高炉无料钟仅使用一年半的时间就出现了溜槽旋转困难被迫更换，本文对我厂这次无料钟的故障与更换作过总结。

　　【关键词】无料钟齿轮箱；故障；应对措施；检修更换

　　1.前言

　　山东富伦钢铁公司1280M³高炉由08年6月24日完成改造大修投产，该炉大修改造炉顶设备采用了西冶生产的PW串罐无料钟设备，该炉投产后炉顶无料钟的齿轮箱使用、维护、润滑正常，均没有出现异常状况，在事故发生的一年半时间内也无出现停气、断水的状况，每次高炉检修休风气密箱清理出的废油均洁净无杂质，但该设备在2009年11月份出现了大齿轮箱运行的噪音异响，电机电流升高等症状，甚至停转等状况，为保证我厂高炉的正常生产，在齿轮箱出现故障的情况下，我厂采取了系列的应对措施，保证了高炉生产需要，Z快的速度使问题得到根除。

　　2.故障的发生与诊断

　　2009年11月份起，该高炉齿轮箱日常点检逐步发现有些异常状况，炉顶齿轮箱的运行噪音有所增大，该炉11月17日中班出现了一次溜槽停转的事件，但很快通过重新启动正常运转，点检中发现气密箱的运转异响较大趋势变化，但没有引起高度的重视，11月18日该炉发生了热风炉热风法兰吹开高炉紧急休风高炉灌风口的生产事故，紧急休风处理风口被灌的事故，该高炉在19日夜班对热风管道吹开事故处理完毕高炉复风后，无料钟出现了溜槽旋转不动的故障，上炉顶检查发现，旋转电机及包闸均无故障，操作工通过人工盘动启动溜槽旋转后，此时齿轮箱可以不通过听音棒就可以周期性听到如同火车车轮通过道轨的声音，测量电机电流达到了15安以上且波动大，通过听音棒可以确定声音来自气密箱，因此故障确认来自气密箱。结合该炉进入11月份日常点检的情况，当时认定该炉的气密箱设备出现了重大故障，发展下去有可能高炉溜槽根本不能旋转，必须确认气密箱的故障的具体问题，防止事故扩大，因此该高炉在19日夜班复风不久后又进行了休风。该高炉休风后，打开气密箱检修人孔进行故障检查，通过检查气密箱内并没有什么异物，气密箱内润滑油干净、各齿轮润滑充分，但气密箱里带动溜槽旋转大齿轮与行星差动箱带动溜槽旋转的小齿轮中均有相连的部分齿轮表面有力矩过大的划痕，气密箱的各冷却管出水正常，检查生产情况下该齿轮箱内温度也均在40℃-50℃正常温度范围内，干油站各润滑点拆开均能正常出油，对差动小齿轮箱检查无异常，综合以上因素判断该齿轮箱出现问题Z大的可能是传动溜槽旋转的大轴承出现了问题，造成旋转的阻力增加，电机的电流上升，并出现周期性如同火车过铁轨的噪音，随后外厂及设备厂家专业技术人员到现场后通过仔细的诊断也确认了溜槽停转和噪音的问题来自气密箱的传动溜槽旋转的大轴承。

　　后该炉气密箱更换下来送到生产厂家进行了拆开分解与修复，从拆解齿轮箱后的情况分析问题，故障应来自齿轮箱传动溜槽旋转的大轴承，且齿轮箱传动溜槽旋转的大轴承的制作质量或安装质量是故障来源的可能性较大，传动溜槽旋转的大轴承拆解图片见下图，图片显示大轴承有明显被圆柱滚轴檫伤的痕迹。

　　2.问题的应对与齿轮箱更换

　　高炉的齿轮箱寿命设计是一代炉龄，出现齿轮箱的转动困难甚至无法转动的情况还是比较少见，加上设备备件价格较高，很少有厂家会专门备用一套无料钟炉顶设备，但是如果该设备一旦彻底停转，高炉无法正常布料与生产，只有休风停产等待拆解更换设备，甚至造成高炉严重的炉况事故，带来重大的经济损失，为避免这种Z坏的情况发生，我厂从高炉操作、准备齿轮箱备件、计划检修的更换方案、材料与工具的准备均采取了各项措施，较好地应对了该设备故障对生产与炉况的影响，同时较快地完成了对该重大设备隐患的整改。

　　2.1生产、操作的应对措施

　　11月18日该高炉齿轮箱出现重大故障后，该设备已不能保证高炉正常生产中布料制度对炉顶布料、调控气流的要求，同时齿轮箱的备件还没有着落，如何尽可能地保障在备件到来之前能够维持高炉的生产，我厂在该段时间采取了一系列措施。

　　19日在确认了齿轮箱问题后，为降低带病运行的齿轮箱设备的负荷，确保新的齿轮箱找到并更换完期间可转起来布料，工艺人员与设备维护人员一道，以齿轮箱旋转电机的电流10安-12安为标准，调低旋转电机变频器的工作频率，从正常布料电机50Hz的频率降低到22Hz，溜槽布一圈料的时间从原来的7.5秒/圈延长到16秒/圈，齿轮箱的噪音明显下降，同时旋转电机的电流可降低在正常电流范围内，在这种情况下，通过加强润滑与点检，这台已带隐患的炉顶设备基本可保证使用到2个月的时间，确保给高炉计划与备件准备充足的时间。工艺上为了确保高炉的稳定顺行和煤气流的分布合理不被打乱，依照高炉的炉顶摄像与十字测温，减少布料圈数与节流阀开度，调整布料矩阵的档位角度，基本保证了降低溜槽旋转速度后的布料效果基本一致，维持了中心加焦的布料操作模式，同时通过降低喷煤比提高入炉焦比，入炉焦比从原来正常的320kg/t.Fe提高到450kg/t.Fe，降低冶炼强度等手段，改善高炉的透气性，维持高炉的稳定顺行，也可防范因齿轮箱的彻底停转无法布料生产的无计划高炉休风，于此同时在对该带问题运转的设备加强设备的点检，24小时操作工全天候不间隙检查跟踪，每班除干油站自动加油外，均要做一次以上人工加油，通过以上措施，在该高炉等待气密箱备件更换前维持了较好的炉况，防止了失常炉况的发生，除焦炭消耗增加外，其他的技术经济指标下降不多。

　　2.2气密箱更换检修

　　为了消除该高炉此设备的重大隐患，Z大限度降低生产成本损失，防范高炉重大事故的发生，我厂高度重视，在设备厂家的协助下在Z短的时间内找到同规格的齿轮箱的备件，11月27日完成了齿轮箱的更换，检修有序地顺利完成，用较短的检修时间完成了气密箱的更换，新齿轮箱检修完就可正常投入运行。

　　气密箱的正常情况下均为一代炉龄的设备寿命，我厂从末进行过对气密箱的更换检修的操作，为了保证检修方案科学合理，可以Z大程度降低检修时间与保证检修质量，请了外厂与制造厂家的专家与我厂维修人员一道多次研究与修改检修方案，方案对更换气密箱从前期的确认准备工作、备件与材料的准备、检修更换的程序、关键点与易出问题处、人员的组织与安排、检修的安全措施均做了非常详细的安排，力求做到方案完善与合理。

　　为高质量地完成该检修任务，前期准备工作是关键。为方便检修与确保安全，对检修现场进行了大量的整治；对氮气、润滑与水冷管道先期进行了配管；对需要的材料与工具报了详尽的计划并现场核对；对新齿轮箱核对物件是否齐全，接口、上下法兰、标高与原齿轮箱核对无误；先期制作并安装调试好可承重气密箱的下阀箱行走轮小车两幅；对炉顶行车使用与气密箱31吨同重的小铁罐起吊检查，更换包闸与较大功率电机，确保齿轮箱在拆卸与吊装过程中万无一失不被损坏。

　　检修的节点过程管理，由于准备充分、方案完善，人员分工明确，检修过程中均能按检修方案的程序中的节点同步紧张有序地进行，完成了对溜槽的拆卸、下阀箱与多段波纹管及差动齿轮箱的保护性拆卸，在确保设备安全和齿轮箱确认可起吊前提下，利用炉顶行车与前期安装好阀箱行走轮小车的完成了对大齿轮箱的更换安装，随后安装拆下的差动齿轮箱，同步安装介质管道及电器接线调试安装溜槽，后完成了多段波纹管及上阀箱的安装，期间对炉顶大钢圈及各接口法兰、密封件与介质管道采取了严格的保护措施及对法兰接口的安装质量进行严格的检查。Z后通水、加油，单动与联动调试与角度校对后关溜槽门复风生产。

　　3.经验与教训

　　3.1改进对炉顶齿轮箱的点检与检查的技术

　　炉顶无料钟是保证高炉能否生产的关键设备，负荷大要求高，今后应对该设备的维护与点检要求加强，改进检查技术，建立旋转与倾动电机的电流历史趋势，今后在条件具备的情况下，也可以建立以齿轮箱振动量的在线监测，用趋势手段对设备劣化状况做出整体判断，防止突发故障造成重大高炉生产事故。

　　3.2由于本次检修方案周密，备件计划周全，人员组织分工明确，检修过程的节点管理到位，虽然检修更换难度较大，但仍然完成较好。今后的检修工作均应抓好检修的准备与计划，抓好检修的节点过程控制，可有效地降低高炉休风率，提高检修质量。

　　3.3本次检修无料钟炉顶设备是自动化程度较高的设备，本次检修后对下罐的称量装置遗漏了校对，生产后由于称量不准对高炉生产产生了一定的影响，今后对自动化程度较高的设备的检修应加强与自动化部门的协调。

（2010年全国烧结、球团、炼铁技术及生产年会）