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1、“2014“2014 年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会” 本钢北营炼铁厂开口机改造实践刘汉忠， 靳亚明（本钢集团北营炼铁厂， 辽宁 本溪 117017）摘要：本钢北营炼铁厂三区 8#、9#、11#高炉炉前储铁式主沟在 2012 年上半年陆续改造后，炉前作业环境和工人劳动强度取得大幅度改善，但在使用过程中发现，因开铁口后铁口方位跑偏，造成单侧储铁式主沟冲刷严重，影响主沟正常使用寿命。炼铁厂通过对开口机进行钻削旋向的改造，有效减低开铁口后方位跑偏的程度，保证主沟两侧冲刷的均匀性，取得良好的经济效益。关键词：储铁式主沟；开口机；正反转North Camp in I
2、ron Tapping Machine Reform Practice LIU Han-zhong, JIN Ya-ming (Iron Mill, Benxi Steel Group North Camp of Liaoning Benxi, Benxi 117017， Liaoning， China)Abstract: the north camp in iron three 8 #, 9 #, 11 # blast furnace before ChuTie type main ditch in succession in the first half of 2012 after mod
3、ification, the furnace made greatly improve the working environment and workers labor intensity, but in the use process, found that after open hole hole azimuth wandering, result in unilateral ChuTie gully erosion is serious, affect the normal service life of the main channel. Iron by tapping machin
4、e for drilling screw to transform, effectively reduce the degree of open hole behind a wandering, guarantee the uniformity of main ditch on both sides of the scour, obtains the good economic benefit.Keywords: ChuTie type main ditch； taphole drilling machine； positive and negative going motion1 前言高炉炉
5、前开口机是高炉出铁的主要设备，主要承担高炉铁口的开铁口作业。本钢北营 炼铁厂三区高炉现使用 CHY1000A 型液压开口机，开口机由旋转部分，前部组件和冲击部分 三大部件组成。通常使用开口机正转进行开铁口工作，反转进行拆钎。2 开口机改造目标及实施2.1 开口机改造目标 现有开口机开铁口方式因单一正转方式进行钻削工作，造成开铁口后铁口方位跑偏， 严重时单侧储铁式主沟冲刷只剩 100mm 左右，另一侧剩余 400mm 左右，两侧冲刷相当不均 匀，影响主沟寿命。本钢北营炼铁厂准备实现开口机正反转均可进行钻削工作，借此调整 开口机开铁口后的跑偏现象，保证储铁式主沟的正常使用寿命。 2.2 开口机液压
6、工作原理 CHY1000A 开铁口机其旋转部分为由 J6K-245 内摆线液压马达驱动，齿轮传动的转钎方 式。液压马达工作原理如下1： 1）如图 1 所示，冲击活塞前腔接入高压油，油压稳定，后腔接入的油压在零到高压之间脉动。活塞各截面情况为 BCA，所以环带有效作用面积（B-A）(B-C)。因此当后腔油 压为高压时（与前腔相等） ，活塞受合力作用向前运动，当后腔油压为零压时，活塞受合力 作用向后运动。活塞后腔零到高压的脉动是受阀芯的实际位置控制的。图 1 冲击活塞 图 2 阀芯Fig.1 Impact piston Fig.2 Valve core2）如图 2 和图 3 所示，阀芯各环带面积：
7、bac，所以（b-c）(b-a)。阀芯的中孔和 两端始终为高压油，X 腔是推动阀芯换向的控制腔。控制腔通入的油压决定了阀芯受合力 的方向即决定了阀芯的位置。阀芯的位置与活塞的位置一一对应相互控制的。 3）如图 3 所示，开口机启动时假设活塞位于 1 位置。活塞前腔的高压油经孔道进入 X 腔，使阀芯向 a 端运动（阀腔换向） ，阀腔到位后活塞后腔与高压油 P 接通，活塞向 2 位置 运动。当活塞到达 2 位置时，X 腔内的高压油经活塞的环道流向低压 T，使阀芯所受合力反 向，阀芯向 c 端运动（阀芯反向） 。阀芯到位后，活塞后腔与低压油 T 接通，活塞向 1 位置 运动，活塞到达 1 位置后又开
8、始下一个循环。如此下去周而复始。如果开口机启动时活塞 位于 2 位置，同样可以激活冲击动作，并不断运行。图 3 液压系统图Fig.3 Hydraulic system diagram 2.3 改造方案比选2.3.1 改造方案表 1 开口机改造方案对比 Table 1 opening machine retrofit scheme comparison改造方案方案一方案二改造内容开口机钎尾有两道螺纹，一道为左旋螺纹、另外一道为右旋螺纹，开口机钎尾与接套 1 通过右旋螺纹 T62 连接，右通常开口机正转进行钻削工作，所以通常设计螺纹为左旋，现对以上改造部件加工成右旋备件即可，其他部分不需改与接套体
9、 2 通过左旋螺纹 T55 连接，接套体 1 与接套体 2通过抱爪和圆螺母连为一体。这样可以防止两个接套体与钎尾发生相互转动，两个 T 型螺纹可以传递冲击功。所有这样的结构左旋与右旋都可以使用且不会变松(改造详图见图 4)。动。每半个月或一周对以上备件进行成套更换，实现开口机正反转进行钻削工作。主要改造部件前部组件的钎尾、另需额外加工接套体 1、接套体 2、圆螺母、抱爪前部组件的钎尾、连接套、钻杆、钻头、六方套。改造后优点1、改造后备件在不用拆卸的情况下，可以同时实现正反转。1、设备复杂程度不变，修理系数不变。2、设备故障更换时间不变，可以保证正常开铁口出铁工作。改造后缺点1、改造后钻杆需人工
10、拆卸，工作效率下降且不安全。2、设备复杂程度和修理系数增加。3、设备故障更换时间增长，可能影响正常开铁口出铁工作。4、钻杆和钻头连接方式为焊接，增加不必要的备件消耗和劳动强度。改造后备件可能发生混淆。2.3.2 开口机改造方案的确定和实施2.3.2.1 方案一改造图图 4 开口机钎尾改造装配图Fig.4 tapping machine bit tail assembly drawing2.3.2.2 方案一钎尾扭转强度校核 改造过程中钎尾为主要改造核心部件，对于钎尾和接套体 2 左旋螺纹 T55 配合处（轴 端最小直径处）进行强度校核。由于钎尾主要受转矩作用，故 T起主要作用。利用公式 （1）
11、 、 （2）查表对钎尾扭转强度进行校核，发现 T略大于T,使用中存在隐患。(Nmm) 公式（1）; 2nPT61055. 9（MPa） 公式（2）; T TTWTT轴传递的转矩（Nmm)；P传递的功率（kw）;n轴的转速（r/min）; T 轴的扭 转应力（N/mm2）;WT轴的抗扭剖面模量（mm3）;T材料的许用扭剪应力（MPa） 2.3.2.3 方案二可行性论证 通过对旋转部分的解剖分析，旋转部分包括一台液压马达和旋转连接箱、主花键轴、 齿轮、端盖、垫圈等部分。液压马达为 J6K-245 低速大扭矩、内摆线液压马达，通过花键 轴驱动齿轮带动钎尾旋转。液压马达和花键轴等部件均为左右对称结构，
12、液压原理和机械 部件均满足正、反转进行钻削工作。为确保不出意外，本钢北营炼铁厂同开口机的生产厂家技术人员就此问题进行了探讨，结论证实方案二是可行的。 2.3.2.4 改造方案确定和实施 经过综合考虑，方案二设备改造变动较少，工人操作变化小，备件标准化容易采购， 最终确定改造方案二为实施方案。经过一个多月的备件加工，本钢北营炼铁厂选择在 11# 高炉进行改造试验，10 月下旬在 11#高炉正常生产的情况下，实施了开口机的改造，改造 很成功，顺利打开了铁口。改造后根据生产实际需要，制定钻削周期为每半个月更换一次， 即上半月全部采用正转进行开铁口工作，下半月改为全部采用反转进行开铁口工作。对于 改造
13、后备件可能发生混淆的问题，库房实行分区摆放，并制作标识进行区别。对于操作中 的细微差别，制定相关规定，并对相关管理及操作人员进行培训。3 开口机改造后效果经过近 4 个月的使用效果跟踪观察，11#高炉开口机改造后，有效降低 11#高炉开铁口 后铁口方位跑偏的程度，保证主沟两侧冲刷的均匀性，从现有使用状况表明，主沟改造后 一次大修通铁时间可以保证在 4 个月以上。另外开口机改造后，减少中间的修沟次数，降 低了工人劳动强度，减少铁口烟尘污染，改善工人作业环境，保证出铁的均匀性和铁口的 完好率，为高炉的稳定、顺产奠定良好的基础。本钢北营炼铁厂将陆续对其他几座采用储 铁式主沟，存在此类问题的高炉进行改造，为企业创造更大的经济效益。参考文献 1宜昌市燕狮科技开发有限责任公司，中南液压气动设计研究所.CHY1000A 型液压开口机 说明书,P4-5。 2成大先.机械设计手册M.5 版.北京：化学工业出版社 2009:101-123.
