（山鋼集團萊蕪鋼鐵型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

萊鋼LS800螺旋輸送機的優(yōu)化

張守旗

（山鋼集團萊蕪鋼鐵型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

針對萊鋼1 880m3高爐粒煤收粉系統(tǒng)LS800螺旋輸送機存在的問題，進行了技術改造，自主設計裝配LS800螺旋機，解決了設備問題，保障了高爐噴吹冶煉。

粒煤收粉系統(tǒng)；螺旋輸送機；吊掛總成

萊鋼1 880m3高爐粒煤噴吹技術在國內首家實施成功后，粒煤噴吹煤比逐步提升，由最初煤比不足80kg/t提高到了160kg/t以上，使爐況長期穩(wěn)定，且利用系數高。

一、設備概況

萊鋼1 880m3高爐噴煤收粉系統(tǒng)中LS800螺旋輸送機是粒煤收集系統(tǒng)與噴吹系統(tǒng)之間的“橋梁”。既是二期收粉系統(tǒng)與煤粉倉之間的密閉輸導設備，也是二期收粉系統(tǒng)通往一期噴吹系統(tǒng)煤粉倉之間的重要“橋接”設備。其運行穩(wěn)定性、可靠性決定著高爐粒煤噴吹的質量和冶煉成本。

LS800螺旋輸送機的主要組成部件：螺旋機殼體、芯管軸總成、吊掛軸承總成、機頭軸承座總成、機尾軸承座總成、電機減速機、聯軸器等。具有承載能力大、安全可靠；適應性強、安裝維修方便、壽命長、整機體積小、轉速高、密封性好等特點。

工作原理：物料從進料口加入，當轉軸轉動時，物料在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。

二、存在問題

螺旋輸送機自2008年6月投產后，先后發(fā)生20余次驅動端、尾端連接十字型銷軸斷裂事故及吊掛軸承總成損壞使用壽命短等問題，造成高爐粒煤噴吹穩(wěn)定性降低，冶煉成本增加。

1．驅動端、尾端連接銷軸頻繁剪斷

螺旋機機頭長短軸聯接設計存在缺陷，驅動端頭軸、尾端軸與螺旋芯管軸連接定位均采取φ24mm×300mm十字交叉銷軸形式，銷軸抗剪切強度不夠，且螺旋輸送機頻繁開機停機，瞬間對銷軸產生巨大剪切力，最終導致銷軸剪斷。

2．吊掛軸承總成使用壽命短

螺旋機軸承式吊掛總成設計存在缺陷，軸承內圈直接將45#鋼吊掛軸直接加工成軸承內圈，由于強度及硬度不足，導致吊掛軸承總成損壞嚴重，且軸承未增設密封裝置，造成軸承易進煤粉，加劇了軸承的損壞，更換頻繁。

三、優(yōu)化設計

1．螺旋輸送機整體結構設計

(1)第一套改造方案（圖1）

①改造螺旋機芯管軸與驅動軸、尾端軸之間聯接，直接采用通軸，即螺旋機芯管軸分別與驅動軸、尾端軸各設計成一體，消除了芯管軸與短軸的聯接部件隱患。

圖1 螺旋輸送機改造圖1

②改造軸承座結構。為提高芯管軸軸承可修性，防止由于軸承損壞而損壞芯管軸，設計軸承座為上下剖分式，采用2盤漲緊套式軸承，內置定位隔離環(huán)裝配結構。

③螺旋機驅動端軸雙鍵連接驅動，尾端軸單鍵連接驅動。

(2)第二套改造方案（圖2）

圖2 螺旋輸送機改造圖2

①螺旋機芯管軸聯軸器設計。螺旋機芯管軸驅動端軸、尾端軸、吊掛等處共4套聯軸器，非連接端外軸徑加工尺寸為φ250mm，穿插進芯管軸（芯管軸外圓徑φ270mm）內，保證管壁厚δ=10mm，所連接處滿焊接，半聯軸器內孔徑加工a=28mm的鍵槽。

②半聯軸器設計。

a．與螺旋機各連接部件半聯軸器軸孔均加工連接鍵a=28mm。

b．在聯軸器結合面上增設子母扣配合槽，增大連接強度，提高芯管軸整體同軸度。聯軸器如圖3所示。

圖3 聯軸器裝配圖

③螺旋機驅動端軸雙鍵連接驅動，尾端軸單鍵連接驅動。

④驅動端軸與螺旋輸送機聯接鍵的擠壓強度，經計算均可滿足使用要求。

⑤聯接牢固性。針對螺旋機芯管軸長達24m，在輸煤重負荷工況下，機頭、機尾聯軸器螺栓連接強度無保障，理論上聯軸器易發(fā)生變形、扒口現象，造成芯管軸不同心度。為此進行如下設計。

a．將與螺旋機芯管軸聯接的驅動端軸、尾端軸（軸徑φ95mm）尺寸增長120mm，增長部分裝配在螺旋機芯管軸內，保證螺旋機芯管軸整體同軸度。

b．螺旋機驅動端軸、尾端軸端半聯軸器分別增設徑向M20螺栓定位銷，增強芯管軸與半聯軸器之間的連接強度。

⑥螺旋機頭部尾部端蓋設計。為提高驅動端軸、尾端軸、聯軸器及軸承等部件可修性，將螺旋機殼體驅動端端蓋、尾端端蓋沿軸中心水平向改為上下分體式插裝式結構，并設置密封槽。

(3)優(yōu)化對比選擇

對照兩套優(yōu)化設計方案，第一套方案的缺點是當螺旋機芯管軸及驅動端軸、尾端軸出現軸研磨時，不可避免地會報廢整套螺旋機芯管軸總成，而第二套方案僅更換驅動端軸或尾端軸即可，方便、快捷、便于維修。故確立以第二套方案為主，參照第一套方案中的機頭、機尾軸承座剖分式結構形式。

①將機頭、機尾兩軸承座改為上下剖分式軸承座，可提高可修性。

②機頭軸承座軸承采用雙列調心滾柱軸承。

2．吊掛總成改造

(1)吊掛總成整體改造

進一步整體改造吊掛軸承總成，如圖4所示，改1盤滾柱軸承為1盤防塵密封式推力調心式軸承，同時改造吊掛軸，增設軸階和卡簧定位，防止軸承串軸，以提高吊掛總成的使用壽命及運行可靠性。

(2)增設螺旋葉片

吊掛總成半聯軸器上分別增設螺旋葉片，提高螺旋機輸煤功效，消除積煤死角。

四、改造效果

圖4 吊掛總成改造

該LS800螺旋輸送機改造于2010年6月完成，并一次性試車成功。運行至今，未出現軸承振幅大、溫升現象，吊掛處未出現一次積粉自燃事故，吊掛總成使用壽命延長4倍。保障了高爐粒煤噴吹冶煉需要。

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