孫繼華

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

0 前言

安鋼焦化廠190 T/H 干熄焦于2012年11月6日開始裝紅焦投產(chǎn)。干熄焦的主要運(yùn)行設(shè)備是提升機(jī)，所謂提升機(jī)就是運(yùn)行于提升井架和干熄爐頂軌道上，將裝滿紅焦的焦罐提升并橫移至干熄爐爐頂，與裝入裝置相配合，將紅焦裝入干熄爐內(nèi)。裝完紅焦后又將空罐經(jīng)提升、走行和下降落座在焦罐臺(tái)車上。提升機(jī)由PLC 與其他設(shè)備聯(lián)動(dòng)，機(jī)上無(wú)人操作，采用變頻調(diào)速。提升機(jī)主要由提升裝置、走行裝置、潤(rùn)滑裝置、吊具、焦罐蓋、機(jī)械室及各限位檢測(cè)裝置等組成。

1 存在問(wèn)題

在提升機(jī)調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其走行系統(tǒng)有問(wèn)題，主要有3 種現(xiàn)象:

(1)在提升機(jī)走行啟動(dòng)時(shí)，有時(shí)啟動(dòng)困難。

(2)在提升機(jī)走行運(yùn)行過(guò)程中在干熄爐口停車對(duì)位時(shí)，對(duì)位不準(zhǔn)，有時(shí)出現(xiàn)沒(méi)有到位就停車了，有時(shí)過(guò)了干熄爐爐口中心才停車。

(3)走行電機(jī)在調(diào)試過(guò)程中就出現(xiàn)燒損，基本每月燒2 臺(tái)電機(jī)。

2 原因分析

2．1 提升機(jī)走行系統(tǒng)控制工作原理

提升機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用兩臺(tái)全數(shù)字式矢量型變頻傳動(dòng)系統(tǒng)分別控制兩臺(tái)37 kW 鼠籠式變頻電機(jī)，強(qiáng)迫通風(fēng)形式保證了電動(dòng)機(jī)在頻繁制動(dòng)和低速運(yùn)行時(shí)能夠輸出額定的力矩。當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)能夠以一半的額定速度運(yùn)行。走行傳動(dòng)部分示意圖如圖1 所示。

圖1 走行傳動(dòng)部分示意圖

起重機(jī)在井架處將滿焦罐提升至上限后，以高速向干熄爐駛?cè)?。?dāng)起重機(jī)行駛至干熄爐中心前某一距離時(shí)，無(wú)觸點(diǎn)減速接近開關(guān)發(fā)出減速指令，起重機(jī)以低速向前行駛。在至干熄爐中心前，起重機(jī)依靠設(shè)置在干熄爐兩側(cè)走臺(tái)上的無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)，檢測(cè)出過(guò)走或欠走的行程并進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)走，最終可保持對(duì)位誤差在±20 mm 以內(nèi)。起重機(jī)走行接近干熄爐時(shí)，向裝入裝置發(fā)出爐蓋打開指令(起重機(jī)操作室也可進(jìn)行此項(xiàng)操作的手動(dòng)操作)，待起重機(jī)完成對(duì)位動(dòng)作后，裝入裝置正好完成打開爐蓋﹑對(duì)上裝料料斗的動(dòng)作。

裝料完成后，起重機(jī)將空焦罐提升至上限，隨后向裝入裝置發(fā)出關(guān)閉指令，并以高速向提升井架駛?cè)?。?dāng)起重機(jī)行駛到提升井架中心前，無(wú)觸點(diǎn)減速接近開關(guān)動(dòng)作發(fā)出減速指令，起重機(jī)繼續(xù)以低速向提升井架駛?cè)?。依靠設(shè)置在提升井架兩側(cè)走臺(tái)上的無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)，檢測(cè)出過(guò)走或欠走的行程并進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)走，最終可保持對(duì)位誤差在±20 mm 以內(nèi)。

2．2 提升機(jī)出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因分析

通過(guò)對(duì)提升機(jī)走行控制系統(tǒng)原理進(jìn)行分析及現(xiàn)場(chǎng)控制柜接線情況的查找，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)最終發(fā)現(xiàn)是:提升機(jī)在走行過(guò)程中從高速走行接近減速接近開關(guān)后，減速接近開關(guān)發(fā)出減速指令，提升機(jī)應(yīng)以原速度的30%的速度行駛，但該速度高于設(shè)計(jì)速度。對(duì)照設(shè)計(jì)說(shuō)明發(fā)現(xiàn)，本次制造的減速機(jī)一級(jí)減速機(jī)的速比設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，減速機(jī)實(shí)際速比為6．288/12．576，而設(shè)計(jì)速比為17．655/35．310，由于減速機(jī)速比小，在提升機(jī)走行的過(guò)程中造成減速后運(yùn)行時(shí)減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較快，行駛速度較高，慣性增大，當(dāng)抱閘動(dòng)作時(shí)，導(dǎo)致停車精度不準(zhǔn)。同樣提升機(jī)在走行啟動(dòng)瞬間因輸入端工作轉(zhuǎn)矩大，造成電機(jī)轉(zhuǎn)矩超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩，電機(jī)就會(huì)啟動(dòng)困難或燒損。

3 改造方案及實(shí)施

3．1 改造目的

通過(guò)對(duì)190 T/H 干熄焦提升機(jī)走行裝置優(yōu)化改造，克服原設(shè)備存在的問(wèn)題，使提升機(jī)滿足生產(chǎn)工藝要求，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3．2 改造原理

在保證提升機(jī)總速比的情況下，二次減速機(jī)不變，只對(duì)一次減速機(jī)進(jìn)行改造，盡可能降低改造費(fèi)用。

3．3 改造方案

3．3．1 方案一

重新設(shè)計(jì)、制造減速機(jī)，速比達(dá)到原設(shè)計(jì)值，這樣電動(dòng)機(jī)正常工作約在49 Hz 下，可以達(dá)到額定的運(yùn)行速度。此方案可以保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，但是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)改造工作量大(減速機(jī)中心高加170 mm，需要把減速機(jī)沉入平臺(tái)才可以，平臺(tái)改動(dòng)困難，電動(dòng)機(jī)座子等需要重新設(shè)計(jì)制作，重量體積加大，施工困難)。另外，進(jìn)口品牌軸承等采購(gòu)周期較長(zhǎng)，預(yù)計(jì)制造周期在5 ～8 個(gè)月左右，改造后可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3．3．2 方案二

利用同類型減速機(jī)改造，改造后減速機(jī)可以保證原有的安裝尺寸不變，在保證安全可靠的前提下，速比可以提升到12．833，這樣電動(dòng)機(jī)正常工作約在36 Hz 下，可以達(dá)到額定的運(yùn)行速度;在減速停車時(shí)慣性降低，能精確停車可保持對(duì)位誤差在±20 mm以內(nèi)。此方案同樣可以保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，同時(shí)可以利用原減速機(jī)的軸承、箱體。設(shè)備的改造工作量小，預(yù)計(jì)制造周期在3 個(gè)月左右。改造后同樣可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3．4 方案選擇與實(shí)施

兩種方案的對(duì)比情況見(jiàn)表1。

表1 兩種方案的對(duì)比

經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析和比較，方案二對(duì)生產(chǎn)影響相對(duì)較小，投資少，見(jiàn)效快。因此，得到的結(jié)論是按照第二種方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)改造。

方案確定后，減速機(jī)制造單位用3 個(gè)月的時(shí)間對(duì)改造用減速機(jī)的部件制備齊，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后用了3天的時(shí)間安裝完畢，調(diào)試運(yùn)行后使用情況良好。

4 改造效果

190 T/H 干熄焦提升機(jī)走行系統(tǒng)改造后，至今使用良好，電機(jī)使用周期延長(zhǎng)，提升機(jī)工作平穩(wěn)，提高了干熄焦干熄率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了為大高爐提供優(yōu)質(zhì)焦炭。

5 效益分析

(1)節(jié)約備件費(fèi)用，每月燒損電機(jī)2 臺(tái)，每臺(tái)電機(jī)1 萬(wàn)元，全年約節(jié)約24 萬(wàn)。

(2)增加發(fā)電量，排除故障更換電機(jī)，每次約需用2 h，節(jié)約51．9 萬(wàn)元。

(3)增加焦炭產(chǎn)量，檢修減少干熄焦產(chǎn)量，檢修2 h，減少干熄焦焦炭約為324 t，每噸干熄焦焦炭對(duì)煉鐵帶來(lái)的效益為14 元，共計(jì)11 萬(wàn)元。

(4)三項(xiàng)合計(jì)每年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為86．9 萬(wàn)元。

6 結(jié)束語(yǔ)

提升機(jī)走行系統(tǒng)停車時(shí)不穩(wěn)定，對(duì)位不準(zhǔn)，有時(shí)啟動(dòng)困難。通過(guò)降低運(yùn)行速度即提高減速機(jī)速比，可達(dá)到對(duì)位準(zhǔn)確的目的，解決了提升機(jī)啟動(dòng)困難，不能穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸環(huán)節(jié)，為高爐順行創(chuàng)造了條件，取得了巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］王力． 干熄焦提升機(jī)行星減速機(jī)傳動(dòng)比及行星軸承壽命的分析［J］．冶金設(shè)備，2010(特刊):27 －29．

［2］肖軍．干熄焦提升機(jī)研究［EB/OL］．http://www． docin． com/p－657904918．html，2013 －05 －25/2015 －3 －28．