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轴承知识
关于炉顶水冷齿轮箱的冷却和润滑
褚锦文
(南京钢铁联合有限公司)
  摘 要:对无料钟炉顶水冷齿轮箱的冷却和润滑做了简单介绍,及定修检查时的注意事项。
  关键词:水冷齿轮箱;冷却;润滑
  前言
  炉顶装料系统是公司管控的A类设备。作为炉顶装料系统的核心设备,水冷齿轮箱(含行星齿轮箱)直接控制溜槽的布料。而布料的精准度稍有偏差,对高炉冶炼工艺也能产生非常大的负面的影响。水冷齿轮箱的重要性由此可见一斑。
  水冷齿轮箱(下部齿轮箱)与行星齿轮箱(上部齿轮箱)配合,控制带动布料溜槽旋转和倾动。按照设计意图,在正确的使用和保养下水冷齿轮箱的使用寿命一般能达到一代炉龄,即15年左右。下面就第一炼铁厂高炉,炉顶水冷齿轮箱的冷却和润滑做简单介绍,及定修检查时的注意事项。
  1.水冷齿轮箱冷却系统
  水冷齿轮箱的工作环境恶劣,高温、粉尘等因素严重影响了齿轮箱内部轴承、齿轮等传动件的使用寿命。正常情况下高炉炉顶温度应该控制在150℃到250℃之间,超过250摄氏度应炉顶洒水降温。水冷齿轮箱所能承受的最高温度是有条件的:1.最高炉顶温度峰值600℃,每年最多20次,最长不能超过30分钟;2.最高炉顶温度峰值900℃,每年最多1次,且不能超过20分钟。为了保证齿轮箱内部轴承、齿轮等传动件正常工作,且温度不超过70摄氏度,是通过三个方式来实现的:一是在齿轮箱底部喷涂隔热层,如图1,阻断炉内高温辐射;二是齿轮箱内部蛇形管冷却,如图2,利用水冷站的冷却循环水带走热量降温;三是通过注入氮气来防止炉内高温气体和粉尘的窜入,此外也起到一定的降温作用。

图1

图2
  齿轮箱的冷却水由水冷站清水泵注入上部水槽,流经各蛇形管,再汇合至下部水槽,最终靠重力流回储水罐。水冷齿轮箱的冷却系统在经过一段时期的运行后,因为蛇形管和水槽内的堆积物(主要是污油),其内部水流量可能会减少。为了防止水槽溢流而必须减小水泵流量,在这种情况下必须在下一次定修时酸洗管路。判断冷却系统需清洗的低限值是:流量低于正常值的25%。对于南钢使用的标准型齿轮箱来说,就是16m3/h×(1-25%)=12
m3/h。也就是说,当调整冷却水流量到12m3/h,再想加大流量,就会有水漏入炉内。
  南钢第一炼铁厂1#、2#高炉均有类似堵塞现象。定修检查下部水槽内部和连接水槽的4根回水管,都发现有污油的沉积。1#、2#高炉水冷齿轮箱冷却系统总回水管上安装的对夹式蝶阀,对水的回流也有一定影响,现在都已拆除用球阀代替。
  除了冷却管路的堵塞引起补水异常,也有其他情况。1#炉于2011年4月23日更换了西冶修复的水冷齿轮箱,到2012年底时,发现补水异常,水流量一度控制到11m3/h。13年1月3日定修,清洗了管路,但仍有泄漏。13年4月19日定修,拆除了一处回水管,发现是由于回水管断裂引起的漏水。分析原因:原来的PW齿轮箱回水管与齿轮箱连接,是直插式的,头部带有锥度的用两道O型圈密封的形式。高炉生产或检修时,由于温度变化等因素,会使这些连接处发生轻微位移,而使用PW形式的连接,可以有效的补偿和调节,防止漏水情况的发生。而西冶修复的齿轮箱,对这一结构做了改动,使用的是锥螺纹连接,且检查发现漏水部位的管壁较薄,加工完螺纹后,最薄处仅1mm,在高炉冷热交变作用下发生了断裂。而后重新加工了回水管,以平面密封的形式安装了回水管,目前仍未出现泄漏。
  2.水冷齿轮箱的润滑
  南钢1#、2#高炉水冷齿轮箱的润滑主要使用两种润滑脂,220#重负荷齿轮油和2#锂基脂(本厂使用的是倍亚诺1801)。220#重负荷齿轮油主要使用在两个倾动齿轮箱内。2#锂基脂则主要使用在销轴和传动齿轮上。除了平时的集中润滑需要加强控制外,休风期间的检查是关系到齿轮箱能否可靠运行的关键。
  2.1倾动齿轮箱齿轮油的检查
  要检查齿轮箱的油位,还要检查SUGO泵是否能正常工作,即拆去小齿轮下面的堵头并启动倾动电机,看是否有齿轮油从小孔流出。如有没有油流出,则需要检查更换SUGO泵的O型圈。此外每5000小时须更换齿轮油。
  2.2倾动齿轮箱上干油泵的检查
  目前1#、2#高炉每30罐料,都倾动至2°左右实现加油动作,给倾动齿轮箱供油,每次1ml。按照正常情况下每个小时6批料,则一天的消耗量为10ml,则两台2.4升泵的耗空时间为2.4÷(0.01×30)=8个月。则每次定修须检查油位,至少两次定修加一次油。
  3.结束语
  水冷齿轮箱是串罐式无料钟炉顶的核心设备,齿轮箱的冷却和润滑系统是齿轮箱能否正常工作的关键,因此加强日常点检,特别是定修时对水冷齿轮箱的全面检查将是炉顶点检工作的重要一环。
来源:《中国机械》
2019-08-26