介紹了布料器的結(jié)構(gòu)和工作原理，闡述了布料器使用與維護(hù)要點(diǎn)，根據(jù)承鋼布料器出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析總結(jié)，提出改進(jìn)方法。
    布料器是無(wú)鐘爐頂?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，其功能是驅(qū)動(dòng)并控制布料溜槽繞高爐中心線的旋轉(zhuǎn)和傾動(dòng)，以完成高爐不同的布料要求。承鋼煉鐵廠3#、4#高爐容積為2500立的釩鈦冶煉大高爐，爐頂布料器采用包鋼BGⅢ型布料器，旋轉(zhuǎn)采用機(jī)械傳動(dòng)，傾斜為液壓傳動(dòng)，布料器的冷卻采用開(kāi)式循環(huán)水加氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)。潤(rùn)滑由自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)完成；可以實(shí)現(xiàn)環(huán)形布料、扇形布料、定點(diǎn)布料等多種布料方式，滿足高爐使用要求。
    布料器的結(jié)構(gòu)組成與各部分功能
    2.1.布料器的結(jié)構(gòu)組成
    包鋼BGIII型布料器，其主要由布料器外殼，布料溜槽，溜槽托架，托圈，溜槽曲臂，上、下回轉(zhuǎn)支撐，喉管，β電機(jī)，波紋管，各種管道（水管、液壓管、氮?dú)夤埽┑冉M成。
    2.2.布料器各部分主要功能
    布料器外殼主要是起到密封高爐爐頂煤氣的作用，同時(shí)是布料器各部件的支撐體。
    布料溜槽也叫旋轉(zhuǎn)溜槽，它主要是把料罐內(nèi)的原料、燃料按照一定的方式，在爐內(nèi)合理的布料作用。
    溜槽托架主要是懸掛溜槽，使溜槽能夠在溜槽托架上，繞高爐中心線旋轉(zhuǎn)，也可以上下擺動(dòng)，還可以旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)同時(shí)進(jìn)行。
    托圈主要功能是使溜槽能夠上下擺動(dòng)，同時(shí)用于放置回轉(zhuǎn)支撐。
    溜槽曲臂的作用主要是通過(guò)托圈的上下移動(dòng)，帶動(dòng)曲臂動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)溜槽的上下擺動(dòng)。
    β電機(jī)主要是帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)溜槽旋轉(zhuǎn)。
    液壓缸的作用主要是提升托圈，從而帶動(dòng)曲柄動(dòng)作使溜槽角度產(chǎn)生變化，進(jìn)行高爐布料。
    中心喉管的作用主要是使原料通過(guò)，落到高爐溜槽上。
    高爐上料流程與布料器工作原理
    3.1.高爐爐頂上料流程
    主要是通過(guò)主上料皮帶把原料、燃料輸送到爐頂受料斗中，通過(guò)擋料閥的開(kāi)啟把受料斗中的料，分流到下面的兩個(gè)并列料罐中，再通過(guò)料流閥的調(diào)節(jié)作用，使料進(jìn)入下密封閥箱中，最后，料通過(guò)布料器的中心喉管流到溜槽上，從而實(shí)現(xiàn)高爐上料的過(guò)程。
    3.2.布料器工作原理
    BGIII型布料器，主要包括主傳動(dòng)與副傳動(dòng)，二者既可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，也可合成運(yùn)動(dòng)。
    主傳動(dòng)： 傳動(dòng)鏈：立式交流電動(dòng)機(jī)一擺線針輪減速機(jī)一直齒小齒輪一上部回轉(zhuǎn)支承一耳軸轉(zhuǎn)套一溜槽（旋轉(zhuǎn)）。
    副傳動(dòng)：傳動(dòng)鏈：直線油缸一托圈一下部回轉(zhuǎn)支承一鋼圈一曲柄一耳軸一溜槽（傾動(dòng)）。其中溜槽擺動(dòng)角度10°至45°。
    也就是說(shuō)布料器布料時(shí)，β電機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)上回轉(zhuǎn)支撐的外齒圈旋轉(zhuǎn)，外齒圈旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)溜槽旋轉(zhuǎn)；布料器上的3個(gè)液壓油缸的伸縮動(dòng)作，帶動(dòng)布料器托圈上下移動(dòng)，托圈移動(dòng)帶動(dòng)溜槽曲臂動(dòng)作，從而溜槽的角度在10°至45之間變化，達(dá)到在爐體內(nèi)不同部位布料的效果。
    布料器的使用與維護(hù)
    4.1.布料器的使用
    爐頂煤氣溫度應(yīng)控制在150~~350℃，最高600℃，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)30min。
    溜槽轉(zhuǎn)速nβ=8.12rpm，基本工作制度為連續(xù)運(yùn)行，以便避免啟、制動(dòng)帶來(lái)的慣性沖擊載荷對(duì)機(jī)構(gòu)的不利影響。高爐操作需要定點(diǎn)布料時(shí)，應(yīng)明確指出定點(diǎn)布料車(chē)數(shù)、料種、方向角及布料角度的改變要求。操作人員即可按此要求臨時(shí)改用手動(dòng)工作制操作。（β角誤差≯5°，α角在布料時(shí)由大逐漸變小）將該料罐中的料布入爐內(nèi)。
    α角正常工作油壓不應(yīng)小于10MPa，當(dāng)液壓系統(tǒng)工作壓力過(guò)低時(shí)，其運(yùn)動(dòng)將出現(xiàn)異常。
    β角的傳動(dòng)電機(jī)功率7.5kw,額定電流15A，工作電流～8A，必須穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)波動(dòng)，立即通知車(chē)間機(jī)、電專(zhuān)職工程師或車(chē)間主任，進(jìn)行檢查處理。
    氣密箱內(nèi)以水冷卻（壓力不小于0.8MPa），工作溫度一般情況≤65℃，特殊情況70℃，也可短期運(yùn)行，但必須加強(qiáng)檢查。采取臨時(shí)措施，防止機(jī)構(gòu)運(yùn)行失常。
    密封箱通氮?dú)?，防止?fàn)t內(nèi)臟煤氣串入，氮?dú)夂牧空Ｇ闆r不大于200m3/h,密封箱內(nèi)壓力應(yīng)略高于爐喉煤氣壓力，其壓差為~0.001MPa,當(dāng)臨時(shí)停止供氮?dú)鈺r(shí)，設(shè)備仍可繼續(xù)工作，但操作人員須立即關(guān)閉供氮閥門(mén)并通知相關(guān)人員，防止出現(xiàn)意外。
    為防止布料溜槽與齒輪偏磨，每月應(yīng)改變一次β角順逆轉(zhuǎn)方向。
    4.2.布料器的維護(hù)
    維護(hù)人員必須按檢查制度要求進(jìn)行檢查,并填寫(xiě)記錄。
    檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題能夠處理的要及時(shí)處理,沒(méi)條件處理的要向上級(jí)匯報(bào)。
    每周一、三、五檢查直線油缸系統(tǒng)、β角傳動(dòng)系統(tǒng)、信號(hào)傳遞系統(tǒng)、布料器各法蘭人孔密封、布料器內(nèi)溫度、進(jìn)回水情況等。
    清掃規(guī)定：布料器密封箱上蓋每月吹掃一次，保證上蓋無(wú)雜物。
    維護(hù)記錄：崗位操作人員要將本班的設(shè)備運(yùn)行情況寫(xiě)入崗位設(shè)備交接班記錄中，維護(hù)人員要認(rèn)真填寫(xiě)檢查記錄。
    布料器的主要故障與改進(jìn)
    5.1.β角驅(qū)動(dòng)大軸承的故障
    軸承在使用一定的時(shí)期之后其滾子及外圈都會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，軸承間隙隨磨損而變大，磨損程度較大(本體較小)的軸承滾子會(huì)卡在其它管子與軸承外圈之間使大齒輪或雙聯(lián)齒輪都不能轉(zhuǎn)動(dòng)造成布料器無(wú)法正常工作。在軸承磨損前期氣密箱內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)異音，因此在高爐檢修期間一定要打開(kāi)布料器人孔，在β角轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行仔細(xì)檢查分辨，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承故障，提前做好準(zhǔn)備工作。
    5.2.溜槽傾動(dòng)曲臂及連桿故障
    布料器α角傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)溜槽傾動(dòng)，其中間傳動(dòng)的曲臂及連桿斷裂也是布料器經(jīng)常出現(xiàn)的較重大故障，因兩部件均在布料器內(nèi)部，一旦斷裂，布料器將陷入癱瘓狀態(tài)，高爐必須休風(fēng)4-6小時(shí)才能處理。出現(xiàn)曲臂或連桿斷裂的故障原因大都是部件自身材料種類(lèi)的選用或加工處理方法或配合精度出現(xiàn)問(wèn)題。
    2011年1月我廠3#高爐溜槽角度由35度向10度轉(zhuǎn)換過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（β角）電機(jī)電流突然升至35A，隨即電機(jī)因電流超高停止。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查后未發(fā)現(xiàn)異常情況，后又重新啟動(dòng)電機(jī)。電機(jī)再次啟動(dòng)后，崗位人員聽(tīng)見(jiàn)布料器內(nèi)發(fā)出兩聲異響，而后消失，布料器α角傳動(dòng)角度值停止不動(dòng)作。隨即高爐休風(fēng)，經(jīng)對(duì)布料器內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)，布料器α角傳動(dòng)曲臂均在花鍵配合處斷裂為3段，其中一花鍵軸鍵齒缺損4/5。因曲臂斷裂，造成溜槽角度無(wú)法調(diào)整，布料器無(wú)法進(jìn)行多環(huán)布料。后來(lái)經(jīng)過(guò)對(duì)斷裂曲臂的鑒定分析，得知斷裂曲臂材質(zhì)為ZG45。觀察曲臂斷面，發(fā)現(xiàn)鑄造顆粒粗大，沒(méi)有進(jìn)行熱處理，存在鑄造內(nèi)應(yīng)力。而曲臂花鍵處加工面為應(yīng)力集中區(qū)，花鍵套在交變載荷作用下產(chǎn)生疲勞斷裂，曲臂設(shè)計(jì)存在缺陷。由于曲臂花鍵套與花鍵軸加工精度差，造成花鍵軸與花鍵套裝配精度差。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，花鍵軸鍵齒與花鍵套齒側(cè)間隙最大處達(dá)1mm。當(dāng)曲臂運(yùn)動(dòng)時(shí)，花鍵軸與花鍵套產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)沖擊，產(chǎn)生疲勞以致造成花鍵套斷裂。
    因此在日常檢查時(shí)要重點(diǎn)檢查布料器異音情況，高爐休風(fēng)停機(jī)檢修時(shí)要進(jìn)入布料器內(nèi)部仔細(xì)檢查布料器各部件的磨損情況。并建議生產(chǎn)廠家對(duì)布料器曲臂進(jìn)行受力載荷分析，同時(shí)對(duì)不合理處進(jìn)行改造。
    5.3.布料溜槽的常見(jiàn)故障
    布料器溜槽最常見(jiàn)的故障就是磨漏。布料溜槽的正常使用壽命一般為8—10個(gè)月。磨漏是指溜槽上的耐磨倒刺襯板以及溜槽本體的嚴(yán)重磨損，以溜槽接料點(diǎn)為中心，半徑大小不一的孔洞。出現(xiàn)較大的孔洞后就會(huì)影響高爐的正常布料，引起爐況波動(dòng)。較大的孔洞出現(xiàn)可以通過(guò)爐內(nèi)攝像觀察到。一旦發(fā)現(xiàn)溜槽磨漏之后應(yīng)立即更換，如果不及時(shí)更換導(dǎo)致孔洞越來(lái)越大，料流直接沖刷到溜槽托架上，造成溜槽托架磨損，嚴(yán)重的結(jié)果會(huì)使溜槽掉入高爐內(nèi)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)發(fā)現(xiàn)溜槽出現(xiàn)孔洞再進(jìn)行更換已經(jīng)屬于設(shè)備病態(tài)作業(yè)。在對(duì)溜槽進(jìn)行檢查時(shí)如果發(fā)現(xiàn)溜槽內(nèi)倒刺襯板已經(jīng)磨損掉，就應(yīng)該及時(shí)更換溜槽。
    2011年4月底定修，在對(duì)我廠某高爐溜槽檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)溜槽襯板已經(jīng)完全磨掉，當(dāng)時(shí)由于備件不到位而沒(méi)有更換新溜槽。再到6月初檢查該溜槽時(shí)發(fā)現(xiàn)溜槽接料點(diǎn)處已經(jīng)磨漏，孔洞直徑將近400mm。由此可以推測(cè)出，在溜槽襯板完全磨掉之后，溜槽本體在料流沖擊下最長(zhǎng)經(jīng)過(guò)兩周時(shí)間就會(huì)磨漏。更換溜槽時(shí)間一般需要4—5小時(shí)。更換溜槽時(shí)應(yīng)將α角角度調(diào)整到50°左右為最佳角度，如果角度過(guò)大，安裝時(shí)較難掛鉤；而如果角度過(guò)小，則在溜槽拆下時(shí)不易摘脫。在休風(fēng)時(shí)間不能夠滿足更換溜槽時(shí)，也可以對(duì)溜槽進(jìn)行補(bǔ)焊處理，在接料點(diǎn)處或磨漏的孔洞處補(bǔ)焊圓鋼或較厚的耐磨鋼板。
    布料溜槽的襯板耐磨性能至關(guān)重要，新的耐磨材料和工藝將會(huì)是溜槽性能提升的研究方向，目前我廠使用的方法是對(duì)襯板采取用硬質(zhì)合金補(bǔ)焊層來(lái)增加其耐磨性。資料顯示，對(duì)溜槽內(nèi)襯表面進(jìn)行碳化鍍鎢處理將有效增加溜槽使用壽命，可達(dá)18個(gè)月之久。
    5.4.氣密箱迷宮密封間隙過(guò)小
    布料器安裝在爐頂鋼圈之上，受到爐喉處高溫煤氣的加熱，同時(shí)受到爐喉料面處的高溫?zé)嵩摧椛?，還有布料器內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的熱量，這樣的高溫環(huán)境會(huì)使部分部件產(chǎn)生熱漲。如果氣密箱迷宮密封間隙過(guò)小的話，這種熱漲就會(huì)引起轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分相互干涉，產(chǎn)生一定的阻力，導(dǎo)致β角電機(jī)電流過(guò)大而跳閘。因此在設(shè)計(jì)迷宮密封時(shí)應(yīng)考慮到布料器所處高溫環(huán)境帶來(lái)的影響。同時(shí)要求我們的高爐操作人員一定要注意對(duì)高爐頂溫的控制。

    布料器是爐頂設(shè)備的重要組成部分，承擔(dān)著高爐布料的重任，布料器的穩(wěn)定、高效運(yùn)行對(duì)高爐生產(chǎn)至關(guān)重要；本文只對(duì)布料器的典型故障進(jìn)行分析，提出改進(jìn)方法，同時(shí)總結(jié)出在布料器的日常維護(hù)保養(yǎng)中需要注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題。煉鐵高爐爐頂布料器的未來(lái)發(fā)展，如何提高使用壽命、優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、降低生產(chǎn)成本、易于維護(hù)保養(yǎng)、穩(wěn)定其工作性能等一系列問(wèn)題，還需要我們煉鐵設(shè)備行業(yè)各位同仁來(lái)進(jìn)行不斷的科學(xué)探索和研究。