摘 要 新型清渣裝置固定安裝在現(xiàn)有扒渣機平臺上，通過液壓與氣動技術(shù)驅(qū)動，具有緊湊、可靠、靈活、操作方面等特點，實現(xiàn)了機械方式清理旋轉(zhuǎn)料斗鋼渣，降低工人的勞動強度，改善工作條件，提高了清渣效率，具有推廣意義。

　　關(guān)鍵詞 清渣裝置 液壓與氣動 料斗 鋼渣

　　1、前言

　　鋼鐵企業(yè)在煉鋼生產(chǎn)過程中，通常會產(chǎn)生大量鋼渣，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的熱態(tài)鋼渣大多通過渣滾筒處理工藝進行粒化、回收。根據(jù)渣滾筒鋼渣處理工藝需求，渣罐中的鋼渣在倒入渣滾筒過程中，需要經(jīng)過料斗進行匯集和引流，由于鋼渣從熱態(tài)到冷態(tài)會產(chǎn)生凝固堆積，并具有一定強度，非常難以清理，因此在一段時間后，料斗上會堆積大量鋼渣需要處理，否則會影響鋼渣倒入滾筒，并會越積越多，影響料斗旋轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。

　　料斗積渣常規(guī)清理方式往往通過人工或工程機械輔助處理，存在一定安全隱患，并可能傷及設(shè)備。采用移動式工程機械清理時，不僅需要專業(yè)設(shè)備和人員操作，對周邊走行和運轉(zhuǎn)空間、平臺承受載荷等均有較高要求，因此研制了新型清渣裝置進行渣滾筒旋轉(zhuǎn)料斗堆積鋼渣的清理作業(yè)。

　　目前清渣模式存在的問題與解決方案

　　2.1 渣滾筒處理工藝及清渣模式簡介

　　轉(zhuǎn)爐鋼渣經(jīng)過渣車運至渣跨，由行車把渣罐吊運至渣滾筒傾翻裝置，渣罐傾覆一定角度后，由扒渣機把鋼渣扒出，經(jīng)料斗匯集、倒流后進入渣滾筒處理。

　　由于大量高溫熱態(tài)鋼渣落入料斗時，在落下、堆積過程中容易堵塞料斗，導(dǎo)致余下鋼渣無法進入滾筒，此時需要人工手持釬桿進行疏通，或操作扒渣機用扒渣頭敲擊堆積渣塊，疏通后再次倒渣、扒渣作業(yè)，直至渣罐鋼渣全部倒入滾筒。

　　2.2 目前清渣模式存在的主要問題

　　2.2.1人工清渣作業(yè)安全風險高

　　料斗在倒流鋼渣時出現(xiàn)積渣后，生產(chǎn)人員通過手持釬桿清理料斗粘結(jié)渣，此時工人面臨著高溫輻射、粉塵和高空臨邊等惡劣工作環(huán)境，而且清渣工人作業(yè)強度大，安全風險高。

　　2.2.2工程機械輔助清渣對設(shè)備損害大

　　渣滾筒料斗發(fā)生大面積粘渣或堆積堵塞時，由于粘結(jié)渣強度大，人工無法清理，相關(guān)生產(chǎn)工序在缺少清渣專用工具的情況下，操作人員很多時候采用渣罐扒渣機對熱態(tài)或積存較大的渣塊進行清理，由于扒渣機動作速度快，沖擊力大，在執(zhí)行清渣作業(yè)時容易造成旋轉(zhuǎn)料斗設(shè)備損壞、扒渣機自身傾覆等風險。

　　2.2.3清渣效率低

　　由于扒渣機在設(shè)計時主要功能是用于渣罐扒渣，其主要執(zhí)行回轉(zhuǎn)、傾動調(diào)整、往復(fù)運動，因此扒渣機通常難以對粘附在旋轉(zhuǎn)料斗上的鋼渣進行有效清理，旋轉(zhuǎn)料斗通常設(shè)置在6-7米平臺上，而且自身具有一定傾斜角度，部分死角區(qū)域通過扒渣機都無法清理，需要人工慢慢清理大塊積渣，清渣效率很低。

　　2.3 解決方案

　　針對目前這種現(xiàn)狀，研制了一種鋼渣清理裝置，以實現(xiàn)高效清理料斗鋼渣，降低工人的勞動作業(yè)強度，改善工作條件。

　　該清渣裝置的主要技術(shù)參數(shù)：

　　外形尺寸 5220*1800*1640mm

　　氣錘型號 PP30D

　　供油壓力14MPa

　　主臂伸縮行程 1000mm

　　氣錘重量：250Kg

　　經(jīng)減壓后工作壓力10MPa

　　主臂回轉(zhuǎn)角度 360°

　　氣錘氣壓 0.63MPa

　　工作臂伸縮行程 300mm

　　氣錘耗氣量4.2m³/min

　　工作臂擺動角度 133°

　　清渣裝置設(shè)備組成和工作原理：

　　清渣裝置包括底座、帶外齒圈的回轉(zhuǎn)支承、小齒圈、液壓馬達、框架、比例閥組、回轉(zhuǎn)接頭、主臂及其舉升擺動油缸、工作臂及其傾動伸縮油缸、氣錘及釬桿、氣動和液壓管路閥門等。

　　清渣裝置的底座與支撐鋼結(jié)構(gòu)平臺連接，回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈與框架固定連接，回轉(zhuǎn)支承外齒圈與底座固定連接，通過安裝在框架上的液壓馬達驅(qū)動小齒圈旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過和底座上的回轉(zhuǎn)支承所附帶的大齒圈嚙合，帶動框架回轉(zhuǎn)運動。回轉(zhuǎn)接頭的芯軸作為定子和底座連接，回轉(zhuǎn)接頭的套筒與框架連接，液壓油管和氣管經(jīng)回轉(zhuǎn)接頭進入框架，液壓油管與比例閥組連接，經(jīng)比例閥組分別給液壓回轉(zhuǎn)裝置、主臂油缸、工作臂油缸供油，以實現(xiàn)清渣裝置主臂、工作臂的動作，氣管與氣錘連接以驅(qū)動氣錘上的釬桿清渣工作。通過單項減壓閥和溢流閥組合連接工作臂伸縮油缸無桿腔，以保護設(shè)備。

　　按照常規(guī)渣滾筒處理工藝，扒渣機通常設(shè)置在滾筒中心線上，以便于處理渣罐鋼渣進行旋轉(zhuǎn)料斗，而清渣裝置可以設(shè)置在扒渣機擺動角度之外一側(cè)。在清渣時，扒渣機縮回扒渣桿并旋轉(zhuǎn)至等待工位，此時清渣裝置可以由待機工位旋轉(zhuǎn)至清渣作業(yè)工位進行清渣作業(yè)，為避免旋轉(zhuǎn)過度發(fā)生碰撞，兩臺設(shè)備均設(shè)置安全限位連鎖，并設(shè)置極限機械止擋，確保萬無一失。

　　1、底座 2、小齒輪 3、回轉(zhuǎn)支承 4、液壓馬達 5、框架 6、比例閥組 7、回轉(zhuǎn)接頭 8、主臂舉升油缸 9、主臂擺動油缸 10、工作臂伸縮油缸 11、工作臂 12、氣錘 13、合金釬桿 14、主臂伸縮油缸 15、主臂 16、氣管和液壓油管

　　17、單向減壓閥 18、溢流閥

　　為確保旋轉(zhuǎn)料斗各積渣部位的清理效果，通過主臂15、工作臂11以及各油缸的調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)對積渣面90°-10°-的相對位置，通過選擇和調(diào)節(jié)主臂15及主臂伸縮油缸14的行程和長度，來實現(xiàn)清渣裝置的氣錘釬桿覆蓋范圍;通過選擇和調(diào)節(jié)工作臂11和工作臂伸縮油缸10的行程和長度，來保證清渣深度，并通過和主臂15的組合來調(diào)節(jié)清渣角度。

　　工作角度關(guān)系：料斗中心線傾角55°，料斗上部錐段和中心線夾角為15°，得出錐口段下沿傾角為40°，上沿傾角為70°。由于旋轉(zhuǎn)料斗可以轉(zhuǎn)動，因此可以通過以料斗下沿計算清理作業(yè)角度，如圖3所示，以主臂15和水平方向α1夾角為α1，工作臂11和主臂15夾角為α2，則工作面清理角度α為：α=180°-α1-α2-40°

　　由此可以得出如下結(jié)論，通過操作主臂舉升油缸和和工作臂擺動油缸動作來調(diào)節(jié)α1和α2的組合，可以實現(xiàn)氣錘釬桿各角度方向的鋼渣清理作業(yè)，無堆渣死角。

　　使用效果和技術(shù)優(yōu)點分析

　　清渣裝置在渣滾筒區(qū)域投入使用后，完全替代了清渣工人，清渣效率高，設(shè)備損傷率大幅降低，極大提高了渣滾筒處理鋼渣效率。

　　該新型清渣裝置具有如下優(yōu)點：該清渣裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，巧妙，清渣高效無死角。

　　該清渣裝置具有高效的鋼渣清理效果，較之現(xiàn)有的人工清渣或非專用設(shè)施清渣而言，由于采用氣錘加釬桿形式對料斗渣直接進行清理，比人工清理方式效率顯著提高，同時，由于氣錘具有高頻振打力，對熱態(tài)粘附渣清理效果尤為顯著。與采用扒渣機等非專用清渣設(shè)備相比，扒渣機由于扒桿沖擊大，直接和設(shè)備接觸時容易產(chǎn)生較大的傾覆力矩，因此經(jīng)常造成扒渣機損壞。采用新型清渣裝置進行清理時，設(shè)備之間直接接觸力有限切采取了保護措施，可以有效避免造成設(shè)備損傷。

　　該清渣裝置采取了獨特的設(shè)備保護設(shè)計，在設(shè)備進行清渣作業(yè)調(diào)整過程中以及鋼渣清理過程中，鋼釬桿會直接和鋼渣甚至料斗設(shè)備相接觸，由此會對清渣裝置產(chǎn)生反作用力，造成設(shè)備傾覆，或者對回轉(zhuǎn)支承及底座緊固螺栓產(chǎn)生損傷。為避免上述問題發(fā)生，本方案選用了大缸徑的油缸以吸收部分沖擊載荷，同時在油缸的液壓控制回路上也采取了保護措施。對伸縮油缸的無桿腔采取了減壓措施，通過減壓閥對系統(tǒng)壓力進行減壓，從而避免鋼釬桿伸出時設(shè)備承受較大的傾覆力矩。

　　該清渣裝置在鋼渣清理過程中，為防止沖擊力過大對工作臂和主臂以及底座產(chǎn)生損傷，在工作臂伸縮油缸的控制閥塊中設(shè)置了溢流閥，在超過設(shè)定載荷時溢流閥開啟，工作臂伸縮油缸無桿腔進行安全溢流保護。

　　該清渣裝置液壓執(zhí)行機構(gòu)通過比例閥組中的比例換向閥進行動作控制，實現(xiàn)液壓油缸的伸縮、液壓馬達往復(fù)回轉(zhuǎn)等功能，同時設(shè)置有無線遙控發(fā)射、接收裝置，并配備視頻監(jiān)控，實現(xiàn)了在操作室監(jiān)控畫面遠程遙控操作，大幅度改善了工人作業(yè)環(huán)境。

　　結(jié)論

　　該新型清渣裝置總重約3.8噸，直接固定在渣滾筒扒渣機平臺上，無需設(shè)置移動軌道等附屬設(shè)施，具有結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈活、操作方便、安全可靠等特點，由扒渣機操作人員操作，不需要增設(shè)操作人員，極大地降低了現(xiàn)場工人勞動強度，降低了扒渣機和旋轉(zhuǎn)料斗等設(shè)備的故障率，具有非常大的推廣意義。

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　　作者：熊正威 孟海忠

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