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，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。
    布料器是無鐘爐頂?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，其功能是驅(qū)動并控制布料溜槽繞高爐中心線的旋轉(zhuǎn)和傾動，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)采用機械傳動，傾斜為液壓傳動，布料器的冷卻采用開式循環(huán)水加氮氣實現(xiàn)。潤滑由自動潤滑系統(tǒng)完成；可以實現(xiàn)環(huán)形布料、扇形布料、定點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，波紋管，各種管道（水管、液壓管、氮氣管）等組成。
    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，還可以旋轉(zhuǎn)和擺動同時進(jìn)行。
    托圈主要功能是使溜槽能夠上下擺動，同時用于放置回轉(zhuǎn)支撐。
    溜槽曲臂的作用主要是通過托圈的上下移動，帶動曲臂動作，從而實現(xiàn)溜槽的上下擺動。
    β電機主要是帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動溜槽旋轉(zhuǎn)。
    液壓缸的作用主要是提升托圈，從而帶動曲柄動作使溜槽角度產(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，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
    主要是通過主上料皮帶把原料、燃料輸送到爐頂受料斗中，通過擋料閥的開啟把受料斗中的料，分流到下面的兩個并列料罐中，再通過料流閥的調(diào)節(jié)作用，使料進(jìn)入下密封閥箱中，最后，料通過布料器的中心喉管流到溜槽上，從而實現(xiàn)高爐上料的過程。
    3.2.布料器工作原理
    BGIII型布料器，主要包括主傳動與副傳動，二者既可獨立運動，也可合成運動。
    主傳動： 傳動鏈：立式交流電動機一擺線針輪減速機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：傳動鏈：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）。其中溜槽擺動角度10°至45°。
    也就是說布料器布料時，β電機啟動旋轉(zhuǎn)，帶動上回轉(zhuǎn)支撐的外齒圈旋轉(zhuǎn)，外齒圈旋轉(zhuǎn)帶動溜槽旋轉(zhuǎn)；布料器上的3個液壓油缸的伸縮動作，帶動布料器托圈上下移動，托圈移動帶動溜槽曲臂動作，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)時間不超過30min。
    溜槽轉(zhuǎn)速nβ=8.12rpm，基本工作制度為連續(xù)運行，以便避免啟、制動帶來的慣性沖擊載荷對機構(gòu)的不利影響。高爐操作需要定點布料時，應(yīng)明確指出定點布料車數(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改用手動工作制操作。（β角誤差≯5°，α角在布料時由大逐漸變?。⒃摿瞎拗械牧喜既霠t內(nèi)。
    α角正常工作油壓不應(yīng)小于10MPa，當(dāng)液壓系統(tǒng)工作壓力過低時，其運動將出現(xiàn)異常。
    β角的傳動電機功率7.5kw,額定電流15A，工作電流～8A，必須穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)波動，立即通知車間機、電專職工程師或車間主任，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℃，也可短期運行，但必須加強檢查。采取臨時措施，防止機構(gòu)運行失常。
    密封箱通氮氣，防止?fàn)t內(nèi)臟煤氣串入，氮氣耗量正常情況不大于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)臨時停止供氮氣時，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,并填寫記錄。
    檢查中發(fā)現(xiàn)的問題能夠處理的要及時處理,沒條件處理的要向上級匯報。
    每周一、三、五檢查直線油缸系統(tǒng)、β角傳動系統(tǒng)、信號傳遞系統(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，保證上蓋無雜物。
    維護(hù)記錄：崗位操作人員要將本班的設(shè)備運行情況寫入崗位設(shè)備交接班記錄中，維護(hù)人員要認(rèn)真填寫檢查記錄。
    布料器的主要故障與改進(jìn)
    5.1.β角驅(qū)動大軸承的故障
    軸承在使用一定的時期之后其滾子及外圈都會出現(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)動造成布料器無法正常工作。在軸承磨損前期氣密箱內(nèi)部就會出現(xiàn)異音，因此在高爐檢修期間一定要打開布料器人孔，在β角轉(zhuǎn)動時進(jìn)行仔細(xì)檢查分辨，以便能及時發(fā)現(xiàn)軸承故障，提前做好準(zhǔn)備工作。
    5.2.溜槽傾動曲臂及連桿故障
    布料器α角傳動裝置實現(xiàn)溜槽傾動，其中間傳動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的選用或加工處理方法或配合精度出現(xiàn)問題。
    2011年1月我廠3#高爐溜槽角度由35度向10度轉(zhuǎn)換過程中，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)（β角）電機電流突然升至35A，隨即電機因電流超高停止。經(jīng)現(xiàn)場檢查后未發(fā)現(xiàn)異常情況，后又重新啟動電機。電機再次啟動后，崗位人員聽見布料器內(nèi)發(fā)出兩聲異響，而后消失，布料器α角傳動角度值停止不動作。隨即高爐休風(fēng)，經(jīng)對布料器內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)，布料器α角傳動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，造成溜槽角度無法調(diào)整，布料器無法進(jìn)行多環(huán)布料。后來經(jīng)過對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)場檢測，花鍵軸鍵齒與花鍵套齒側(cè)間隙最大處達(dá)1mm。當(dāng)曲臂運動時，花鍵軸與花鍵套產(chǎn)生運動沖擊，產(chǎn)生疲勞以致造成花鍵套斷裂。
    因此在日常檢查時要重點檢查布料器異音情況，高爐休風(fēng)停機檢修時要進(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)廠家對布料器曲臂進(jìn)行受力載荷分析，同時對不合理處進(jìn)行改造。
    5.3.布料溜槽的常見故障
    布料器溜槽最常見的故障就是磨漏。布料溜槽的正常使用壽命一般為8—10個月。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，以溜槽接料點為中心，半徑大小不一的孔洞。出現(xiàn)較大的孔洞后就會影響高爐的正常布料，引起爐況波動。較大的孔洞出現(xiàn)可以通過爐內(nèi)攝像觀察到。一旦發(fā)現(xiàn)溜槽磨漏之后應(yīng)立即更換，如果不及時更換導(dǎo)致孔洞越來越大，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)果會使溜槽掉入高爐內(nèi)。嚴(yán)格來說發(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)。在對溜槽進(jìn)行檢查時如果發(fā)現(xiàn)溜槽內(nèi)倒刺襯板已經(jīng)磨損掉，就應(yīng)該及時更換溜槽。
    2011年4月底定修，在對我廠某高爐溜槽檢查時發(fā)現(xiàn)溜槽襯板已經(jīng)完全磨掉，當(dāng)時由于備件不到位而沒有更換新溜槽。再到6月初檢查該溜槽時發(fā)現(xiàn)溜槽接料點處已經(jīng)磨漏，孔洞直徑將近400mm。由此可以推測出，在溜槽襯板完全磨掉之后，溜槽本體在料流沖擊下最長經(jīng)過兩周時間就會磨漏。更換溜槽時間一般需要4—5小時。更換溜槽時應(yīng)將α角角度調(diào)整到50°左右為最佳角度，如果角度過大，安裝時較難掛鉤；而如果角度過小，則在溜槽拆下時不易摘脫。在休風(fēng)時間不能夠滿足更換溜槽時，也可以對溜槽進(jìn)行補焊處理，在接料點處或磨漏的孔洞處補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是溜槽性能提升的研究方向，目前我廠使用的方法是對襯板采取用硬質(zhì)合金補焊層來增加其耐磨性。資料顯示，對溜槽內(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個月之久。
    5.4.氣密箱迷宮密封間隙過小
    布料器安裝在爐頂鋼圈之上，受到爐喉處高溫煤氣的加熱，同時受到爐喉料面處的高溫?zé)嵩摧椛洌€有布料器內(nèi)部轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的熱量，這樣的高溫環(huán)境會使部分部件產(chǎn)生熱漲。如果氣密箱迷宮密封間隙過小的話，這種熱漲就會引起轉(zhuǎn)動部分與固定部分相互干涉，產(chǎn)生一定的阻力，導(dǎo)致β角電機電流過大而跳閘。因此在設(shè)計迷宮密封時應(yīng)考慮到布料器所處高溫環(huán)境帶來的影響。同時要求我們的高爐操作人員一定要注意對高爐頂溫的控制。

    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、高效運行對高爐生產(chǎn)至關(guān)重要；本文只對布料器的典型故障進(jìn)行分析，提出改進(jìn)方法，同時總結(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)問題。煉鐵高爐爐頂布料器的未來發(fā)展，如何提高使用壽命、優(yōu)化設(shè)計結(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題，還需要我們煉鐵設(shè)備行業(yè)各位同仁來進(jìn)行不斷的科學(xué)探索和研究。