新型高爐爐頂裝料設備
1概要
高爐爐頂裝料設備位于高爐本體上部，是將爐料裝入到爐內(nèi)，在高爐操作中起著重要作用的設備。在通常的無料鐘式裝入設備中，配置在爐內(nèi)的溜槽沿爐體中軸旋轉(zhuǎn)，將爐料環(huán)狀分布到爐內(nèi)。
高爐爐頂裝料設備除溜槽旋轉(zhuǎn)機構(gòu)外，還有溜槽旋轉(zhuǎn)半徑的調(diào)整機構(gòu)（以下簡稱調(diào)整機構(gòu)），在半徑方向調(diào)整爐內(nèi)溜槽前端的位置，構(gòu)成將爐料環(huán)狀分布在任意半徑的結(jié)構(gòu)。
本文介紹的新型爐頂裝料設備，采用了新開發(fā)的調(diào)整機構(gòu)，與傳統(tǒng)技術相比，因結(jié)果簡單，使設備實現(xiàn)了小型化。
2旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機構(gòu)
2.1傳統(tǒng)技術的調(diào)整機構(gòu)
傳統(tǒng)的爐頂裝料設備，爐內(nèi)溜槽繞以垂直于旋轉(zhuǎn)軸的傾動軸為中心旋轉(zhuǎn)，通過變更傾角，調(diào)整溜槽的旋轉(zhuǎn)半徑。為驅(qū)動設置在旋轉(zhuǎn)軸上的傳動齒輪，使垂直的傾動軸旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，將爐內(nèi)溜槽舉起向上（使傾動軸順時針方向旋轉(zhuǎn)）時，傳動需要很大的轉(zhuǎn)矩，所以是總計使用11個齒輪的非常復雜的結(jié)構(gòu)，這樣就很難實現(xiàn)小型化。
2.2 新型爐頂裝料設備的調(diào)整機構(gòu)
這次開發(fā)的裝料設備采用了由1對傘齒輪和1個調(diào)整軸承構(gòu)成的非常簡單的調(diào)整機構(gòu)（見圖1）。爐內(nèi)溜槽為以相對旋轉(zhuǎn)軸具有θ角度的調(diào)整軸為中心，用偏轉(zhuǎn)角θ偏轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)傘齒輪，溜槽旋轉(zhuǎn)半徑（溜槽前端位置）從最大的A，經(jīng)過B、C，到旋轉(zhuǎn)軸中心（溜槽面向垂直方向的狀態(tài)），即，可以使旋轉(zhuǎn)半徑減小到零。如果再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)傘齒輪，旋轉(zhuǎn)半徑再次增大到A。
圖1 新型爐頂裝料設備
3新型爐頂裝料設備的特點
3.1簡單小型的結(jié)構(gòu)
通過采用2.2節(jié)所介紹的調(diào)整機構(gòu)，所需的齒輪數(shù)量從原來的11個大幅度減少到2個，提高了維護性。
采用傘齒輪的調(diào)整機構(gòu)，高度方向需要的空間可以比傳統(tǒng)機構(gòu)大幅度減小。因此，裝料設備整體高度可比傳統(tǒng)設備降低約1m（總高的約40%）。此外，因為將調(diào)整機構(gòu)緊湊、輕量化，旋轉(zhuǎn)軸承承受的負荷可以減少約30%，這就降低了旋轉(zhuǎn)軸承的故障風險。
3.2旋轉(zhuǎn)及調(diào)整速度的提高
緊湊、輕量的新型裝料設備提高了溜槽的動作和調(diào)整速度。因此，其優(yōu)點是裝料的時間表可以寬裕，提高操作的自由度。
與傳統(tǒng)技術相比，新型裝料設備爐內(nèi)溜槽的旋轉(zhuǎn)速度提高1.5倍，為12r/min。實現(xiàn)了溜槽等旋轉(zhuǎn)部分的輕量化，旋轉(zhuǎn)重心接近旋轉(zhuǎn)軸，可以降低轉(zhuǎn)動慣量。在提高旋轉(zhuǎn)速度時，采用筒型溜槽也消除了原料從溜槽溢出的擔心。
調(diào)整速度可以是傳統(tǒng)裝料設備的3倍左右，調(diào)整機構(gòu)，以傾斜的調(diào)整軸為中心旋轉(zhuǎn)，所以減少了重力導致的旋轉(zhuǎn)阻力，所需的扭矩降低。因此，是降低減速比，達到高速化的裝置。
3.3爐內(nèi)溜槽的襯板的磨損減少
在爐頂裝料設備中，由于原料沖擊，爐內(nèi)溜槽內(nèi)部襯板的磨損是大的問題。磨損最突出成為控制襯板更換速度的是溜槽的最上部、沿旋轉(zhuǎn)軸受下落爐料沖擊的部位。
新型爐頂裝料設備是如上所述的抑制裝置高度的結(jié)構(gòu)，爐料自由下落距離變短，沖擊爐內(nèi)溜槽時的動能抑制在傳統(tǒng)機構(gòu)的60%以下。而且，爐內(nèi)溜槽繞調(diào)整軸旋轉(zhuǎn)，爐料直接沖擊的部位不集中在一個部位。因此，與傳統(tǒng)裝料設備比較，可以期待減少溜槽襯板的更換頻率。
4實證試驗狀況
制作了爐內(nèi)溜槽長度約2m的實證試驗模型，完成了動作和控制試驗。在模擬高爐進行了裝料實證試驗，正在核查爐料分布的特征。