摘 要 新型清渣裝置固定安裝在現有扒渣機平臺上，通過液壓與氣動技術驅動，具有緊湊、可靠、靈活、操作方面等特點，實現了機械方式清理旋轉料斗鋼渣，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。

　　關鍵詞 清渣裝置 液壓與氣動 料斗 鋼渣

　　1、前言

　　鋼鐵企業在煉鋼生產過程中，通常會產生大量鋼渣，轉爐煉鋼產生的熱態鋼渣大多通過渣滾筒處理工藝進行粒化、回收。根據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，需要經過料斗進行匯集和引流，由于鋼渣從熱態到冷態會產生凝固堆積，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，最終導致生產中斷。

　　料斗積渣常規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，并可能傷及設備。采用移動式工程機械清理時，不僅需要專業設備和人員操作，對周邊走行和運轉空間、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料斗堆積鋼渣的清理作業。

　　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

　　轉爐鋼渣經過渣車運至渣跨，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，經料斗匯集、倒流后進入渣滾筒處理。

　　由于大量高溫熱態鋼渣落入料斗時，在落下、堆積過程中容易堵塞料斗，導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，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人工清渣作業安全風險高

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

　　2.2.2工程機械輔助清渣對設備損害大

　　渣滾筒料斗發生大面積粘渣或堆積堵塞時，由于粘結渣強度大，人工無法清理，相關生產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，在執行清渣作業時容易造成旋轉料斗設備損壞、扒渣機自身傾覆等風險。

　　2.2.3清渣效率低

　　由于扒渣機在設計時主要功能是用于渣罐扒渣，其主要執行回轉、傾動調整、往復運動，因此扒渣機通常難以對粘附在旋轉料斗上的鋼渣進行有效清理，旋轉料斗通常設置在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

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

　　該清渣裝置的主要技術參數：

　　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

　　經減壓后工作壓力10MPa

　　主臂回轉角度 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°

　　清渣裝置設備組成和工作原理：

　　清渣裝置包括底座、帶外齒圈的回轉支承、小齒圈、液壓馬達、框架、比例閥組、回轉接頭、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構平臺連接，回轉支承的內圈與框架固定連接，回轉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動小齒圈旋轉，經過和底座上的回轉支承所附帶的大齒圈嚙合，帶動框架回轉運動。回轉接頭的芯軸作為定子和底座連接，回轉接頭的套筒與框架連接，液壓油管和氣管經回轉接頭進入框架，液壓油管與比例閥組連接，經比例閥組分別給液壓回轉裝置、主臂油缸、工作臂油缸供油，以實現清渣裝置主臂、工作臂的動作，氣管與氣錘連接以驅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，以保護設備。

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

　　1、底座 2、小齒輪 3、回轉支承 4、液壓馬達 5、框架 6、比例閥組 7、回轉接頭 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以及各油缸的調節，可實現對積渣面90°-10°-的相對位置，通過選擇和調節主臂15及主臂伸縮油缸14的行程和長度，來實現清渣裝置的氣錘釬桿覆蓋范圍;通過選擇和調節工作臂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的組合來調節清渣角度。

　　工作角度關系：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°。由于旋轉料斗可以轉動，因此可以通過以料斗下沿計算清理作業角度，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論，通過操作主臂舉升油缸和和工作臂擺動油缸動作來調節α1和α2的組合，可以實現氣錘釬桿各角度方向的鋼渣清理作業，無堆渣死角。

　　使用效果和技術優點分析

　　清渣裝置在渣滾筒區域投入使用后，完全替代了清渣工人，清渣效率高，設備損傷率大幅降低，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點：該清渣裝置整體結構設計緊湊，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，較之現有的人工清渣或非專用設施清渣而言，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，對熱態粘附渣清理效果尤為顯著。與采用扒渣機等非專用清渣設備相比，扒渣機由于扒桿沖擊大，直接和設備接觸時容易產生較大的傾覆力矩，因此經常造成扒渣機損壞。采用新型清渣裝置進行清理時，設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備損傷。

　　該清渣裝置采取了獨特的設備保護設計，在設備進行清渣作業調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備相接觸，由此會對清渣裝置產生反作用力，造成設備傾覆，或者對回轉支承及底座緊固螺栓產生損傷。為避免上述問題發生，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，通過減壓閥對系統壓力進行減壓，從而避免鋼釬桿伸出時設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生損傷，在工作臂伸縮油缸的控制閥塊中設置了溢流閥，在超過設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。

　　該清渣裝置液壓執行機構通過比例閥組中的比例換向閥進行動作控制，實現液壓油缸的伸縮、液壓馬達往復回轉等功能，同時設置有無線遙控發射、接收裝置，并配備視頻監控，實現了在操作室監控畫面遠程遙控操作，大幅度改善了工人作業環境。

　　結論

　　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，無需設置移動軌道等附屬設施，具有結構緊湊、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，不需要增設操作人員，極大地降低了現場工人勞動強度，降低了扒渣機和旋轉料斗等設備的故障率，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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