孫兆勝

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東日照２７６８００）

摘　要：在鋼鐵生產(chǎn)中，擺動(dòng)流嘴在使用具有重要的作用。介紹了擺動(dòng)流嘴造高爐煉鐵中使用的重要作用以及其設(shè)備的組成，分析了擺動(dòng)流嘴的使用現(xiàn)狀，存在的一些問(wèn)題和有效地改進(jìn)措施，進(jìn)行改造之后收益顯著。

關(guān) 鍵 詞：擺動(dòng)流嘴；高爐煉鐵；應(yīng)用

在現(xiàn)代的鋼鐵冶煉高爐中，通常出鐵量很大，因此較為傳統(tǒng)的出鐵廠單線鐵路排鐵水罐方法存在著諸多的問(wèn)題，如罐位多、鐵溝長(zhǎng)以及出鐵廠面積很大等，致使鋼鐵公司在爐前的基礎(chǔ)建設(shè)投資過(guò)多^［１］。而使用擺動(dòng)流嘴可以很好地避免上述問(wèn)題，其安裝位置為鐵水溝之下，作用為將經(jīng)鐵水溝流出的鐵水，任意地轉(zhuǎn)換至其他方向上，進(jìn)而注入到鐵水罐車(chē)中。

１　擺動(dòng)流嘴的作用和特點(diǎn)

高爐的爐前設(shè)備能否實(shí)現(xiàn)持續(xù)、安全以及高效的工作直接影響著煉鐵廠的生產(chǎn)效率和整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。擺動(dòng)流嘴是高爐爐前設(shè)備的主要組成部分，是大、中型高爐出鐵廠中專(zhuān)用的設(shè)備，通常安裝于出鐵廠下面，其主要的作用是將經(jīng)鐵水溝流出的鐵水注入到位于鐵場(chǎng)平臺(tái)之下的任何一個(gè)鐵水罐之中。如果在使用中，擺動(dòng)流嘴出現(xiàn)異常，會(huì)致使鐵水不能及時(shí)且準(zhǔn)確地注入到鐵水罐之中，進(jìn)而容易造成燒鐵水管、跑鐵水等安全問(wèn)題，因此保障擺動(dòng)流嘴的穩(wěn)定、安全使用是整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)中極其重要的工作之一。

采用擺動(dòng)流嘴具有如下優(yōu)點(diǎn)：１）縮短了鐵溝的長(zhǎng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)布置的優(yōu)化，對(duì)于基礎(chǔ)建設(shè)的投資也可以實(shí)現(xiàn)大幅度的降低；２）降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)溫度以及粉末，從而降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作環(huán)境；３）使鐵溝的消耗更少，進(jìn)而提升了爐前鐵水的運(yùn)輸能力，同時(shí)還可以讓高爐車(chē)間以及鐵路的布置更加優(yōu)化。

擺動(dòng)流嘴的驅(qū)動(dòng)裝置多采用電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，因此其在高溫環(huán)境中運(yùn)行可靠。其設(shè)有鏈條傳動(dòng)，因而在發(fā)生故障時(shí)，對(duì)高爐出鐵不會(huì)產(chǎn)生影響。

２　擺動(dòng)流嘴的結(jié)構(gòu)組成

山東鋼鐵集團(tuán)萊蕪分公司煉鐵廠爐前裝置的擺動(dòng)流嘴具有手動(dòng)和氣動(dòng)等２種傳動(dòng)方式。其中，手輪通過(guò)鏈條連接于差動(dòng)聯(lián)軸器上，在氣動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，便可以使用手動(dòng)傳動(dòng)方式^［２］。

擺動(dòng)流嘴主要由減速機(jī)、氣馬達(dá)、差動(dòng)聯(lián)軸器、和手動(dòng)部分組成（見(jiàn)圖１），其中，手動(dòng)部分包括傳送裝置、鏈動(dòng)、指示盤(pán)和橫練裝置等。流嘴長(zhǎng)度為３８００ｍｍ，其擺動(dòng)的角度約為８°，最大接近１６°；其運(yùn)行時(shí)間為１３～１６ｓ；嘴溝底高度約為８ｍ。

３　擺動(dòng)流嘴的優(yōu)化改進(jìn)

雖然擺動(dòng)流嘴在爐前使用具有一定優(yōu)勢(shì)，但是仍存在著一些局限性。擺動(dòng)流嘴主要以氣動(dòng)為主，手動(dòng)為備用，雖然氣動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定可靠，但是在使用中仍舊會(huì)存在著氣壓不穩(wěn)、停氣以及氣動(dòng)系統(tǒng)異常等故障，在此情況下就需要使用手動(dòng)操作，而進(jìn)行手動(dòng)，需要轉(zhuǎn)動(dòng)４００多轉(zhuǎn)，擺動(dòng)流嘴才能達(dá)到指定位置，這會(huì)對(duì)工人造成過(guò)多體力消耗；同時(shí)由于其轉(zhuǎn)速過(guò)慢，還可能會(huì)導(dǎo)致不能出鐵道灌，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)鐵水外泄等嚴(yán)重的事故，進(jìn)而給高爐的運(yùn)作帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。因此，應(yīng)進(jìn)行擺動(dòng)流嘴的優(yōu)化，即通過(guò)采用電動(dòng)代替手動(dòng)來(lái)帶動(dòng)擺動(dòng)流嘴的運(yùn)作。改進(jìn)后的擺動(dòng)流嘴組成圖如圖２所示。

活塞式氣動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為８００ｒ／ｍｉｎ，擺線減速機(jī)的傳動(dòng)比Ｉ＝１１，差動(dòng)聯(lián)軸器氣動(dòng)傳動(dòng)比Ｉ＝１．１０３。在手動(dòng)操作時(shí)，Ｉ＝１０．７，在進(jìn)行氣動(dòng)的一級(jí)減速之后，其轉(zhuǎn)速Ｖ１＝８００／１１＝７２．７２（ｒ／ｍｉｎ）；二級(jí)減速之后，轉(zhuǎn)速Ｖ２＝７２．７２／１．１０３＝６５．９３（ｒ／ｍｉｎ），進(jìn)而可以得出其手動(dòng)轉(zhuǎn)速為７０５．４５ｒ／ｍｉｎ。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，與轉(zhuǎn)速相匹配的電動(dòng)機(jī)功率為３ｋＷ，故在進(jìn)行改造時(shí)，選擇功率為３ｋＷ 的電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為７１０ｒ／ｍｉｎ。

由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和實(shí)際所需的轉(zhuǎn)速差別不大，因此可以采用鏈條和電動(dòng)機(jī)的直接傳動(dòng)^{［３－４］}。

４　改進(jìn)收益分析

４．１　改進(jìn)效果

在進(jìn)行擺動(dòng)流嘴改造之后，其在運(yùn)行中電動(dòng)部分均為正常工作，解決了以往存在的氣動(dòng)問(wèn)題以及氣壓不穩(wěn)的問(wèn)題，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，同時(shí)還成功地避免了擺動(dòng)流嘴相關(guān)設(shè)備的損壞。進(jìn)行擺動(dòng)流嘴的改進(jìn)，成本低，操作簡(jiǎn)單，后期維護(hù)容易，在很大程度上實(shí)現(xiàn)了工人勞動(dòng)強(qiáng)度的降低，并有效地避免了手動(dòng)操作中可能出現(xiàn)的鐵水外溢現(xiàn)象，對(duì)于避免重大安全事故起到了很好的作用^［５］。

４．２　收益分析

根據(jù)山東鋼鐵集團(tuán)萊蕪分公司的實(shí)際案例，在每月的運(yùn)行中，因?yàn)闅鈮翰环€(wěn)最少會(huì)導(dǎo)致２次以上的減風(fēng)現(xiàn)象，每一次減風(fēng)會(huì)致使約３５０ｔ的產(chǎn)量受到影響，這樣一年會(huì)減少產(chǎn)量約４　２００ｔ；另外還需要人工進(jìn)行檢修，這個(gè)過(guò)程也需要更多的人工費(fèi)用^［６］。由此可知，對(duì)擺動(dòng)流嘴進(jìn)行改造，可以實(shí)現(xiàn)約８４００ｔ／ａ的鐵產(chǎn)量提升，從而降低了生產(chǎn)成本。

５　結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的擺動(dòng)流嘴存在著手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大以及操作標(biāo)準(zhǔn)不夠等問(wèn)題，通過(guò)進(jìn)行優(yōu)化，采用電動(dòng)代替手動(dòng)，可以避免由于氣壓不穩(wěn)以及氣動(dòng)系統(tǒng)故障所帶來(lái)的問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)流嘴使用的穩(wěn)定安全，提高產(chǎn)量。

參 考 文 獻(xiàn)

［１］李光遠(yuǎn)．?dāng)[動(dòng)流嘴在高爐煉鐵中的應(yīng)用［Ｊ］．中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，２０１３，２１（４）：１１０．

［２］唐龍燕，張惠興，余利華，等．鎂砂加入量對(duì)鋁鎂質(zhì)擺動(dòng)流嘴預(yù)制件性能的影響［Ｊ］．耐火材料，２０１１，４５（２）：１１８－１１９．

［３］黃麗香，劉艷，何家梅，等．煉鐵用擺動(dòng)流嘴澆注料性能的提高［Ｃ］∥２０１５耐火原料學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集．青島：中國(guó)金屬學(xué)會(huì)耐火材料分會(huì)，２０１５．

［４］張琦，姚彤輝，蔡九菊，等．高爐煉鐵過(guò)程多目標(biāo)優(yōu)化模型的研究及應(yīng)用［Ｊ］．東北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，２０１１，３２（２）：２７０－２７３．

［５］周平，李瑞峰，郭東偉，等．高爐煉鐵過(guò)程多元鐵水質(zhì)量指標(biāo)多輸出支持向量回歸建模［Ｊ］．控制理論與應(yīng)用，２０１６，３３（６）：７２７－７３４．

［６］潘瑤，李莉．基于改進(jìn)型偏最小二乘法的高爐煉鐵工序能耗預(yù)測(cè)方法［Ｊ］．計(jì)算機(jī)應(yīng)用，２０１２，３２（ｚ２）：５１－５３．