SCP机关键技术的研究与优化.pdf

4 燃科与化工 F u e l C h e m i c a lP r o c e 螂 M a r 2 0 1 2 V 0 1 4 3N o 2 S C P 机关键技术的研究与优化 乔海洋 ( 天津新港船舶重工有限责任公司重型机械厂，天津3 0 0 4 5 6 ) 摘要：S c P 机将捣固装置、装煤系统和推焦装置集合成一体，使分体捣固焦炉设备的单孔炭化室操作时间由 2 0 2 5 r a i n 缩短为1 1 1 2 m i n 。与传统的捣固焦炉炼焦设备相比，具有自动化程度高、生产效率高、维护量小和节 能环保等优点。文中对捣固装置、装煤系统和推焦装置关键技术的优化进行了详细阐述。 关键词：捣固装煤推焦S C P 机 中图分类号：T Q 5 2 0 5文献标识码：A文章编号：1 0 0 1 3 7 0 9 ( 2 0 1 2 ) 0 2 - - 0 0 0 4 - 0 4 R e s e a r c ha n d o p t i m i z a t i o no nk e yt e c h n o l o g yo fS C P m a c h i n e Q i a oH a i y a n g ( H e a v yM a c h i n e r yP l a n to fT i 趴j i nX i n g a n gS h i p b u i l d i n gH e a v yI n d u s t r yC o ，l a d ，T i a n j i n3 0 0 4 5 6 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：S C Pm a c h i n ei n t e g r a t e st h es t a m p i n gs y s t e m ，c h a r g i n gs y s t e ma n dp u s h i n gs y s t e ma so n eu n i t ， w h i c he n a b l e st h eo p e r a t i n gt i m ef o ro n eo v e no p e r a t e db yt h es p l i ts t a m p i n gc o k eo v e ne q u i p m e n tW a s r e d u c e df r o m2 0 2 5 m i nt oI1 1 2 m i n C o m p a r e dt ot h ee q u i p m e n tf o rc o n v e n t i o n a ls t a m p i n gc o k eo v e n ，i t i sc h a r a c t e r i z e db yh i g hd e g r e eo fa u t o m a t i o n ，h i g hp r o d u c t i o ne f f i c i e n c y ，l e s sm a i n t e n a n c e ，e n e r g y - s a v i n g a n dg o o de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n T h eo p t i m i z a t i o no fk e yt e c h n o l o g yo ft h es t a m p i n gs y s t e m ，c h a r g i n g s y s t e ma n dp u s h i n gs y s t e mW a sd e s c r i b e di nt h i sp a p e r K e yw o r d s ：S t a m p i n gC h a r g i n gP u s h i n g S C Pm a c h i n e 焦炉机械是炼焦过程中最主要的设备，它的性 能和水平直接影响钢铁企业的发展和对环境保护的 要求1 1 1 。天津新港船舶重工有限责任公司与德国 K O C H 公司合作，通过设计转化，成功地为唐山佳 华煤化工有限责任公司设计制造了3 台S C P 机， 并成功地应用于炼焦生产。研究S C P 机的关键技 术，有利于提升我国焦炉设备的设计和装备水平， 使之尽快地达到国际先进水平。 1S C P 机的构成与功能 S C P 机工作于焦炉机侧。采用两点对位方式对 焦炉炭化室进行操作。该机主要设有煤料储存和皮 带输送机构、捣固系统、钢结构、走行装置、装煤 装置、推焦装置、炉门启闭装置、炉门与炉门框清 扫装置、密封框装置以及吹扫炭化室顶部及侧面石 墨的超级气刀装置等。此外，还设有液压、集中润 滑、气动、空调、电气、装煤和推焦自动显示、记 收稿日期：2 0 1 1 0 9 埘 作者简介：乔海洋( 1 9 7 9 一) ，男工程师 录及自动定位系统等。各系统装置通过主控单元控 制协调。 在焦炉设备运行过程中。由皮带输送机将煤料 从S C P 机皮带给料系统连续运送到S C P 机的煤斗 内，煤斗里的煤料通过板式给料器输送到捣固箱 中。捣固系统安装在捣固箱上方当检测到捣固箱 底部有高3 0 0 r a m 左右的底煤时捣固机驱动捣固 锤上下移动。夯实捣固箱内的煤料，同时给料器层 次给煤，捣固机连续捣固，直到煤饼高度达到6 m 时停止捣固操作。装煤系统把捣固成形的煤饼送入 炭化室内，然后对下一孔炭化室进行推焦、捣固及 装煤操作。 2S C P 机捣固装置 S C P 机捣固装置由4 台6 锤互换式捣固小车和 2 台4 锤互换式捣固小车组成，共3 2 个捣固锤， 均匀地分布在捣固箱上方，通过变频电机和开式齿 万方数据 2 0 1 2 年3 月 第4 3 卷第2 期 燃料与化工 F u e I C h e m i c a lP r o c e s s e s 5 轮带动偏心弹性辊轮转动，从而实现捣固锤的上下 移动并砸实煤饼。每台捣固小车都由钢结构框 架、捣固锤和摩擦片、导向板、提升偏心弹性辊 轮、齿式制动器、安全挡和驱动站以及液压系统、 润滑系统、气动系统等组成。 偏心弹性辊轮组是捣固机的核心部件之一，它 的性能直接影响捣固锤的提升效果。S C P 机的捣固 机采用全新的设计理念弹性辊轮设计成半浮动凸 轮形式内置高强度弹性橡胶块，每根捣固锤对应 1 组弹性辊轮通过弹性辊轮组的凸轮缘挤压实现 捣圊锤的上下移动。根据煤饼捣固密度的要求 ( 1 O 一1 | 5 t m 3 ) 和捣固功的计算，弹性辊轮的浮动 凸轮缘设计成1 4 4 o 角旋转l 周捣固锤可提升 5 3 4 m m ，捣固频率为6 8 7 0 次r a i n 。 为了避免捣固时捣固小车的大幅振动对捣固 锤的落锤顺序也进行了优化设计。以6 锤捣固小车 为例，捣固锤的提升顺序见图1 。设定第1 组偏心 弹性辊轮处于即将开始提升的位置。第2 组弹性辊 轮处于第2 预备提升位置。第3 组弹性辊轮处于提 升最高点，即将落锤位置，第4 组弹性辊轮处于第 l 预备提升位置，第5 组弹性辊轮处于提升中间位 置，第6 组弹性辊轮处于落锤位置。如此设计可以 实现捣固锤按设定要求上下提升和降落。此起彼 伏。受力相互抵消能够降低捣固锤升降时对捣固 小车的振动影响，保证了捣固设备的稳定性和使用 性能。 户a X 、燎愿 於AA 饿瓣厂猫奈o 。 恻掣堪& 蠖y 唰V 影 态弧：! 赢鹰蒙嚼 哎罗涮唰斛 图16 锤捣固机捣固锤的提升顺序 捣固锤杆的提升制动也是一个关键问题，如果 制动性能不好会出现捣固锤提升不起的状况，从 而影响正常的装煤操作。S C P 机捣固机的提锤制动 装置采用半齿轮啮合和扇形制动器挤压制动相结 合的方式，可有效地实现提锤制动功能。仍以6 锤 捣固小车为例在1 根长轴上设置6 组扇形制动 器，中间捣固锤空档位置设置1 对啮合半齿轮组， 由液压缸驱动，实现制动器的打开和关闭。啮合齿 轮组和扇形制动器的工作状态见图2 。液压缸驱动 齿轮组旋转3 9 。，齿轮组带动长轴旋转实现扇形制 动器同样旋转3 9 。，从而实现松开捣固锤；反之， 捣固锤制动。因此。由程序控制液压缸反复几次操 作后，即可实现提锤制动功能。 每台捣固小车的驱动站都配有1 台3 7 k W 的电 机，变频驱动，实现捣固频率6 8 。7 0 次m i n 。捣固 煤饼的密度为1 O 1 1 5 t m 3 。同时，每台捣固小车 都配备有捣固锤杆到位检测传感器、捣固锤导向装 置和捣固锤起升计数装置等保证了捣固机的正常 硪厩弧 洌蛙。 运行和出现故障时能够及时地发现与维修。与传统 捣固焦炉设备相比，我们在捣固锤的驱动形式、摩 擦片的选型、捣固锤的制造等方面进行了改进，大 大降低了捣固机的维修次数。原国产捣固机因锤杆 变形、摩擦片脱落等。一般3 4 个月就得更换1 次 捣固锤唐山佳华投产的捣固机运行以来一切正 常大大提高了生产效率，降低了维护成本。 毋礤 刽险国陬 图2 捣固锤制动时啮合齿轮组和扇形制动器的状态 万方数据 6 燃料与化工 F u e l & C h e m i c a lP r o c s M 口2 0 1 2 V 0 1 4 3N o 2 3S C P 机装煤系统 S C P 机的装煤系统主要由给煤皮带、料仓、给 料器、装煤板、链条驱动站、捣固箱、后挡板、后 挡板拉回装置、后挡板锁闭和前挡板等组成。而装 煤板和链条驱动站以及捣固箱是其核心部件。装煤 板厚8 0 m m 、宽4 7 0 r a m ，采用优质合金钢制作。装 煤板通过链条驱动运行在导轨梁上。在润滑系统的 配合下可平稳快速地把煤饼送人炭化室内。 链条驱动站由变频电机、减速机、联轴器、制 动器和应急驱动液压马达等组成。不仅在正常工况 下可以驱动链条平稳运行，在停电等紧急情况下， 也可由液压系统应急部分驱动液压马达将装煤板快 速退回。以避免长时间在炭化室内被高温损坏。驱 动链条通过气动油雾润滑，并由链条导向托架支 撑。与原链条相比，使用寿命长、维护量低。 捣固箱由固定壁和活动壁组成。固定壁固定在 捣固站钢结构上活动壁在活动支撑和底部导向辊 轮的支撑下。由液压缸驱动实现横向移动。捣固箱 设计成由型材组成的钢结构框架，内衬1 0 + 2 不锈 钢复合板，其强度满足捣固时的需要。活动壁支撑 是保证捣固效果的关键部件，它由上下支撑座和活 动杆组成，活动壁关闭时活动杆与上下支撑座在一 条直线上，使捣固时活动壁处于锁死状态，保证捣 固煤饼的稳定性。捣固完成后，液压缸驱动活动壁 横向移动。活动壁支撑随之打开，使活动壁离开煤 饼2 9 r a m 。从而实现装煤板能够顺利地把煤饼送入 炭化室。为了减小捣固箱的涨箱量，在活动壁支撑 上设计了插拔式调整垫片。一旦发现捣固箱涨箱， 可以根据涨箱位置添加调整垫片。快速解决涨箱问 题保证捣固煤饼的成型尺寸，活动壁支撑见图 3 。捣固箱的改进设计有以下几个方面。 活动壁关闭烂 | 涨箱调整垫片 活动壁打开 冀 ；土；j 兰笛生：= ：士当 圈3 活动壁支撑 1 ) 老式捣固箱设计为2 个活动壁，每个活动 壁配有1 0 条液压缸，整个捣固箱配有2 0 条液压缸 来驱动活动壁的打开，使液压系统极为复杂，液压 系统和液压缸漏油等故障点特别多，维护困难。而 S C P 机只有1 个活动壁，仅靠3 条液压缸即可驱动 活动壁打开和关闭，大大简化了捣固箱的液压驱动 系统。降低了制造成本和维护成本。 2 ) 老式捣固箱2 个活动壁的运动方式是靠2 0 条液压缸同时动作实现纵向移动，瞬间减少煤饼的 支撑力。使煤饼塌裂的危险系数增大。而S C P 机 的活动壁在3 条液压缸的驱动下。靠特殊加工的斜 置导向轮的导向，仅在煤饼长度方向上横移 1 4 0 r a m 。使活动壁纵向打开2 9 m m ，在固定壁继续 扶持煤饼的情况下。可使煤饼平稳顺利地进入炭化 室内。 3 ) 为了避免装煤板弯曲变形而造成煤饼塌裂， S C P 机设置了辅助导轨装置，由