钻杆卡具是某进口液压开铁口机的关键核心零件,是用于固定钻杆的装置。该钻杆卡具采用螺纹连接,因该种连接只能在一个方向上进行连接和调整,所以无法实现钻杆的反方向旋转。另外,由于螺纹表面受损时,会产生氧化层进一步损伤,这种氧化层还使得螺纹连接的咬死现象经常发生,导致钻杆无法更换,高炉被迫停炉。为了解决这一难题,把钻杆改为凹槽,采用方销穿过凹槽与钻杆卡具固定,限定钻杆的轴向窜动和径向跳动,保证了钻杆转动平稳,易于拆卸,实现了正反方向转动。同时,选用特殊的合金结构钢,巧妙设计加工工序,制备的钻杆卡具完全能够适应并满足该进口液压开铁口机的工作条件与性能要求。

连接体是液压泥炮的关键零部件,工作时它正好处在高炉流铁沟正上方,距流铁沟100 mm。由于高温辐射作用时间较长,连接体内部炮泥出现偏析迅速干燥,泥质形成硬壳,导致无法堵上出铁口,迫使高炉停炉。为解决这一难题,将连接体设计成锥管结构,锥管壁为空心,空心体内部设置加强筋,隔热材料填满空心体后用盖板压紧并焊死。此设计既提高了隔热效果,又使连接体具备抗老化、耐高温等特性,使其适用于各种系列的液压泥炮,最高耐温可达1 000℃。此设计解决了液压泥炮堵铁口过程中连接体内部炮泥受热硬化、结焦、板结的难题,替代了长期以来使用外绕水管和外挂隔热板的落后方式,提高了液压泥炮稳定、安全、长期运行的可靠性。

过渡体是德国进口TMT液压泥炮关键核心零件,外部形状和结构极其复杂,它的各个安装表面均需要多次加工和修复,尺寸和技术条件要求非常严格,由于工作环境恶劣导致失效损坏,无备件更换,高炉被迫停炉。为了解决这一难题,选用特殊的合金结构钢,特别是材料中包含稀土元素,提高强度、耐磨性和抗腐蚀能力,增强材料耐冲击疲劳性能。巧妙设计加工工序,一气呵成,并且减少装夹和固定次数,提高加工精度。制备的液压泥炮过渡体,完全能够满足德国进口TMT液压泥炮的工作条件与性能要求,实现国产化替代。

液压凿岩机是高炉开铁口机的核心部件,安装质量直接影响到其工作效率、应用成本和效益创造。其配合尺寸和形位公差要求非常严格,而且现场位置空间狭窄,大型吊装设备无法靠近。针对上述存在问题,钻杆卡具的安装利用自制非标准成型工具,确保钻杆连接孔轴线与基准轴线同轴度公差为Φ0.01 mm;增设凿岩机链条导轮装置,避免跳齿、脱链、甩掉现象,减少故障和磨损,延长凿岩机链条使用寿命;发明一种液压凿岩机专用维修工具,避免直接装夹花键的工作面,确保安装质量,提高功效5倍以上。

高炉液压泥炮结构复杂,安装在高炉夹缝之间,紧靠炉壳,空间狭窄。针对其更换困难问题,提出了在不停炉情况下更换施工工法,根据起重重量及施工现场最大起吊高度确定吊装顺序,预先设置吊装工具,解决了各种大型吊装设备无法靠近的难题;采用预安装法,多工序平行作业,事先把零件安装成部件,再把各部件组装成整机液压泥炮,施工工期由原来72 h缩短至24 h。

进口TMT液压泥炮泥缸为易损部件,使用过程中泥缸内表面逐渐磨损,出现漏泥现象。针对上述问题,采取了将TMT液压泥炮泥缸内壁扩孔、辉光离子氮化处理、珩磨措施,采取增大泥塞直径和泥缸外部包裹焊接加固等措施,不仅解决了由于泥缸漏泥堵不上出铁口,使高炉被迫停产的难题,而且提高了液压泥炮的使用率,延长了泥缸的使用寿命,降低了生产成本。

液压开铁口机是高炉炼铁关键设备之一,其性能直接影响高炉的正常运行。目前,国内大型高炉使用的液压开铁口机均由国外进口,虽性能较优越,但价格昂贵,维修配件难以采购,给现场维护工作带来了不便,也增加了高炉炼铁维修成本。针对上述问题,对进口液压开铁口机从原理、设计理论等方面进行分析论证,对关键零部件的尺寸设计进行优化,同时,通过对关键零部件的材质和热处理工艺进行对比,对液压开铁口机的支座、回转机构、吊挂机构、钻架机构及液压系统进行改造,有效提升了液压开铁口机综合使用性能,实现液压开铁口机整机国产化,解决了国内钢铁工业领域大型高炉液压开铁口机关键技术瓶颈。

针对进口液压泥炮泥缸出现内表面磨损、变形、缸体炸裂等现象迫使设备停机,进口泥缸价格昂贵、交货期长等问题,采用含钕特殊合金钢和淬火+回火热处理加工工艺,制备了国产液压泥炮泥缸,完全满足进口液压泥炮的工作条件与性能要求,可以实现替代进口泥缸,满足生产的需要,单个泥缸可降低备件成本16万元。

为了解决机械传动指针式高炉液压泥炮打泥量装置只能估测打泥量、偏差大、无法准确控制铁口深度的难题,采取了将齿轮流量计串联在打泥液压缸的无杆腔油路上,用编码器和计算机运算,数字显示的方法,实现液压泥炮打泥量全程、时时、动态容积监控,从而达到精确控制打泥量。不仅解决了液压泥炮打泥量不准确问题,铁口平均合格率由原来65%提高至98.5%,每次打泥量的误差控制在0.001 m^(3)以内,而且提高了炮泥的使用率,减少炮泥的使用量,具有显著的经济效益。

为了快速判断在线使用的液压缸是否存在内泄,根据液压缸活塞无杆腔面积大于有杆腔面积,推力与面积成正比,在同一液压力作用下,无杆腔所受推力大于有杆腔所受推力这一特点。采取了把液压缸活塞杆全部缩回后,将活塞杆与外负载分离,关闭无杆腔截止阀,打开有杆腔截止阀,然后,通过电磁换向阀使液压缸活塞杆继续缩回,同时观察液压缸活塞杆是否向外伸出的方法,可以迅速判断出液压缸是否内泄。简单、快速、准确,而且内泄漏量可以通过公式准确算出,大大降低维修成本。