80t 轉爐傳動側剖分式耳軸軸承更換新技術

李東平，姜長順，劉 正

（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司煉鋼廠，湖南 湘潭 411101）

轉爐耳軸軸承裝置是轉爐傾動的重要部分，支撐著包括爐體，液態金屬，鋼渣，托圈及其附件的全部重量和半懸掛減速機的重量，在半懸掛傾動機構中傾爐傾動時還要承受來自扭矩平衡裝置的反作用力，還有兌鐵和加廢鋼時鋼水罐和廢鋼槽的沖擊力。其工作特點為高溫高載，運轉頻繁，一般轉動角度大約在280°-290°之內，軸承零部件常處于局部工作。此外工作時還受到嚴重的噴濺鋼渣和灰塵的影響，工作環境較為惡劣。早在2010 年1 月，我廠1# 轉爐傳動側剖分式耳軸軸承出現保持架和滾珠損壞，臨時更換軸承造成停產4天的重大設備事故，這種設備事故在國內很多同類型鋼廠都曾有出現過，無論哪家鋼廠，發生該類事故都會對整個公司的生產造成非常嚴重的影響，因此，當該類事故發生時或定期計劃性更換軸承時，在保證檢修質量的前提下，如何最大程度的縮短工期，值得去探索，但由于很多鋼廠包括我廠在曾經的更換傳動側耳軸軸承都是采用的頂轉爐托圈的方法，這種方案雖然成熟，穩妥，但需耗費大量的材料和人力去制作安裝頂爐支撐，且用時較長，不是最科學的方法，而新的從單側頂爐的方案通過理論計算和演示后，可以省去十幾萬元的材料費用，縮短至少一天的工期，也是同行里一項非常值得推廣的挖潛增效工作。

1 我廠3# 轉爐耳軸軸承的基本情況

湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司煉鋼廠3#80t 轉爐于2001 年9 月投產，爐體傳動側耳軸軸承為方便后期的備件更換，采用的是剖分式雙列向心調心輥子軸承，壽命不及整體式軸承，一般定于2～3 個爐役期間換一次剖分式耳軸軸承，4～5 個爐役期間更換一次整體式耳軸軸承，該轉爐傳動側耳軸軸承上次更換時間是2014年5 月22 日，至今已穩定運行2 個爐役，由于本次爐役需更換3 段煙道，時間較長，是穿插進行傳動側耳軸軸承更換的好時機。

2 工程概況

湘鋼80 t 轉爐本體設備重量包括轉爐爐殼、托圈、傾動裝置、其它附件等，總重約350 t（事故搶修時還應加上爐體耐材、溜渣板的重量），其中本次需更換的剖分式雙列向心調心輥子軸承公稱外徑DN900，軸承重量為1650 kg，轉爐本體組成如圖1 所示。

3 施工方法

（1）老方法：爐口朝上，松開爐體兩側兩個軸承的軸承端蓋螺栓，在爐下軌道上鋪上2 張2 m×4 m×0.2 m 的厚鋼坯，再把事先制作好的4 根大立柱按位置要求立到托圈下方并連接固定，然后用4 個150 t 液壓頂同時工作將托圈頂起達到更換軸承的條件。此方法以往在湘鋼用過多次，臨時搶修更換該剖分軸承需4 天時間，爐役檢修期間需3 天時間。

（2）探索新方法：老方法中布置和拆除4 根立柱頂爐的工作量大，工期長，因此探索的新方法就是將這個頂托圈的方法改為頂傳動側耳軸（圖3 正下方），參照該軸承圖紙和技術參數，只需將傳動側耳軸軸承中心線位置頂起10mm 就完全能夠滿足更換剖分式軸承的空間要求。

（3）新方法存在的技術難題。1）頂爐時采用的千斤頂如何選型，是一個還是幾個？若只用一個千斤頂，如果在作業時出了問題導致泄壓會造成什么樣的后果？是否有預案？如果用多個頂那么如何布局？2）由于轉爐本體重量大，單側頂耳軸如何確保頂起后爐體不會往兩側滑動而產生偏移；3）傳動側軸承被頂起10mm 的高度后，這對非傳動側軸承是否會有影響，如何進行精確的模擬計算和分析？

圖1 爐體系統總成簡圖

3.1 理論計算

如圖2 所示：通過查閱圖紙得知，傳動側軸承中心線到非傳動側軸承中心線距離b=8989.5 mm，非傳動側左列滾動體到右列滾動體的中心距a=183 mm，當傳動側軸承提升高度h2=10 mm 時，需求出非傳動側左列軸承提升高度h1數值，通過計算公式h1/h2=a/b 即h1/10=183/【8989.5+（183/2）】可以得出h1=0.202 mm，查閱竣工圖上該軸徑向游隙為0.48 mm-1.32 mm，頂爐過程中，非傳動側軸承左列滾動體的游隙變化在技術參數許可范圍內，所以該方法可行。

圖2 傳動側與非傳動側軸承位移關系圖

3.2 具體實施方法

（1）前期工機具和材料準備，見表1。

（2）前期制作。按照耳軸的直徑用30 mm 厚鋼板制作一個弧面支座（圖3），托座下面用直徑377×20 的厚皮管和30 mm 厚鋼板制作并焊固一個支撐千斤頂的工作平臺（圖4），下20 塊200×200×30 mm 鋼板料用于塞千斤頂墊高。

（3）焊定位板防止爐體偏移。在軸承與減速機之間的耳軸兩側的地面，焊兩塊筋板夾著耳軸，防止耳軸在被頂起后脫離了軸承座而跑偏。

（4）拆除軸承座端蓋和上蓋。先拆除外側端蓋，在軸承座上層平臺梁上設置2 t 導鏈，提前在軸承座螺栓處噴些松動劑，采用30 mm 厚鋼板制作扳手，松開螺栓后用倒鏈吊起軸承座上蓋。

（5）千斤頂選用的選用和安裝。千斤的選用大于爐體總重350 t*70%=245 t 的型號，這里采用一個250 t 千斤頂，同時在傾動二次減速機下方的2 個緩沖座旁再用同樣方法安裝2 臺200 t 千斤頂，用來頂起傳動減速機和扭力桿系統（圖5）同時起到分擔主頂壓力和防止主頂出現故障泄壓情況發生，在頂起之前需將扭力桿兩頭的座子螺栓松開。

（6）頂爐拆除軸承作業。開起主頂，兩個副頂同步跟緊主頂，使傳動側耳軸滾動體與軸承下半外圈分開10mm 間隙，然后開始拆除剖分式軸承上下部分，拆除完軸承后對耳軸進行檢查和探傷。

表1 工機具和材料準備

圖3 弧面支座

圖4 千斤頂支撐柱

圖5 二次減速機下安裝的千斤頂

（7）安裝新軸承作業。安裝軸承時先安裝剖分式軸承的下半部分的外圈和滾動體，下半部分裝入后緩慢降低千斤頂，讓爐體完全壓在軸承上，然后安裝軸承上半部分，上下部分一定要對齊，不能錯位錯臺；確保無誤后擰緊夾緊螺栓。

（8）安裝軸承外蓋。先安裝上蓋（要檢查內部羊毛氈匣，保證密封效果），再安裝端蓋，安裝時需均勻涂抹密封膠，緊固端蓋螺栓時力度要按圖紙的安裝要求，力矩過大螺栓容易斷裂，過小容易產生松動。

（9）潤滑。連接油管打入潤滑脂，要等到新油脂從端蓋邊擠出來為止。

4 結 語

轉爐傳動側軸承更換的整個施工過程與其他檢修項目同步，晝夜施工，新方案較以往節約了26 小時，大大縮短整個爐役大修工期，提前32 小時達產達效，也大大降低了勞動強度和施工費用，同時還為后續更換轉爐傳動側軸承提供了有利的經驗和數據支撐。