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【摘 要】 环形冷却机是红热烧结矿与成品整粒间的过渡环节，是烧结工艺中最为重要的也是工作环境最为恶劣的设备之一。该设备运行是否是稳定，将对烧结生产产生很大的影响。本文针对宝钢不锈钢炼铁厂1#烧结环冷机组跑偏故障为出发点，从设备组成结构、故障现象、原因分析、数据测量及调整方法等方面进行了阐述。通过这些改造措施，解决了环形冷却机跑偏而影响生产的问题。
【关键词】 环冷机；轨道；标高；测量；调整
1 引言
炼铁烧结矿从烧结机机尾卸下，温度达750～850摄氏度，若将它们直接送入高炉料槽，则需要使用专门的矿车和铁路专用线，而将烧结矿冷却后，就可以直接用皮带运输机运送。皮带运输相对铁路运输不仅成本低、效率高，而且使用冷矿可以延长高炉矿槽、上料系统以及炉顶使用寿命，减少维修量。
烧结矿冷却方法有很多种，而不同的冷却方法对在实际现场的设备故障有一定的影响。按冷却介质可分为水冷却、空气冷却以及空冷和水冷相结合的三种方法。无论采用哪种方法，都是根据冷却介质通过赤热烧结矿层，通过传导、对流、幅射等传热方式，将热量带走这个原理进行的。目前宝钢不锈钢炼铁厂1#烧结环冷机组所采用的主要方法为强制式机械通风冷却，属于空气冷却一类。
宝钢不锈钢炼铁厂1#烧结环冷机组环式冷却机台车利用率高，由于长期高负荷的运转，支撑台车的轨道发生了相对沉降，本文着重阐述的是机组内外轨标高的测量工艺和调整方法。
2 环冷机组设备概况
2.1设备主要组成
宝钢不锈钢炼铁厂1#烧结环冷机组由电机、减速机、摩擦轮及摩擦片等组成的驱动装置驱动，回转中径30米。其本体由冷却台车和走行轨道、回转框架、集尘罩及风箱等组成。另外还有给、排矿溜槽、冷却机台架、排气管、落矿回收粉料输送机、板式给矿机、冷却风机等设备和构件，构成了整个环形冷却机。环式冷却机是一种机械通风机型，风机鼓入的气体通过风箱和台车篾板，穿过料层，将块矿热量带走，使烧结矿温度降至工艺要求，设备平面布置见图2-1。
图2-1 烧结环冷设备平面布置图
2.2环冷机台架与轨道
环冷机台架是由普通钢材用螺栓组装成的结构件，整个台架用螺栓安装在基础上。在环冷机的台架上设置了对台车运行起导向作用的内外水平走行轨道支承梁，承受着台车和回转框架的重量。在台架内侧的柱子上设置了支承侧轨的承受梁。环冷机水平轨道内圈轨道直径25.9米，外圈轨道直径34.1米，轨道规格50kg/m。
2.3环冷机驱动机构
环冷机的驱动机构采用的是摩擦传动方式，由两台VP180L—8W电动机通过￠1000摩擦轮驱动，摩擦轮采用合金钢铸成，表面进行高频淬火。下侧的摩擦轮为驱动用主动轮，用键固定在锻钢轴上，此轴通过内装双列向心球面滚动轴承的轴承座固定在驱动台板上。上部摩擦轮为从动轮，设有支杆和蝶型弹簧，使从动轮产生适当的压力，作为摩擦轮与摩擦板之间的夹紧力，此力大小通过弹簧可以调整，以保证摩擦驱动，设备结构立面图见图2-2。
图2-2 设备结构立面图
3 现象及原因
3.1机组跑偏现象及分析
环冷机组日常工作频率高，工作环境温度高粉尘大，长期的高负荷引起轨道相对标高误差超标，而导致环冷机组结构发生沉降或变形，车轮啃轨，机组出现跑偏现象，致使环冷机回转框架与驱动部摩擦轮发生剧烈碰撞，甚至将驱动部摩擦轮轴承挤压、挤碎，从而发生设备抢修事故，造成烧结机停产，严重影响高炉的正常生产。
环形冷却机的重要组成部分为台车，台车内外车轮分别在内外轨道上运行，内外轨道由钢结构框架支撑。由于长年的高负荷运行，结构框架受到了腐蚀、基础承降、内外圈的工作温度不一致等因素导致了框架变形，主要表现在沿着高度方向。最近一次检测结果表明，机组环形轨道的圆度是符合规范标准的，而内轨与外轨最高的相对标高差最高达到12毫米，这样导致了内外轨道不再是水平的，而是由内向外的倾斜，所以环冷机内外轨道标高超差是引起台车跑偏故障现象的主要因素。
3.2驱动过载现象及分析
环冷车在运行过程中经常出现磨擦轮与磨擦板接触不良，驱动力异常变大，驱动电机过载跳电现象。环冷机的运行是由磨擦轮磨擦与设备本体相连的磨擦板而进行的。正常运行时，磨擦轮与磨擦板应处于压紧状态，当台车轨道标高超差时，台车运行轨迹也会相应在垂直方向发生波动，当两轨相对标高超差过大时势必会对驱动机构造成额外的负担。
另外也经常出现内、外侧轮过度磨损或者侧轮损坏导致不可以转动，侧轮由滚动摩擦变成滑动摩擦，致使环冷机驱动力变大，也是导致驱动轮过负荷的原因之一。
4 轨道标高数据测量
4.1测点分布
以环冷机组中心塔为测量基点，测量除曲轨以外的内轨标高数据，作为调整的基准，测量示意图如图4-1所示。各测点平面布置见图4-2，将水准仪放置在中心塔，自左向右每个3米设置一个测点，共测点18处，见图4-1、4-2。
图4-1 测量示意图
图4-2 测点平面布置图
4.2数据分析
在测得内轨标高后进行数据分析，得出各测量点需要调整的方向，是向上调整还是向下调整，以及需要调整的数值，各测量点展开图见图4-3。
图4-3 轨道测点展开图
选取内轨18个测量点的平均值1050为基准点，折算各點的偏差值，内轨标高数据及偏差见表4-1，外轨相对内轨在同一径向上标高偏差值见表4-2。由两表测量数据分析，内轨自身偏差最大值为6mm，偏差值超过3mm的有7个点；而内外轨之间相对偏差值最大值为12mm，并且偏差值超过3mm的达到14个点。由两组数据分析，环冷机组跑偏的主要因素应为外轨相对内轨的标高偏差较大而引起的。 表4-1 内轨测点标高数据及偏差表
测量点 测量数据 相对偏差 测量点 测量数据 相对偏差
1 1051 -1 10 1053 -3
2 1049 1 11 1048 2
3 1043 3 12 1054 -4
4 1052 -2 13 1055 -5
5 1045 5 14 1056 -6
6 1050 0 15 1049 1
7 1051 -1 16 1052 -2
8 1049 1 17 1051 -1
9 1047 3 18 1049 1
表4-2 外轨相对内轨标高偏差表
外轨对应点 相对偏差 外轨对应点 相对偏差
1' -2 10' -9
2' 2 11' -7
3' 5 12' -3
4' 2 13' -4
5' -6 14' -7
6' -4 15' -8
7' -8 16' -4
8' -10 17' -2
9' -12 18' -3
5 轨道调整
5.1调整标准
轨道接头处两轨高度差不超过0.5mm，在每3米范围内各处相对高差不超过2mm，全长范围内不超过3mm，内外轨面对应点标高公差不超过2mm。
5.2调整的方法和工艺
5.2.1由表4-1，根据各测点数据，对于偏差超过±2的进行调整，共计10点，在将内轨调整到位后，再以内轨为基准调整外轨。
5.2.2调整前按段割除轨道压板，在每段支撑梁的两头使用起轨器与100t千斤顶配合将台车与轨道同步顶起，顶升高度3～5mm，以能方便抽取或垫设调整垫板为标准，起顶装置及方式见图5-1。
5.2.3在轨道顶起后，根据测量数值在轨道与支座之间增加或减少垫板，来达到调整的目的，垫片厚度由1mm和2mm兩种规格进行配对组合，另预备一部分5mm厚垫板用作标高差距较大位置的调整。
5.2.4调整的顺序是先调整内轨本身水平标高的偏差，调整完后再以内轨为基准轨调整外轨与内轨在同一径向上两点的标高差，两轨之间相对标高的测量和调整方式见图5-2。
图5-2 内外轨对应点标高测量及调整
内外轨标高的测量和调整通过一套专用装置以水管来连通，进行两根轨道在同一径向上两个点的标高测量及调整，该套内外轨相对标高测量调整装置结构形式见图5-3所示。
图5-3 轨道相对标高测量装置
6 结束语
针对环冷机在运行过程中表现出的故障现象，根据不同的原因应采取不同的处理方法。比如说台车跑偏的原因可能有多方面因素引起的，就要逐一对其分析，并根据测量数据对其判断，制定具有针对性的调整方案，才能彻底解决设备在运行过程中存在的问题。本次大修是在环冷机组圆形轨道的圆度测量这项指标未超标的基础上，对轨道的水平标高进行的测量和调整，确保内外轨道的高度差在标准的范围内，减少了在设备在工作状态下的不稳定性，并利用此次大修的机会对磨损较为严重的车轮进行更换，最终使设备达到了良好的运行状态。
参考文献：
1、《烧结机械设备工程安装验收规范》GB50402-2007
2、《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-2009
3、汪用澎，张信《大型烧结设备》，北京机械工业出版社，1997.8
【关键词】 环冷机；轨道；标高；测量；调整
1 引言
炼铁烧结矿从烧结机机尾卸下，温度达750～850摄氏度，若将它们直接送入高炉料槽，则需要使用专门的矿车和铁路专用线，而将烧结矿冷却后，就可以直接用皮带运输机运送。皮带运输相对铁路运输不仅成本低、效率高，而且使用冷矿可以延长高炉矿槽、上料系统以及炉顶使用寿命，减少维修量。
烧结矿冷却方法有很多种，而不同的冷却方法对在实际现场的设备故障有一定的影响。按冷却介质可分为水冷却、空气冷却以及空冷和水冷相结合的三种方法。无论采用哪种方法，都是根据冷却介质通过赤热烧结矿层，通过传导、对流、幅射等传热方式，将热量带走这个原理进行的。目前宝钢不锈钢炼铁厂1#烧结环冷机组所采用的主要方法为强制式机械通风冷却，属于空气冷却一类。
宝钢不锈钢炼铁厂1#烧结环冷机组环式冷却机台车利用率高，由于长期高负荷的运转，支撑台车的轨道发生了相对沉降，本文着重阐述的是机组内外轨标高的测量工艺和调整方法。
2 环冷机组设备概况
2.1设备主要组成
宝钢不锈钢炼铁厂1#烧结环冷机组由电机、减速机、摩擦轮及摩擦片等组成的驱动装置驱动，回转中径30米。其本体由冷却台车和走行轨道、回转框架、集尘罩及风箱等组成。另外还有给、排矿溜槽、冷却机台架、排气管、落矿回收粉料输送机、板式给矿机、冷却风机等设备和构件，构成了整个环形冷却机。环式冷却机是一种机械通风机型，风机鼓入的气体通过风箱和台车篾板，穿过料层，将块矿热量带走，使烧结矿温度降至工艺要求，设备平面布置见图2-1。
图2-1 烧结环冷设备平面布置图
2.2环冷机台架与轨道
环冷机台架是由普通钢材用螺栓组装成的结构件，整个台架用螺栓安装在基础上。在环冷机的台架上设置了对台车运行起导向作用的内外水平走行轨道支承梁，承受着台车和回转框架的重量。在台架内侧的柱子上设置了支承侧轨的承受梁。环冷机水平轨道内圈轨道直径25.9米，外圈轨道直径34.1米，轨道规格50kg/m。
2.3环冷机驱动机构
环冷机的驱动机构采用的是摩擦传动方式，由两台VP180L—8W电动机通过￠1000摩擦轮驱动，摩擦轮采用合金钢铸成，表面进行高频淬火。下侧的摩擦轮为驱动用主动轮，用键固定在锻钢轴上，此轴通过内装双列向心球面滚动轴承的轴承座固定在驱动台板上。上部摩擦轮为从动轮，设有支杆和蝶型弹簧，使从动轮产生适当的压力，作为摩擦轮与摩擦板之间的夹紧力，此力大小通过弹簧可以调整，以保证摩擦驱动，设备结构立面图见图2-2。
图2-2 设备结构立面图
3 现象及原因
3.1机组跑偏现象及分析
环冷机组日常工作频率高，工作环境温度高粉尘大，长期的高负荷引起轨道相对标高误差超标，而导致环冷机组结构发生沉降或变形，车轮啃轨，机组出现跑偏现象，致使环冷机回转框架与驱动部摩擦轮发生剧烈碰撞，甚至将驱动部摩擦轮轴承挤压、挤碎，从而发生设备抢修事故，造成烧结机停产，严重影响高炉的正常生产。
环形冷却机的重要组成部分为台车，台车内外车轮分别在内外轨道上运行，内外轨道由钢结构框架支撑。由于长年的高负荷运行，结构框架受到了腐蚀、基础承降、内外圈的工作温度不一致等因素导致了框架变形，主要表现在沿着高度方向。最近一次检测结果表明，机组环形轨道的圆度是符合规范标准的，而内轨与外轨最高的相对标高差最高达到12毫米，这样导致了内外轨道不再是水平的，而是由内向外的倾斜，所以环冷机内外轨道标高超差是引起台车跑偏故障现象的主要因素。
3.2驱动过载现象及分析
环冷车在运行过程中经常出现磨擦轮与磨擦板接触不良，驱动力异常变大，驱动电机过载跳电现象。环冷机的运行是由磨擦轮磨擦与设备本体相连的磨擦板而进行的。正常运行时，磨擦轮与磨擦板应处于压紧状态，当台车轨道标高超差时，台车运行轨迹也会相应在垂直方向发生波动，当两轨相对标高超差过大时势必会对驱动机构造成额外的负担。
另外也经常出现内、外侧轮过度磨损或者侧轮损坏导致不可以转动，侧轮由滚动摩擦变成滑动摩擦，致使环冷机驱动力变大，也是导致驱动轮过负荷的原因之一。
4 轨道标高数据测量
4.1测点分布
以环冷机组中心塔为测量基点，测量除曲轨以外的内轨标高数据，作为调整的基准，测量示意图如图4-1所示。各测点平面布置见图4-2，将水准仪放置在中心塔，自左向右每个3米设置一个测点，共测点18处，见图4-1、4-2。
图4-1 测量示意图
图4-2 测点平面布置图
4.2数据分析
在测得内轨标高后进行数据分析，得出各测量点需要调整的方向，是向上调整还是向下调整，以及需要调整的数值，各测量点展开图见图4-3。
图4-3 轨道测点展开图
选取内轨18个测量点的平均值1050为基准点，折算各點的偏差值，内轨标高数据及偏差见表4-1，外轨相对内轨在同一径向上标高偏差值见表4-2。由两表测量数据分析，内轨自身偏差最大值为6mm，偏差值超过3mm的有7个点；而内外轨之间相对偏差值最大值为12mm，并且偏差值超过3mm的达到14个点。由两组数据分析，环冷机组跑偏的主要因素应为外轨相对内轨的标高偏差较大而引起的。 表4-1 内轨测点标高数据及偏差表
测量点 测量数据 相对偏差 测量点 测量数据 相对偏差
1 1051 -1 10 1053 -3
2 1049 1 11 1048 2
3 1043 3 12 1054 -4
4 1052 -2 13 1055 -5
5 1045 5 14 1056 -6
6 1050 0 15 1049 1
7 1051 -1 16 1052 -2
8 1049 1 17 1051 -1
9 1047 3 18 1049 1
表4-2 外轨相对内轨标高偏差表
外轨对应点 相对偏差 外轨对应点 相对偏差
1' -2 10' -9
2' 2 11' -7
3' 5 12' -3
4' 2 13' -4
5' -6 14' -7
6' -4 15' -8
7' -8 16' -4
8' -10 17' -2
9' -12 18' -3
5 轨道调整
5.1调整标准
轨道接头处两轨高度差不超过0.5mm，在每3米范围内各处相对高差不超过2mm，全长范围内不超过3mm，内外轨面对应点标高公差不超过2mm。
5.2调整的方法和工艺
5.2.1由表4-1，根据各测点数据，对于偏差超过±2的进行调整，共计10点，在将内轨调整到位后，再以内轨为基准调整外轨。
5.2.2调整前按段割除轨道压板，在每段支撑梁的两头使用起轨器与100t千斤顶配合将台车与轨道同步顶起，顶升高度3～5mm，以能方便抽取或垫设调整垫板为标准，起顶装置及方式见图5-1。
5.2.3在轨道顶起后，根据测量数值在轨道与支座之间增加或减少垫板，来达到调整的目的，垫片厚度由1mm和2mm兩种规格进行配对组合，另预备一部分5mm厚垫板用作标高差距较大位置的调整。
5.2.4调整的顺序是先调整内轨本身水平标高的偏差，调整完后再以内轨为基准轨调整外轨与内轨在同一径向上两点的标高差，两轨之间相对标高的测量和调整方式见图5-2。
图5-2 内外轨对应点标高测量及调整
内外轨标高的测量和调整通过一套专用装置以水管来连通，进行两根轨道在同一径向上两个点的标高测量及调整，该套内外轨相对标高测量调整装置结构形式见图5-3所示。
图5-3 轨道相对标高测量装置
6 结束语
针对环冷机在运行过程中表现出的故障现象，根据不同的原因应采取不同的处理方法。比如说台车跑偏的原因可能有多方面因素引起的，就要逐一对其分析，并根据测量数据对其判断，制定具有针对性的调整方案，才能彻底解决设备在运行过程中存在的问题。本次大修是在环冷机组圆形轨道的圆度测量这项指标未超标的基础上，对轨道的水平标高进行的测量和调整，确保内外轨道的高度差在标准的范围内，减少了在设备在工作状态下的不稳定性，并利用此次大修的机会对磨损较为严重的车轮进行更换，最终使设备达到了良好的运行状态。
参考文献：
1、《烧结机械设备工程安装验收规范》GB50402-2007
2、《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-2009
3、汪用澎，张信《大型烧结设备》，北京机械工业出版社，1997.8