（鲅魚圈鋼鐵分公司煉鐵部）

一、概述
煉鐵高爐爐頂水冷齒輪箱是高爐爐頂布料的核心設備，由行星減速機（上部齒輪箱）和水冷齒輪箱（傳動齒輪箱）兩部分組成。通過傾動電機和旋轉電機的驅動可帶動布料溜槽進行獨立的旋轉動作和傾動以及兩種動作的若干種組合，從而實現爐料在爐內的螺旋布料、環形布料、定點布料和扇形布料等布料方式。
二、加強型水冷齒輪箱結構及工作原理
水冷傳動齒輪箱的結構原理圖（如圖一、圖二所示）

水冷傳動齒輪箱由行星差動結構、水冷傳動齒輪箱本體、傾動減速機三大部件組成。
上部齒輪箱把合在水冷傳動齒輪箱殼體的上面，它帶有兩個電機（旋轉電機和傾動電機），布料溜槽運動的動力就來自上部齒輪箱。上部齒輪箱輸出端兩個小齒輪與水冷傳動齒輪箱本體內的兩個大回轉軸承嚙合，兩個大回轉軸承的內圈與齒輪箱殼體固定，外圈可轉動。齒輪箱內部所有旋轉體均把合在上回轉軸承的外圈上。在下回轉軸承的下部把合有一大齒圈，大齒圈與下回轉軸承的外圈成為一體。
傾動減速機裝在水冷傳動齒輪箱里面的旋轉底盤上，傾動減速機上的小齒輪與大齒圈嚙合，傾動減速機的終端是懸掛溜槽的傾動軸。
旋轉電機和傾動電機可分別或同時將運動和動力通過上部齒輪箱傳至水冷傳動齒輪箱本體內的兩個大回轉軸承。
當旋轉電機動作而傾動電機制動時，上部齒輪箱行星差動結構使得上下回轉軸承作同一速度的轉動，上回轉軸承帶動整個齒輪箱內部的旋轉體作旋轉運動，布料溜槽隨之旋轉。大齒圈與傾動減速機上面的小齒輪之間無相對轉動，這樣溜槽便只有旋轉而無傾動。
當傾動電機動作而旋轉電機制動時，上回轉軸承不動，下回轉軸承通過大齒圈帶動傾動減速機上的小齒輪，傾動減速機便有了運動和動力的輸入，通過其內部一組蝸輪蝸桿帶動傾動軸轉動，從而驅使布料溜槽改變傾角。
當兩個電機同時動作時，由于行星差動原理，使得上下回轉軸承有速度差，這樣也使得大齒圈與小齒輪之間有相對運動，從而驅使布料溜槽在旋轉的同時傾動。
1、水冷齒輪箱傾動電流高
*原因分析：
（1）傾動減速機傾動軸、銅套磨損造成傾動電流高。其主要原因：潤滑不良，主要是潤滑油泵損壞（泵芯磨損、密封損壞、碟簧損壞等）或潤滑管路堵塞（油脂高溫凝結或雜物進入等），造成潤滑油無法進入，這也是傾動軸、銅套磨損的主要原因，從下圖軸表面無潤滑脂而形成的磨損溝痕。

（2）旋轉底盤受烘烤變形（爐頂高溫烘烤及齒輪箱底部耐火材料脫落），造成傾動軸孔不處在同一軸線上，傾動時2根傾動軸動作不一致, 造成傾動電流高，嚴重時可造成傾動減速機損壞。

（3）上部減速機渦輪、蝸桿磨損或兩側軸承損壞（油泵故障，使稀油無法進入蝸桿腔內，造成潤滑不良）；傾動減速機渦輪、蝸桿磨損，或軸承損壞（未定期更換油脂、裝配不良、旋轉底盤變形造成齒輪嚙合不好、螺栓松動等）。

（4）其他外部機械原因（如減速機螺栓松動，造成減速機聯帶傾動軸擺動）及電氣故障。
*解決方法：
（1）更換傾動減速機（現場更換傾動減速機）
（2）更換水冷齒輪箱
（3）更換電氣故障元件
（4）處理其他故障點
2、水冷齒輪箱旋轉電流高
*原因分析：

（1）旋轉底盤高溫形變（爐頂高溫烘烤及齒輪箱底部耐火材料脫落），造成旋轉時出現干涉現象。
（2）旋轉底盤處迷宮密封損壞，造成旋轉時卡阻。
（3）電機故障（如電機閘故障）。
（4）上部減速機故障。
（5）聯軸器損壞。
（6）電氣元件故障。
*解決方法：
（1）降低爐頂中心溫度，控制旋轉底盤變形量維持生產，待齒輪箱下線后處理。
（2）定修時更換迷宮密封。
（3）更換電機或調整電機閘。
（4）上部減速機減速機。

（5）更換聯軸器。

（6）更換電氣故障元件。
*原因分析：
（1）上部減速機傾動渦輪、蝸桿磨損、軸承損壞油泵故障，使稀油無法進入蝸桿腔內，造成潤滑不良。
（2）齒輪箱一段軸、二段軸軸承損壞。

（3）齒輪箱內部齒輪磨損（齒輪油油位過、裝配不良）低。

（4）實心軸、空心軸密封墊漏油（密封墊磨損、密封緊固螺栓未定期緊固）。
*解決方法：
（1）更換上部齒輪箱。

（2）擰緊、更換實心軸、空心軸密封。
3、齒輪箱漏水

*原因分析
（1）內部冷卻水管堵塞，造成上部水槽水位過高，兩根溢流管排水能力不足，Z終冷卻水從上部水槽溢出而進入高爐。

（2）回水管堵塞（雜物堆積），造成回水不暢使下部水槽水位過高，使冷缺水從齒輪箱內部溢出。

（3）冷卻水管法蘭連接處密封損壞，造成破損密封堵塞水管路及密封法蘭處漏水。

（4）冷卻水管由于腐蝕或高溫烘烤、氧化、或外部破壞力造成水管破損（鲅魚圈1#、2#高爐水管均出現過腐蝕、燒損情況）。

*解決方法：
（1）利用定修排查水管堵塞情況，并可用壓縮空氣、疏通機對堵塞管道進行通透。

（2）利用定修拆卸排水管將管道內堵塞無清除，如果堵塞物無法清理干凈，可增加排水管，以提高排水能力（現鲅魚圈兩座高爐均已增設排水管）。

（3）定期對管道進行酸洗，提高冷卻水流量。

（4）對冷卻水管破損部位進行修補，如破損嚴重無法焊補，可將此管道盲死，待更換水冷齒輪箱時更換水冷板。

三、加強型水冷齒輪箱的維護保養

引言：結合煉鐵高爐近些年對下線水冷齒輪箱的解體檢修，分析其失效原因，其中由高爐爐頂中心溫度持續偏高（爐頂中心溫度大于700 ℃，峰值高于1000 ℃---鲅魚圈4000m³級高爐的“發展中心”操作制度所形成的特殊煤氣流分布）引發的旋轉底盤高溫形變、潤滑不良、水冷系統故障原因引起的占85％以上。所以針對上述方面原因鲅魚圈煉鐵部現對齒輪箱采取以下防護措施，以延長齒輪箱的使用壽命。
1、齒輪箱溫度控制措施
（1）高爐操作人員控制爐頂溫度在200℃以下，爐頂打水應處于自動狀態，保證齒輪箱低于50℃（每天爐頂高溫不允許超過3次，每次低于10分鐘）。

（2）氮氣罐及管道設置遮陽棚、網，Z大限度降低氮氣溫度（鲅魚圈兩座高爐在氮氣罐上設置遮陽網，可降低氮氣溫度5℃）。

（3）增加水冷罐排污次數（排污時間由原來2小時改為40分鐘），排污水量：水冷罐水位由0.9米降至0.6米，保證冷卻水入水溫度控制在25℃以下。

（4）根據齒輪箱溫度調節氮氣流量，使齒輪箱溫度低于50℃。

（5）氮氣供能單位系統保證氮氣壓力大于0.45MPa。

（6）增加冷卻水的換熱能力（增加換熱面積），Z大限度降低冷卻水溫度。

（7）點檢人員日常使用測溫槍測量齒輪箱殼體表面溫度，確認其與齒輪箱測溫電偶顯示溫度一致。
2、定期防護措施

（1）采用齒輪箱底部噴涂技術，并且縮短爐頂齒輪箱底部噴涂的間隔時間，由原下線噴涂改為在線噴涂，避免因齒輪箱底部正對爐內中心，工作條件惡劣，長時間受爐頂高溫煤氣流沖刷、烘烤，造成齒輪箱底部保溫耐材脫落致使旋轉支撐體受高溫變形，迷宮密封板形變問題。尤其是在高爐操作中“ 出管道”或者爐頂溫度超過230℃時，由于熱負荷過大，齒輪箱底部水冷系統不能及時帶走過多熱量，造成旋轉支撐體及迷宮密封板變形，致使運行過程中有干涉現象，導致電機電流增大，嚴重時電流尖峰甚至造成電氣保護開關動作，電機停轉，齒輪箱停止工作。
（2）縮短爐頂齒輪箱水冷管道酸洗次數，由原1.5次/年改為1次/年，保證齒輪箱的冷卻水冷卻能力在16m³/m以上，以滿足正常生產時齒輪箱冷卻需求。
（3）每0.5年對齒輪箱下水槽進行清洗，同時對下水槽出水口進行清洗。
3、齒輪箱潤滑系統定期點檢維護

齒輪箱潤滑分為兩部分：旋轉齒輪潤滑系統、傾動齒輪潤滑系統
旋轉齒輪潤滑系統：旋轉齒輪潤滑系統為自動甘油潤滑，其通過安裝在傳動齒輪上的4個甘油分配器向27個單獨的甘油潤滑點（旋轉軸承旋轉環11個甘油潤滑點、傾動軸承旋轉環11個甘油潤滑點、星型齒輪3個甘油潤滑點、旋轉環2個甘油潤滑點）提供甘油，頻率為45分鐘。
傾動齒輪潤滑系統：為內裝甘油泵的自動甘油潤滑，每臺傾動齒輪配有2個干郵箱（每個甘油箱容積2.4L），甘油潤滑布料溜槽傾動軸銅套軸承，扇形齒段及相關小齒輪，共8個潤滑點，頻率為50批料打油1次。
（1）按點檢周期檢查潤滑分配器指針換向情況，及指針報警信號是否正常。

（2）定修拆開各潤滑油管出油口是否出油。

（3）定修手動操作自動潤滑泵連續供油，確認潤滑分配器換向情況。

（4）定修檢查甘油箱油位情況，并做好記錄，確認傾動齒輪潤滑系統正常工作。定修傾動齒輪潤滑系統潤滑泵運行情況，并根據實際給油量進行適當調整，并記錄好打油角度。

（5）定修傾動齒輪潤滑系統潤滑泵運行情況，并根據實際給油量進行適當調整，并記錄好打油角度。

四、效果評價

通過對水冷齒輪箱進行上述針對性的維護與保養，鲅魚圈高爐水冷齒輪箱的使用壽命顯著提高，對比鞍鋼本部水冷齒輪箱使用壽命提高3年，鲅魚圈煉鐵部水冷齒輪箱的使用壽命已達6年以上，可見其維護與保養成效顯著。