孙兆胜
（山东钢铁集团日照有限公司，山东日照２７６８００）
摘 要：在钢铁生产中，摆动流嘴在使用具有重要的作用。介绍了摆动流嘴造高炉炼铁中使用的重要作用以及其设备的组成，分析了摆动流嘴的使用现状，存在的一些问题和有效地改进措施，进行改造之后收益显著。
关 键 词：摆动流嘴；高炉炼铁；应用
在现代的钢铁冶炼高炉中，通常出铁量很大，因此较为传统的出铁厂单线铁路排铁水罐方法存在着诸多的问题，如罐位多、铁沟长以及出铁厂面积很大等，致使钢铁公司在炉前的基础建设投资过多［１］。而使用摆动流嘴可以很好地避免上述问题，其安装位置为铁水沟之下，作用为将经铁水沟流出的铁水，任意地转换至其他方向上，进而注入到铁水罐车中。
１ 摆动流嘴的作用和特点
高炉的炉前设备能否实现持续、安全以及高效的工作直接影响着炼铁厂的生产效率和整个行业的发展。摆动流嘴是高炉炉前设备的主要组成部分，是大、中型高炉出铁厂中专用的设备，通常安装于出铁厂下面，其主要的作用是将经铁水沟流出的铁水注入到位于铁场平台之下的任何一个铁水罐之中。如果在使用中，摆动流嘴出现异常，会致使铁水不能及时且准确地注入到铁水罐之中，进而容易造成烧铁水管、跑铁水等安全问题，因此保障摆动流嘴的稳定、安全使用是整个钢铁生产中极其重要的工作之一。
采用摆动流嘴具有如下优点：１）缩短了铁沟的长度，进而实现了生产现场布置的优化，对于基础建设的投资也可以实现大幅度的降低；２）降低了现场作业温度以及粉末，从而降低了工人的劳动强度和工作环境；３）使铁沟的消耗更少，进而提升了炉前铁水的运输能力，同时还可以让高炉车间以及铁路的布置更加优化。
摆动流嘴的驱动装置多采用电动机传动，因此其在高温环境中运行可靠。其设有链条传动，因而在发生故障时，对高炉出铁不会产生影响。
２ 摆动流嘴的结构组成
山东钢铁集团莱芜分公司炼铁厂炉前装置的摆动流嘴具有手动和气动等２种传动方式。其中，手轮通过链条连接于差动联轴器上，在气动系统出现故障时，便可以使用手动传动方式［２］。
摆动流嘴主要由减速机、气马达、差动联轴器、和手动部分组成（见图１），其中，手动部分包括传送装置、链动、指示盘和横练装置等。流嘴长度为３８００ｍｍ，其摆动的角度约为８°，最大接近１６°；其运行时间为１３～１６ｓ；嘴沟底高度约为８ｍ。
３ 摆动流嘴的优化改进
虽然摆动流嘴在炉前使用具有一定优势，但是仍存在着一些局限性。摆动流嘴主要以气动为主，手动为备用，虽然气动系统的运行稳定可靠，但是在使用中仍旧会存在着气压不稳、停气以及气动系统异常等故障，在此情况下就需要使用手动操作，而进行手动，需要转动４００多转，摆动流嘴才能达到指定位置，这会对工人造成过多体力消耗；同时由于其转速过慢，还可能会导致不能出铁道灌，严重时甚至出现铁水外泄等严重的事故，进而给高炉的运作带来严重的隐患。因此，应进行摆动流嘴的优化，即通过采用电动代替手动来带动摆动流嘴的运作。改进后的摆动流嘴组成图如图２所示。
活塞式气动机的转速为８００ｒ／ｍｉｎ，摆线减速机的传动比Ｉ＝１１，差动联轴器气动传动比Ｉ＝１．１０３。在手动操作时，Ｉ＝１０．７，在进行气动的一级减速之后，其转速Ｖ１＝８００／１１＝７２．７２（ｒ／ｍｉｎ）；二级减速之后，转速Ｖ２＝７２．７２／１．１０３＝６５．９３（ｒ／ｍｉｎ），进而可以得出其手动转速为７０５．４５ｒ／ｍｉｎ。经过计算可知，与转速相匹配的电动机功率为３ｋＷ，故在进行改造时，选择功率为３ｋＷ 的电动机，其转速为７１０ｒ／ｍｉｎ。
由于电动机的转速和实际所需的转速差别不大，因此可以采用链条和电动机的直接传动［３－４］。
４ 改进收益分析
４．１ 改进效果
在进行摆动流嘴改造之后，其在运行中电动部分均为正常工作，解决了以往存在的气动问题以及气压不稳的问题，保障了系统的稳定运作，同时还成功地避免了摆动流嘴相关设备的损坏。进行摆动流嘴的改进，成本低，操作简单，后期维护容易，在很大程度上实现了工人劳动强度的降低，并有效地避免了手动操作中可能出现的铁水外溢现象，对于避免重大安全事故起到了很好的作用［５］。
４．２ 收益分析
根据山东钢铁集团莱芜分公司的实际案例，在每月的运行中，因为气压不稳最少会导致２次以上的减风现象，每一次减风会致使约３５０ｔ的产量受到影响，这样一年会减少产量约４ ２００ｔ；另外还需要人工进行检修，这个过程也需要更多的人工费用［６］。由此可知，对摆动流嘴进行改造，可以实现约８４００ｔ／ａ的铁产量提升，从而降低了生产成本。
５ 结语
传统的摆动流嘴存在着手动操作劳动强度过大以及操作标准不够等问题，通过进行优化，采用电动代替手动，可以避免由于气压不稳以及气动系统故障所带来的问题，进而实现摆动流嘴使用的稳定安全，提高产量。
参 考 文 献
［１］李光远．摆动流嘴在高炉炼铁中的应用［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１３，２１（４）：１１０．
［２］唐龙燕，张惠兴，余利华，等．镁砂加入量对铝镁质摆动流嘴预制件性能的影响［Ｊ］．耐火材料，２０１１，４５（２）：１１８－１１９．
［３］黄丽香，刘艳，何家梅，等．炼铁用摆动流嘴浇注料性能的提高［Ｃ］∥２０１５耐火原料学术交流会论文集．青岛：中国金属学会耐火材料分会，２０１５．
［４］张琦，姚彤辉，蔡九菊，等．高炉炼铁过程多目标优化模型的研究及应用［Ｊ］．东北大学学报：自然科学版，２０１１，３２（２）：２７０－２７３．
［５］周平，李瑞峰，郭东伟，等．高炉炼铁过程多元铁水质量指标多输出支持向量回归建模［Ｊ］．控制理论与应用，２０１６，３３（６）：７２７－７３４．
［６］潘瑶，李莉．基于改进型偏最小二乘法的高炉炼铁工序能耗预测方法［Ｊ］．计算机应用，２０１２，３２（ｚ２）：５１－５３．