開口機

開口機是高爐出鐵時打開鐵口的重要機械，開口機實質上就是以懸臂吊掛的可以旋轉和前進後退的長桿電鑽。目前，國內外採用的開口機主要有懸掛式電動開口機、全氣動開口機、氣一液複合傳動式開口機、全電動開口機和全液壓開口機五種。

基本介紹

• 中文名：開口機
• 外文名：tapping machine
• 定義：高爐出鐵時打開鐵口的重要機械
• 用途：高爐出鐵
• 類型：懸掛式電動開口機等五種
• 套用學科：冶金術語

概述

開口機是高爐出鐵時打開鐵口的重要機械，為了能夠按要求及時打開鐵口，開口機必須滿足以下要求：

(1)開孔鑽頭在出鐵口中開出具有一定傾斜角度的直線孔道，孔徑小於100 mm；

(2)開出鐵口不應破壞鐵口內的泥包；

(3)打開出鐵口的一切工作程式應機械化，並能遠距離操作，保證工人的安全；

(4)開鐵口機本體體積儘量小，打開出鐵口後能迅速遠離工作地點。

目前，國內外採用的開口機主要有懸掛式電動開口機、全氣動開口機、氣一液複合傳動式開口機、全電動開口機和全液壓開口機五種。

開口機的結構特點為：工具機由機身、工作檯、導軌、減速機、磨頭電機及電氣控制部件組成，各部件之間結構緊湊，外形美觀合理，磨頭平台為齒輪齒條傳動，其走刀勻速平穩，該機具有體積適中、重量大、易操作等特點，適用於各種直刃刀具的加工和磨刃使用。

開口機的動作原理和操作

開鐵口時，首先啟動迴轉機構的電動機，電動機轉動後通過渦輪渦桿減速器減速並帶動捲筒轉動，捲筒轉動後通過牽引鋼繩帶動行走橫粱繞固定軸轉動，當行走橫樑對準鐵口中心線(水平中心線)寸，迴轉機構停止工作。

有的高爐迴轉機構為半自動的，捲筒轉動後牽引鋼繩鬆弛，人工把開口機推送到鐵口前，使行走橫樑對準鐵口中心線。然後啟動推進機構的電動機，電動機轉動後通過減速機減速並帶動捲筒轉動，捲筒轉動後經由牽引鋼繩帶動滑動小車沿行走橫樑向前或向後作直線運動，滑動小車帶動鑽孔機構向前或向後，待鑽孔機構向前推進至鑽頭接觸鐵口泥套後停止推進柳構的工作。

操作人員將鑽頭伸進鐵口泥套並對準鐵口中心線以後，再啟動鑽孔機構的電動機。電動機轉動後通過齒輪減速機減速並帶動鑽桿轉動，鑽頭開始向鐵口裡鑽進。此時應間斷地使推進機構工作，使鑽孔機構不斷地向前推進(即給鑽頭鑽進的推力)，鑽頭逐漸向鐵口裡鑽進。待鑽到紅點後，通過推進機構的反轉開關，改變電動機的旋轉方向，使滑動小車帶動鑽孔機構的鑽頭退出鐵口。在退鑽的過程中，為防止鑽頭卡塞，待鑽頭退出鐵口泥套時再停止轉動。最後啟動迴轉機構的電動機，使其反轉，通過牽引鋼繩把開口機退回原停放位置。

開口機分類

懸掛式電動開口機

目前我國還有一些中小型高爐使用懸掛式電動開口機。這種電動開口機由迴轉、推進和鑽孔三個機構組成，結構如右圖所示。

迴轉機構由電動機、減速機、捲筒、牽引鋼繩和橫樑組成，橫樑的一端用旋轉軸固定在熱風圍管上。開鐵口前以鐵口為圓心旋轉到鐵口位置並對準鐵口中心線，待鑽到紅點後退回鑽桿迴轉到鐵口的一側。

推進機構是由電動機、減速機、捲筒牽引鋼繩及滑動小車組成。主要作用是使鑽桿前後往復運動。

鑽孔機構由電動機、減速機、鑽頭及鑽桿組成。主要是在開鐵口時使鑽頭旋轉。

電動開口機的鑽桿懸掛在簡易鋼樑上，一般靠人工對位，鑽機的進退由電動卷揚機通過鋼繩牽引，鑽出的鐵口孔道是一條弓形的傾斜孔道。電動開口機懸掛電纜容易被燒壞，整體結構強度和剛度均較差，還不能適應無水高強度炮泥。

全氣動開口機

全氣動開口機以壓縮空氣為動力源，由鑽孔機構、導向軌梁和送進機構、提升機構、安全鉤裝置及旋轉機構等五部分組成。我國寶鋼1號高爐，從日本引進了這種懸掛式全氣動開口機，如右圖所示。

寶鋼全氣動開口機工作程式是鑽桿鑽進一段距離之後，開動打擊機構，鑽桿邊打邊鑽，直至鑽頭到達指定位置之後，拔出鑽桿，換上釺桿，開動打擊機構，將釺桿打到預定深度。出鐵時，再通過開鐵口機反打，將釺桿拔出，鐵水隨即流出。

氣一液複合傳動式開口機

氣一液複合傳動的開口機以德國DI)S公司的開口機為代表，目前用於鞍鋼11號高爐；另外，上鋼一廠引進的英國DAVY公司的開口機，邯鋼2000 高爐所用的開口機，均屬此種類型。國產的氣一液複合傳動開口機用於武鋼、唐鋼等廠的高爐上。

鞍鋼11號高爐於1990年大修改造時，安裝了DDS公司的30HHI-KR型開口機，開口機和泥炮布置在鐵口的同一側，開口機是落地式的，為了不影響下方泥炮的轉動，開口機設有固定臂和固定立柱，開口機的轉臂繞固定臂端部的旋轉軸旋轉。

DDS型開口機由鑽沖機構、送進機構、傾動機構和旋轉機構組成，如右圖所示。

鑽沖機構的機械部分有套筒、鑽桿、鑽頭，傳動部分有旋轉風動馬達及連線裝置。

送進機構的機械部分有輪架、小車，傳動部分有風動馬達及連線件等。

傾動機構的機械部分主要是傾動架，傳動部分主要是液壓油缸。

旋轉機構的機械部分有立柱、懸臂和四連桿機構，傳動部分主要是迴轉液壓油缸。

DDS型開口機的主要特徵是：①開口機只有正打機構，無逆打機構，故不能採用鐵棒埋入法；②鑽孔的衝擊和迴轉動作都是風動，鑽桿的衝擊與迴轉各自獨立，不能自鎖；③擺動臂的擺動和支架的提升都是液壓傳動。

全電動開口機

武鋼3200 高爐使用的全電動開口機是從前蘇聯引進的。它和泥炮分別布置在鐵口兩側風口平台的下面。這種開口機主要由鑽削機構、送進機構和旋轉機構組成，沒有沖打機構，其主要技術特性如右圖所示。

全液壓開口機

首鋼1號、2號、3號、4號高爐全部採用自行設計製造的SGK全液壓開口機，2號、4號高爐用開口機性能指標如右圖所示。SGK型全液壓開口機還套用於本鋼5號高爐(2000 )、太鋼4號高爐(1650 )、邯鋼4號高爐(917 )和唐鋼2560 高爐。

SGK型全液壓開口機是新一代多功能開121機，其結構緊湊、體積小、工作可靠，可套用在300～3000 範圍的高爐上。

SGK-IV型全液壓開口機實現矮式剛性結構，可置於風口平台之下，其特點是能力強、功率大、效率高，開鐵口用時一般不超過2 min。全部工作通過三個手柄完成，操作安全、可靠、簡單易掌握。該設備套用了航空工業先進技術，以鋼鉸輸油管路系統取代傳統的軟管輸油管路系統，確保高爐生產的安全。

SGK型全液壓開口機分為開口機設備本體和開VI機液壓驅動裝置兩大部分。設備本體由斜基礎、迴轉機構、鑽進機構三部分及迴轉油缸、液壓馬達、液壓鑿岩機、三四路鉸、釺桿、鑽頭等組成。液壓驅動裝置由驅動泵組、油箱、閥台、操作控制台等組成。

SGK型全液壓開口機的工作程式：開口機通過液壓控制系統實現遠距離人工操縱。開口機迴轉機構的迴轉油缸驅動大臂迴轉，使開口機鑽進機構從停放位置迴轉到工作位置，釺桿對準出鐵口，然後由液壓馬達通過鏈傳動機構驅動鑽進小車行走，推動液壓鑿岩機及釺桿按調定的軌跡衝擊鑽通鐵口。鐵口鑽通後，鑽進機構的鑽進小車退回，帶動釺桿迅速退出鐵口，迴轉機構迴轉，使鑽進機構迅速退離鐵溝，返回停放位置。

開口機修理

以如右圖所示的開口機為例，該開口機由本體、吊桿、吊掛小車、送進卷揚機、直軌、擺動小車、弧形軌組成。

開口機本體修理

開口機本體包括7.5kW電動機、二級圓柱齒輪減速箱、鑽桿等部件．檢修拆裝工序及技術要求如下：

(1)將開口機本體與吊桿分離，放置在適於檢修的地面上；

(2)清除機身上的殘渣鐵，卸下鑽桿；

(3)拆除電動機聯軸器及減速箱蓋，順序取下減速箱一軸、二軸、三軸。連同軸上的齒輪、球軸承一起取下；

(4)清洗、檢查各個零部件，損壞嚴重者需更換；

(5)將合格的三軸、二軸、一軸分別裝上齒輪、軸零等零部件，順序裝入減速箱殼內，齒輪嚙合應正常，各軸軸向間隙不得大於0.15 mm；

(6)注入機械油，用尼龍密膠封裝減速箱蓋，減速箱不得漏油；

(7)裝好電動機聯軸器，用人盤動聯軸器應無卡阻現象；

(8)將開口機本體與吊桿連線，裝上鑽桿，交付試車。

開口機擺動小車修理

擺動小車包括2.2kW電動機、一級圓柱齒輪減速箱、小車架及車輪等零部件，檢修拆裝工序及技術要求如下：

(1)開動擺動小車至主鐵水溝上方停下，小車斷電；

(2)將泥炮開到臨近堵鐵口處停下，作為開口機擺動小車“檢修平台”；

(3)用爐前起重機吊住開口機直軌；

(4)若只需檢修減速箱，則只需卸下減速箱，拆卸、清洗其中的齒輪、球軸承等零部件，更換磨損嚴重的零部件，將減速箱組裝好，裝在小車連線板上即可；

(5)若需整體更換擺動小車．則需拆除電動機電線，卸下小車與開口機直軌連線軸，並拆去弧形軌端頭擋板。將舊小車拖至弧形軌端頭．用手拉葫蘆吊放到地面，裝入新小車，穿上連線軸．用人盤車檢查應無卡阻現象；

(6)接上電動機電線，拆下吊裝工具即可交付試車。