Анализ причин износа и рекомендации по техническому обслуживанию машин-затрамбовщиков чугунных леток доменных печей 

5 февраля 2026 г., Четверг — Промышленный информационный портал «МеталлПресс»

В процессе выплавки чугуна машины-затрамбовщики (или «пушечные аппараты») играют критически важную роль: они герметизируют чугунную летку с помощью огнеупорной массы, предотвращая утечку расплавленного чугуна и шлака. Однако экстремальные условия эксплуатации — температуры свыше 1600 °C, высокое давление, абразивные частицы и циклические нагрузки — приводят к интенсивному износу оборудования, что угрожает как безопасности, так и экономической эффективности производства.

Виды и причины износа

Специалисты выделяют несколько основных механизмов износа:

• Адгезионный износ: при контакте металлических поверхностей под высоким давлением и температурой возникают микросварные соединения, разрушение которых вызывает отслоение материала. Потери могут достигать 0,2–0,3 мм.
• Абразивный износ: твёрдые частицы шлака и пыли, выбрасываемые из печи, царапают и разрушают поверхности деталей.
• Усталостное растрескивание: после примерно 10 000 рабочих циклов в таких компонентах, как поршни и подшипники, образуются трещины глубиной до 0,5 мм.
• Окислительный износ: при высоких температурах на поверхности металла формируется хрупкая оксидная плёнка, которая легко отслаивается, обнажая свежий металл для дальнейшего разрушения.

Основными причинами ускоренного износа являются:

• использование традиционных низколегированных сталей и чугунов с недостаточной термостойкостью и износостойкостью;
• агрессивная рабочая среда (жидкий чугун, шлак, высокая температура);
• нарушения в эксплуатации — перегрузка гидросистемы, частые пуски/остановки, несоблюдение технологических режимов.

Последствия износа

Износ штока и уплотнений снижает герметичность устройства. При износе штока более чем на 0,5 мм эффективность закупорки летки резко падает, что может привести к утечке чугуна, авариям и даже взрывоопасным ситуациям. Кроме того, растут затраты на ремонт, замену деталей и простои доменной печи.

Комплексные меры по повышению надёжности

1. Оптимизация конструкции и материалов
Для критических узлов (шток, гидроцилиндр, зона контакта с леткой) рекомендуется использовать высокоизносостойкие материалы — например, хром-никель-молибденовые сплавы с твёрдостью выше HRC 60 или керамические композиты. Применение методов конечно-элементного анализа (FEA) позволяет снизить концентрацию напряжений и улучшить распределение нагрузок. Также целесообразно устанавливать защитные кожухи и оптимизировать геометрию сопряжения с леткой для минимизации ударных воздействий.

2. Усиление операционного контроля
Необходим строгий контроль за соблюдением технологических параметров: рабочее давление должно поддерживаться в диапазоне 15–18 МПа. Перед запуском требуется проверка гидравлики, системы охлаждения и ключевых узлов. Обязательны регулярные (раз в полгода) тренинги для операторов с использованием симуляторов, а также система оценки эффективности, связывающая качество работы персонала с состоянием оборудования.

3. Регламентированное техническое обслуживание
Рекомендуется проводить полную диагностику каждые 500 часов работы. При износе штока свыше 0,4 мм — немедленная замена или восстановление. Смазка узлов трения (например, дисульфидом молибдена) — каждые 100 часов. Уплотнения — замена после 800 часов эксплуатации. Внедрение цифрового журнала техобслуживания позволяет перейти к проактивной модели ремонта.

4. Применение передовых технологий
На поверхности штока и цилиндров наносятся керамические покрытия толщиной 0,3–0,5 мм методами плазменного или термического напыления (твердость до HV 1200). Альтернатива — химическое осаждение из газовой фазы (CVD) для формирования сверхпрочных плёнок. Дополнительно внедряются системы онлайн-мониторинга: датчики температуры, давления и вибрации передают данные в центральный контроллер, который при отклонениях (например, износ >0,4 мм) автоматически выдаёт предупреждение.

Заключение

Комплексный подход — от выбора современных материалов и модернизации конструкции до цифровизации обслуживания и повышения квалификации персонала — позволяет значительно продлить срок службы машин-затрамбовщиков, повысить безопасность доменного производства и снизить эксплуатационные расходы. Как отмечают эксперты, именно такие интегрированные решения станут основой устойчивого развития черной металлургии в условиях растущих требований к надёжности и энергоэффективности.