150噸轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中氧槍升降機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

崔海龍

（河鋼樂亭鋼鐵有限公司 河北 唐山 063000）

1 引言

一般大型轉(zhuǎn)爐氧槍升降機(jī)構(gòu)比較常見的是雙繩保護(hù)，即與升降小車相連的鋼絲繩采用雙繩，每根鋼絲繩的尺寸都按全負(fù)荷選出，當(dāng)一根繩破斷時，另一根繩能夠短時繼續(xù)工作。應(yīng)當(dāng)說，兩繩同時破斷的可能性極小。但為了更加保險起見，即為防止萬一兩繩同時破斷或是發(fā)生其它事故而掉槍，大多數(shù)廠家都在升降小車上設(shè)有制動裝置，該裝置可以在掉槍時使升降小車在短距離內(nèi)（500mm以內(nèi)）[1]停降，避免氧槍掉入轉(zhuǎn)爐內(nèi)發(fā)生巨大的安全事故。

2 轉(zhuǎn)爐氧槍升降機(jī)構(gòu)裝置及存在的問題

轉(zhuǎn)爐氧槍升降機(jī)構(gòu)裝置改進(jìn)前如圖1所示，升降小車吊掛在升降鋼絲繩3上，滑輪架2通過兩條途徑與升降小車車架1聯(lián)系：一是通過連桿11鉸接在車架1上；二是與呈對稱布置的左、右兩組杠桿相連，該兩組杠桿的所有支座都安裝在車架1上。正常工作時，在升降小車、氧槍及其附屬設(shè)備的總重作用下，鋼絲繩3有張力并壓縮彈簧10。當(dāng)?shù)魳寱r鋼絲繩3的張力消失，則壓縮彈簧10解除壓縮力而恢復(fù)變形，在彈簧10的恢復(fù)力作用下，杠桿系統(tǒng)各桿件將相對車架1經(jīng)如圖所示方向動作，其中左、右兩連桿4被拉向上移動。且兩桿向上移動引起的結(jié)果相同。現(xiàn)在右桿4上移作一說明，如圖1A向所示，制動楔7左面嵌有摩擦板8，而右面為一斜面，鑒于調(diào)整楔6上移受到約束，故制動楔7在被桿4拉動向上移的過程中同時向左橫移，直至摩擦板8與固定導(dǎo)軌9靠緊為止，則8與9間所產(chǎn)生的摩擦力即可阻止升降小車下墜。

圖1 一種常見氧槍升降機(jī)構(gòu)裝置

該升降機(jī)構(gòu)裝置在國內(nèi)鋼廠被普遍使用，但仍然存在問題，即發(fā)生掉槍制動后，摩擦片與軌道間的摩擦力較大，平時換槍用的32噸橋式起重機(jī)不能將小車提起，必須將調(diào)整楔用氣割破壞，才能將升降小車提起進(jìn)行相應(yīng)檢修處理。

3 升降機(jī)構(gòu)裝置的改進(jìn)

針對上面升降機(jī)構(gòu)裝置存在的問題，我廠對于該裝置進(jìn)行了改進(jìn)，如圖2所示。

（1）將調(diào)整楔6與支架5的接觸面車去1～2mm，即使二者之間產(chǎn)生1～2mm的間隙。

（2）在車架5上攻出4個螺紋孔，將4條M24高強(qiáng)螺栓擰進(jìn)支架5將調(diào)整楔6頂住。

當(dāng)發(fā)生掉槍事故，升降小車制動后，先用換槍用橋式起重機(jī)將小車吊住，拆掉雙頭螺柱12，再將4條M24螺栓旋出。螺栓拆除后，因調(diào)整楔與支架間有縫隙，其間相互作用力消失，進(jìn)而小車摩擦片與軌道之間的正壓力消失，摩擦力也隨之消失，故小車可被換槍用橋式起重機(jī)吊起，進(jìn)行后續(xù)檢修處理。實際操作顯示改進(jìn)后處理掉槍事故的時間較之從前大為縮短，且對升降小車沒有造成其它破壞，只需更換鋼絲繩即可上線繼續(xù)使用。

圖2 升降機(jī)構(gòu)裝置改進(jìn)部分

此改動中最為關(guān)鍵的是螺栓的強(qiáng)度是否可以承受小車掉落制動時調(diào)整楔6對螺栓的反作用力，即軌道對摩擦片的正壓力，因此需要經(jīng)過強(qiáng)度計算，確定螺栓的直徑，計算方法如下：

由文獻(xiàn)2可知，制動時摩擦片與軌道間的比壓很大，一般為在20Mp以上[2]，本文選用比壓p=25Mp，又摩擦片尺寸為70mm*160mm。于是可得摩擦片與軌道間的摩擦力f為比壓p與摩擦片面積S的乘積，即

又由摩擦力計算公式f=μN(yùn)，可得，軌道與摩擦片之間的正壓力N=f/μ，μ由文獻(xiàn)2可知其下限值為0.25，本文為安全考慮就選擇其下限0.25，于是有：

考慮到拆卸過程中會出現(xiàn)最終只有一條螺栓承擔(dān)該正壓力，于是由軸向靜載荷螺栓的強(qiáng)度計算公式[3]，可計算出需要的螺栓直徑為：

其中8.8級高強(qiáng)螺栓的需用應(yīng)力[σ]由手冊查得為：800N/mm2

故選用M24，強(qiáng)度為8.8級的高強(qiáng)螺栓，可以滿足制動時調(diào)整楔對螺栓的作用力。

4 結(jié)語

在冶金煉鋼生產(chǎn)過程中，150噸轉(zhuǎn)爐氧槍升降機(jī)構(gòu)裝置在掉槍成功制動后，快速消除摩擦板和固定導(dǎo)軌間的摩擦力，使升降小車的拆卸更為方便快捷。該改進(jìn)措施已在實際中得到應(yīng)用，并被證實切實可行，給行業(yè)同類升降機(jī)構(gòu)裝置提供了有益的借鑒。

[1]陳木金.提高轉(zhuǎn)爐氧槍槍齡的分析與應(yīng)用[J].福建冶金，2017(05).

[2]馮超，黃奜怡，劉帥，張曉妮.轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭工藝參數(shù)優(yōu)化與應(yīng)用[J].冶金能源，2017(05).

[3]張全.宣鋼120t轉(zhuǎn)爐氧槍槍位模式優(yōu)化實踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017(21).

[4]張興利，徐立山，韓春良，常瑞臻，李一峰.承鋼20t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐四孔氧槍改造實踐[J].承鋼技術(shù)，2004(Z1).