RH噴補車頂渣機構結構優化技術探討

王洪

（西昌鋼釩公司維修中心，四川 西昌 615000）

RH噴補車頂渣機構結構優化技術探討

王洪

（西昌鋼釩公司維修中心，四川 西昌 615000）

鞍鋼集團西昌鋼釩煉鋼廠RH(真空處理)噴補車由于設計缺陷，在對真空室插入管下口殘留鋼渣進行頂拆時，經常發生噴補車框架變形、結構焊縫斷裂的事故，導致生產中斷。通過對噴補車頂渣機構的結構受力分析，介紹RH噴補車頂渣機構結構優化技術中的關鍵之處。

RH；頂渣機構；結構優化

0 引言

RH(真空處理)噴補車是RH整個工藝流程中必不可少的關鍵設備之一，它的主要作用是利用車體上方的環形破渣頭先將真空室插入管下口殘留鋼渣頂掉后，再由作業人員對真空室插入管內外部進行噴補修復，以延長其使用壽命。

1 生產現狀

西昌鋼釩煉鋼廠RH(真空處理)噴補車結構示意如圖1所示，主要由頂升油缸、升降滑道、頂升平臺、環形破渣頭、積渣通道、積渣槽等組成。由于設計缺陷，頂升油缸力量作用在頂升平臺上，平臺通過升降滑道傳遞力至上部平臺推動破渣頭向上作業。在使用頂渣模式時，由于真空室插入管管口沾渣較多且牢固，經常造成平臺嚴重損壞（見圖2、3）。該平臺損壞后修復工作量大，修復時間長，耗費材料多，嚴重影響生產，給維護檢修增加較大的負擔。

圖1 煉鋼廠RH(真空處理)噴補車結構示意圖

圖2 頂升平臺損壞的平面圖

圖3 支撐連接橫梁變形焊縫斷裂

2 故障分析

根據噴補車現場工作實際狀態分析，在破渣頭向上運動對真空插入管下口殘鋼進行強行破除時，其動力源為下部的頂升液壓缸。頂升液壓缸首先將力傳動到升降平臺下支撐面連接橫梁，再由連接橫梁通過升降滑道傳遞到破渣頭基礎平臺，受力分析如圖4所示。

圖4 基礎平臺受力分析

由該傳遞方式可知，在破渣頭破渣過程中的主要受力點為升降平臺下支撐面連接橫梁兩端與升降滑道連接處。然而該處為焊接連接，該部位連接板厚度為8mm，焊接長度為100mm，連接板材質為Q235-A鋼，是整個結構中所承受剪切力最大的部位。由公式ó=F/Ló1≤[ó′t]可 得 F=Ló1[ó′t]=13360kg。 下支撐面每處連接橫梁兩端與升降滑道連接處最大只能承受13.3T的剪切力，4個焊接連接點一共只能承受53.2T的剪切力，且該剪切力是理論化的，實際焊接質量是不可能達到的。

根據力學原理可知，該力矩傳遞方式明顯存在不合理。噴補車升降平臺本身自重17t左右，真空室及真空室橫移車自重接近40t，液壓頂升液壓缸頂升力800t。由此可見，在頂升過程中，極易將支撐橫梁焊縫頂斷。無論是采用加大焊接量、改變焊條型號還是在連接處加焊筋板的方式，效果均不理想。

3 結構優化方案

我們將噴補車頂渣時作用力的傳遞路線進行優化，在環形破渣頭下方設置4根20#工字型鋼與下支撐橫梁直接焊接固定，將弓型路線傳遞作用力為垂直直線傳遞（見圖5），避免在力矩傳遞過程中出現剪切力的情況。

4 結語

RH噴補車頂渣機構結構優化后，破渣效果良好，平臺穩固性良好，徹底解決了該平臺頻繁損壞的問題，對維護保產和降低檢修費用起到了很好的作用。結構優化前，該設備的年均故障時間為144h，優化后至今從未出現此類故障。

圖5 噴補車頂渣時作用力的傳遞路線優化

[1]張鑒.爐外精煉的理論與實踐[M].北京：冶金工業出版社，1991.

[2]成大先主編.機械設計手冊[M]（第五版）.北京：化學工業出版社，2008.

[3]陳榕林.機械設計應用手冊[M].北京：科學技術出版社，2006.

TF769.4

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1671-0711（2016）10（下）-0044-02