150噸轉爐煉鋼過程中氧槍升降機構的改進

崔海龍

（河鋼樂亭鋼鐵有限公司 河北 唐山 063000）

1 引言

一般大型轉爐氧槍升降機構比較常見的是雙繩保護，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荷選出，當一根繩破斷時，另一根繩能夠短時繼續工作。應當說，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生其它事故而掉槍，大多數廠家都在升降小車上設有制動裝置，該裝置可以在掉槍時使升降小車在短距離內（500mm以內）[1]停降，避免氧槍掉入轉爐內發生巨大的安全事故。

2 轉爐氧槍升降機構裝置及存在的問題

轉爐氧槍升降機構裝置改進前如圖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、氧槍及其附屬設備的總重作用下，鋼絲繩3有張力并壓縮彈簧10。當掉槍時鋼絲繩3的張力消失，則壓縮彈簧10解除壓縮力而恢復變形，在彈簧10的恢復力作用下，杠桿系統各桿件將相對車架1經如圖所示方向動作，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果相同。現在右桿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與固定導軌9靠緊為止，則8與9間所產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構裝置

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

3 升降機構裝置的改進

針對上面升降機構裝置存在的問題，我廠對于該裝置進行了改進，如圖2所示。

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

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

當發生掉槍事故，升降小車制動后，先用換槍用橋式起重機將小車吊住，拆掉雙頭螺柱12，再將4條M24螺栓旋出。螺栓拆除后，因調整楔與支架間有縫隙，其間相互作用力消失，進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吊起，進行后續檢修處理。實際操作顯示改進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使用。

圖2 升降機構裝置改進部分

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

由文獻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，可得，軌道與摩擦片之間的正壓力N=f/μ，μ由文獻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最終只有一條螺栓承擔該正壓力，于是由軸向靜載荷螺栓的強度計算公式[3]，可計算出需要的螺栓直徑為：

其中8.8級高強螺栓的需用應力[σ]由手冊查得為：800N/mm2

故選用M24，強度為8.8級的高強螺栓，可以滿足制動時調整楔對螺栓的作用力。

4 結語

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

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

[2]馮超，黃奜怡，劉帥，張曉妮.轉爐氧槍噴頭工藝參數優化與應用[J].冶金能源，2017(05).

[3]張全.宣鋼120t轉爐氧槍槍位模式優化實踐[J].科技創新導報，2017(21).

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