廢鋼槽專用旋轉吊具的研制

李理，王賡，董園

（鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠，遼寧 鞍山 114021）

鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠三分廠5#線轉爐系統于2015年1月正式投產，建有兩座200 t轉爐。爐前鐵水接收跨安裝1臺50 t+50 t起重機，1臺80 t起重機，1臺廢鋼15 t起重機，用于廢鋼槽吊運及廢鋼準備作業。煉鋼冶煉生產過程中，主要通過汽車將廢鋼槽運到爐前跨生產現場，利用80 t吊車將廢鋼槽卸車，利用爐前雙50 t吊車吊運廢鋼槽到轉爐前，向兩座轉爐加入廢鋼作業。加廢鋼作業時，廢鋼槽口方向正對轉爐口，對位必須保證方向一致，從而完成轉爐加入廢鋼作業。

由于受5#線廠房各跨橫向空間狹小，廠房內空間低等原因限制，運輸廢鋼槽時，汽車進入廠房內只能沿著廠房東側通道進入現場，造成廢鋼槽槽口方向與轉爐口方向垂直成90°，無法直接完成加廢鋼作業，而且吊卸廢鋼槽時，必須將廢鋼槽旋轉90°。為此，設計了吊運廢鋼槽的專用旋轉吊具。

1　旋轉吊具的工作原理

為了實現在現場將廢鋼槽旋轉90°，確保將廢鋼正常加入到轉爐中，根據實際情況，研究設計了一套具有4個吊點強制平衡的廢鋼槽專用旋轉吊具，安裝在鋼水接受跨的80 t起重機上，使該起重機在將廢鋼槽吊起后，利用旋轉吊具，可以使廢鋼槽進行最大360°旋轉。具體工作原理如下:

通過4套鋼繩將旋轉吊具與爐前80 t起重機主小車連接起來，旋轉時通過主小車上的導向輪引導鋼繩。在吊卸廢鋼槽作業時，操作吊車起升機構完成廢鋼槽升降，通過“旋轉啟動按鈕”控制旋轉吊具上的旋轉電機正向或反向運行，在旋轉電機的驅動下使旋轉吊具旋轉，從而實現廢鋼槽水平方向360°范圍內任意角度擺放。圖1為旋轉80 t橋式起重機結構簡圖，圖2為旋轉80 t橋式起重機主小車機構結構簡圖。

2　旋轉吊具設計方案

該旋轉吊具利用原有吊車主小車上的起升機構，包括卷筒、下滑輪、導向輪、定滑輪及平衡臂，通過旋轉驅動機構實現廢鋼槽旋轉。

2.1　旋轉吊具組成

旋轉吊具由電機機座、旋轉驅動機構、鋼繩、滑輪、上橫梁、下橫梁、吊掛及板鉤組成，吊運廢鋼槽旋轉吊具見圖3。

圖1　旋轉80 t橋式起重機結構簡圖

圖2　旋轉80 t橋式起重機主小車機構結構簡圖

圖3　吊運廢鋼槽旋轉吊具

旋轉驅動機構包括 “三合一”減速器（包括電機、減速器和制動器）、小開齒、大開齒、旋轉軸和吊叉。上橫梁俯視圖如圖4。

圖4　上橫梁俯視圖

圖4中，上橫梁為十字梁，在十字梁的4個伸出端分別固定有2個滑輪，滑輪上繞有鋼繩，鋼繩的另一端依次繞過主小車上的平衡臂、定滑輪、導向輪、下滑輪后固定在卷筒上，上橫梁的上表面中間固定有槽型機座，機座中心位置上設有與下橫梁對應的軸孔，軸孔內活動連接一根旋轉軸，旋轉軸上端裝有大開齒，大開齒兩側分別嚙合一個小開齒，小開齒分別與“三合一”減速器連接，大開齒和小開齒均鑲嵌在槽型機座內；旋轉軸下端通過柱銷連接一叉形吊叉，吊叉下端通過銷軸和定位銷連接在下橫梁中心位置上。

下橫梁俯視圖見圖5，下橫梁整體呈“H”形，在下橫梁的兩端分別垂直連接一根吊臂，吊臂兩端各固定一個“U”形吊掛，吊掛下面通過銷柱連接有板鉤。

圖5　下橫梁俯視圖

2.2　旋轉吊具驅動機構

旋轉吊具由2臺“三合一”減速器（包括電機、減速器和制動器）驅動。同時，在兩個“三合一”減速器側面的上橫梁上設有電纜筐，用于存放一根電機電源電纜。

正常工作時，“旋轉啟動按鈕”打開旋轉吊具上4臺“三合一”減速器上的制動器，同時4臺“三合一”減速器上的旋轉電機通電并同方向啟動，兩臺旋轉電機驅動旋轉吊具按照現場需要角度進行旋轉。為避免當某一臺旋轉電機發生故障或該電機動力電源的電氣線路發生故障時，此電機自身的制動器抱死，而另一臺電機仍繼續工作，易造成掰齒輪或掰機座的設備事故發生。確保旋轉吊具能夠可靠運行。將2臺旋轉電機并聯使用，即用任意1臺旋轉電機的正向旋轉接觸器或反向旋轉接觸器，都能同時控制2臺電機的旋轉以及2臺制動器打開。這樣，即使只有1臺旋轉電機的電氣控制系統正常工作時，也能夠實現兩臺電機的制動器始終保持正常打開狀態，僅用一臺旋轉電機也可以驅動旋轉吊具正常工作，確保生產順行。

3　旋轉吊具組裝

（1）先分別將每根鋼繩一端固定在卷筒上，另一端依次穿入下滑輪、導向輪、定滑輪和平衡臂后纏繞在滑輪上，完成鋼繩與吊具的連接，并嚴格控制4根鋼繩長度一致，確保上橫梁保持水平。

（2）將旋轉軸插入下橫梁中部孔內，把銷軸和定位銷依次穿入下橫梁及旋轉軸內，保證下橫梁與上橫梁的相對距離始終不變。

（3）利用下橫梁的U形吊掛將4個板鉤與下橫梁連接在一起，要求4個板鉤的方向一致。

（4）將驅動電源線從主小車上按順時針方向盤入上橫梁上面的電纜筐內，電纜隨著吊具的上下運行，自動完成回收與釋放。

4　旋轉吊具使用方法

（1）將鐵水接受跨80 t起重機開到運輸廢鋼槽的汽車正上方，開動起重機起升機構將旋轉吊具落下與廢鋼槽對位，此時廢鋼槽槽口處于南北方向，與爐口方向相差90°。利用該旋轉吊具的四爪吊鉤將廢鋼槽從汽車吊起一定高度后，開動起重機大車走行機構將廢鋼槽吊運到指定位置。

（2）選擇司機室內控制臺上“旋轉啟動按鈕”順時針或逆時針方向，控制旋轉吊具以恒定速度水平逆時針或順時針方向旋轉90°，使廢鋼槽槽口旋轉至正對爐口方向。開動起重機起升機構將廢鋼槽平穩放置地面。

（3）開動起重機將向轉爐加完廢鋼的空廢鋼槽吊起一定高度后，以同樣方法操作旋轉吊具，使空廢鋼槽旋轉90°，保持槽口方向與運輸廢鋼槽的汽車駕駛方向同向，將其放置到待運汽車后運走。

5　結語

廢鋼槽旋轉吊具投入生產使用后，有效地解決了因作業空間限制導致的廢鋼槽定位困難問題，實現廢鋼槽水平方向任意角度正、反向旋轉，保障了生產的低成本高效運行。

此旋轉吊具造價低廉，安裝檢修方便，設計有4個吊點，可充分保證廢鋼槽吊具的平衡，安全可靠，特別適用于狹小的廠房使用。