RH喷补车顶渣机构结构优化技术探讨

王洪

（西昌钢钒公司维修中心，四川 西昌 615000）

RH喷补车顶渣机构结构优化技术探讨

王洪

（西昌钢钒公司维修中心，四川 西昌 615000）

鞍钢集团西昌钢钒炼钢厂RH(真空处理)喷补车由于设计缺陷，在对真空室插入管下口残留钢渣进行顶拆时，经常发生喷补车框架变形、结构焊缝断裂的事故，导致生产中断。通过对喷补车顶渣机构的结构受力分析，介绍RH喷补车顶渣机构结构优化技术中的关键之处。

RH；顶渣机构；结构优化

0 引言

RH(真空处理)喷补车是RH整个工艺流程中必不可少的关键设备之一，它的主要作用是利用车体上方的环形破渣头先将真空室插入管下口残留钢渣顶掉后，再由作业人员对真空室插入管内外部进行喷补修复，以延长其使用寿命。

1 生产现状

西昌钢钒炼钢厂RH(真空处理)喷补车结构示意如图1所示，主要由顶升油缸、升降滑道、顶升平台、环形破渣头、积渣通道、积渣槽等组成。由于设计缺陷，顶升油缸力量作用在顶升平台上，平台通过升降滑道传递力至上部平台推动破渣头向上作业。在使用顶渣模式时，由于真空室插入管管口沾渣较多且牢固，经常造成平台严重损坏（见图2、3）。该平台损坏后修复工作量大，修复时间长，耗费材料多，严重影响生产，给维护检修增加较大的负担。

图1 炼钢厂RH(真空处理)喷补车结构示意图

图2 顶升平台损坏的平面图

图3 支撑连接横梁变形焊缝断裂

2 故障分析

根据喷补车现场工作实际状态分析，在破渣头向上运动对真空插入管下口残钢进行强行破除时，其动力源为下部的顶升液压缸。顶升液压缸首先将力传动到升降平台下支撑面连接横梁，再由连接横梁通过升降滑道传递到破渣头基础平台，受力分析如图4所示。

图4 基础平台受力分析

由该传递方式可知，在破渣头破渣过程中的主要受力点为升降平台下支撑面连接横梁两端与升降滑道连接处。然而该处为焊接连接，该部位连接板厚度为8mm，焊接长度为100mm，连接板材质为Q235-A钢，是整个结构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。 下支撑面每处连接横梁两端与升降滑道连接处最大只能承受13.3T的剪切力，4个焊接连接点一共只能承受53.2T的剪切力，且该剪切力是理论化的，实际焊接质量是不可能达到的。

根据力学原理可知，该力矩传递方式明显存在不合理。喷补车升降平台本身自重17t左右，真空室及真空室横移车自重接近40t，液压顶升液压缸顶升力800t。由此可见，在顶升过程中，极易将支撑横梁焊缝顶断。无论是采用加大焊接量、改变焊条型号还是在连接处加焊筋板的方式，效果均不理想。

3 结构优化方案

我们将喷补车顶渣时作用力的传递路线进行优化，在环形破渣头下方设置4根20#工字型钢与下支撑横梁直接焊接固定，将弓型路线传递作用力为垂直直线传递（见图5），避免在力矩传递过程中出现剪切力的情况。

4 结语

RH喷补车顶渣机构结构优化后，破渣效果良好，平台稳固性良好，彻底解决了该平台频繁损坏的问题，对维护保产和降低检修费用起到了很好的作用。结构优化前，该设备的年均故障时间为144h，优化后至今从未出现此类故障。

图5 喷补车顶渣时作用力的传递路线优化

[1]张鉴.炉外精炼的理论与实践[M].北京：冶金工业出版社，1991.

[2]成大先主编.机械设计手册[M]（第五版）.北京：化学工业出版社，2008.

[3]陈榕林.机械设计应用手册[M].北京：科学技术出版社，2006.

TF769.4

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1671-0711（2016）10（下）-0044-02