150吨转炉炼钢过程中氧枪升降机构的改进

崔海龙

（河钢乐亭钢铁有限公司 河北 唐山 063000）

1 引言

一般大型转炉氧枪升降机构比较常见的是双绳保护，即与升降小车相连的钢丝绳采用双绳，每根钢丝绳的尺寸都按全负荷选出，当一根绳破断时，另一根绳能够短时继续工作。应当说，两绳同时破断的可能性极小。但为了更加保险起见，即为防止万一两绳同时破断或是发生其它事故而掉枪，大多数厂家都在升降小车上设有制动装置，该装置可以在掉枪时使升降小车在短距离内（500mm以内）[1]停降，避免氧枪掉入转炉内发生巨大的安全事故。

2 转炉氧枪升降机构装置及存在的问题

转炉氧枪升降机构装置改进前如图1所示，升降小车吊挂在升降钢丝绳3上，滑轮架2通过两条途径与升降小车车架1联系：一是通过连杆11铰接在车架1上；二是与呈对称布置的左、右两组杠杆相连，该两组杠杆的所有支座都安装在车架1上。正常工作时，在升降小车、氧枪及其附属设备的总重作用下，钢丝绳3有张力并压缩弹簧10。当掉枪时钢丝绳3的张力消失，则压缩弹簧10解除压缩力而恢复变形，在弹簧10的恢复力作用下，杠杆系统各杆件将相对车架1经如图所示方向动作，其中左、右两连杆4被拉向上移动。且两杆向上移动引起的结果相同。现在右杆4上移作一说明，如图1A向所示，制动楔7左面嵌有摩擦板8，而右面为一斜面，鉴于调整楔6上移受到约束，故制动楔7在被杆4拉动向上移的过程中同时向左横移，直至摩擦板8与固定导轨9靠紧为止，则8与9间所产生的摩擦力即可阻止升降小车下坠。

图1 一种常见氧枪升降机构装置

该升降机构装置在国内钢厂被普遍使用，但仍然存在问题，即发生掉枪制动后，摩擦片与轨道间的摩擦力较大，平时换枪用的32吨桥式起重机不能将小车提起，必须将调整楔用气割破坏，才能将升降小车提起进行相应检修处理。

3 升降机构装置的改进

针对上面升降机构装置存在的问题，我厂对于该装置进行了改进，如图2所示。

（1）将调整楔6与支架5的接触面车去1～2mm，即使二者之间产生1～2mm的间隙。

（2）在车架5上攻出4个螺纹孔，将4条M24高强螺栓拧进支架5将调整楔6顶住。

当发生掉枪事故，升降小车制动后，先用换枪用桥式起重机将小车吊住，拆掉双头螺柱12，再将4条M24螺栓旋出。螺栓拆除后，因调整楔与支架间有缝隙，其间相互作用力消失，进而小车摩擦片与轨道之间的正压力消失，摩擦力也随之消失，故小车可被换枪用桥式起重机吊起，进行后续检修处理。实际操作显示改进后处理掉枪事故的时间较之从前大为缩短，且对升降小车没有造成其它破坏，只需更换钢丝绳即可上线继续使用。

图2 升降机构装置改进部分

此改动中最为关键的是螺栓的强度是否可以承受小车掉落制动时调整楔6对螺栓的反作用力，即轨道对摩擦片的正压力，因此需要经过强度计算，确定螺栓的直径，计算方法如下：

由文献2可知，制动时摩擦片与轨道间的比压很大，一般为在20Mp以上[2]，本文选用比压p=25Mp，又摩擦片尺寸为70mm*160mm。于是可得摩擦片与轨道间的摩擦力f为比压p与摩擦片面积S的乘积，即

又由摩擦力计算公式f=μN，可得，轨道与摩擦片之间的正压力N=f/μ，μ由文献2可知其下限值为0.25，本文为安全考虑就选择其下限0.25，于是有：

考虑到拆卸过程中会出现最终只有一条螺栓承担该正压力，于是由轴向静载荷螺栓的强度计算公式[3]，可计算出需要的螺栓直径为：

其中8.8级高强螺栓的需用应力[σ]由手册查得为：800N/mm2

故选用M24，强度为8.8级的高强螺栓，可以满足制动时调整楔对螺栓的作用力。

4 结语

在冶金炼钢生产过程中，150吨转炉氧枪升降机构装置在掉枪成功制动后，快速消除摩擦板和固定导轨间的摩擦力，使升降小车的拆卸更为方便快捷。该改进措施已在实际中得到应用，并被证实切实可行，给行业同类升降机构装置提供了有益的借鉴。

[1]陈木金.提高转炉氧枪枪龄的分析与应用[J].福建冶金，2017(05).

[2]冯超，黄奜怡，刘帅，张晓妮.转炉氧枪喷头工艺参数优化与应用[J].冶金能源，2017(05).

[3]张全.宣钢120t转炉氧枪枪位模式优化实践[J].科技创新导报，2017(21).

[4]张兴利，徐立山，韩春良，常瑞臻，李一峰.承钢20t氧气顶吹转炉四孔氧枪改造实践[J].承钢技术，2004(Z1).