废钢槽专用旋转吊具的研制

李理，王赓，董园

（鞍钢股份有限公司炼钢总厂，辽宁 鞍山 114021）

鞍钢股份有限公司炼钢总厂三分厂5#线转炉系统于2015年1月正式投产，建有两座200 t转炉。炉前铁水接收跨安装1台50 t+50 t起重机，1台80 t起重机，1台废钢15 t起重机，用于废钢槽吊运及废钢准备作业。炼钢冶炼生产过程中，主要通过汽车将废钢槽运到炉前跨生产现场，利用80 t吊车将废钢槽卸车，利用炉前双50 t吊车吊运废钢槽到转炉前，向两座转炉加入废钢作业。加废钢作业时，废钢槽口方向正对转炉口，对位必须保证方向一致，从而完成转炉加入废钢作业。

由于受5#线厂房各跨横向空间狭小，厂房内空间低等原因限制，运输废钢槽时，汽车进入厂房内只能沿着厂房东侧通道进入现场，造成废钢槽槽口方向与转炉口方向垂直成90°，无法直接完成加废钢作业，而且吊卸废钢槽时，必须将废钢槽旋转90°。为此，设计了吊运废钢槽的专用旋转吊具。

1　旋转吊具的工作原理

为了实现在现场将废钢槽旋转90°，确保将废钢正常加入到转炉中，根据实际情况，研究设计了一套具有4个吊点强制平衡的废钢槽专用旋转吊具，安装在钢水接受跨的80 t起重机上，使该起重机在将废钢槽吊起后，利用旋转吊具，可以使废钢槽进行最大360°旋转。具体工作原理如下:

通过4套钢绳将旋转吊具与炉前80 t起重机主小车连接起来，旋转时通过主小车上的导向轮引导钢绳。在吊卸废钢槽作业时，操作吊车起升机构完成废钢槽升降，通过“旋转启动按钮”控制旋转吊具上的旋转电机正向或反向运行，在旋转电机的驱动下使旋转吊具旋转，从而实现废钢槽水平方向360°范围内任意角度摆放。图1为旋转80 t桥式起重机结构简图，图2为旋转80 t桥式起重机主小车机构结构简图。

2　旋转吊具设计方案

该旋转吊具利用原有吊车主小车上的起升机构，包括卷筒、下滑轮、导向轮、定滑轮及平衡臂，通过旋转驱动机构实现废钢槽旋转。

2.1　旋转吊具组成

旋转吊具由电机机座、旋转驱动机构、钢绳、滑轮、上横梁、下横梁、吊挂及板钩组成，吊运废钢槽旋转吊具见图3。

图1　旋转80 t桥式起重机结构简图

图2　旋转80 t桥式起重机主小车机构结构简图

图3　吊运废钢槽旋转吊具

旋转驱动机构包括 “三合一”减速器（包括电机、减速器和制动器）、小开齿、大开齿、旋转轴和吊叉。上横梁俯视图如图4。

图4　上横梁俯视图

图4中，上横梁为十字梁，在十字梁的4个伸出端分别固定有2个滑轮，滑轮上绕有钢绳，钢绳的另一端依次绕过主小车上的平衡臂、定滑轮、导向轮、下滑轮后固定在卷筒上，上横梁的上表面中间固定有槽型机座，机座中心位置上设有与下横梁对应的轴孔，轴孔内活动连接一根旋转轴，旋转轴上端装有大开齿，大开齿两侧分别啮合一个小开齿，小开齿分别与“三合一”减速器连接，大开齿和小开齿均镶嵌在槽型机座内；旋转轴下端通过柱销连接一叉形吊叉，吊叉下端通过销轴和定位销连接在下横梁中心位置上。

下横梁俯视图见图5，下横梁整体呈“H”形，在下横梁的两端分别垂直连接一根吊臂，吊臂两端各固定一个“U”形吊挂，吊挂下面通过销柱连接有板钩。

图5　下横梁俯视图

2.2　旋转吊具驱动机构

旋转吊具由2台“三合一”减速器（包括电机、减速器和制动器）驱动。同时，在两个“三合一”减速器侧面的上横梁上设有电缆筐，用于存放一根电机电源电缆。

正常工作时，“旋转启动按钮”打开旋转吊具上4台“三合一”减速器上的制动器，同时4台“三合一”减速器上的旋转电机通电并同方向启动，两台旋转电机驱动旋转吊具按照现场需要角度进行旋转。为避免当某一台旋转电机发生故障或该电机动力电源的电气线路发生故障时，此电机自身的制动器抱死，而另一台电机仍继续工作，易造成掰齿轮或掰机座的设备事故发生。确保旋转吊具能够可靠运行。将2台旋转电机并联使用，即用任意1台旋转电机的正向旋转接触器或反向旋转接触器，都能同时控制2台电机的旋转以及2台制动器打开。这样，即使只有1台旋转电机的电气控制系统正常工作时，也能够实现两台电机的制动器始终保持正常打开状态，仅用一台旋转电机也可以驱动旋转吊具正常工作，确保生产顺行。

3　旋转吊具组装

（1）先分别将每根钢绳一端固定在卷筒上，另一端依次穿入下滑轮、导向轮、定滑轮和平衡臂后缠绕在滑轮上，完成钢绳与吊具的连接，并严格控制4根钢绳长度一致，确保上横梁保持水平。

（2）将旋转轴插入下横梁中部孔内，把销轴和定位销依次穿入下横梁及旋转轴内，保证下横梁与上横梁的相对距离始终不变。

（3）利用下横梁的U形吊挂将4个板钩与下横梁连接在一起，要求4个板钩的方向一致。

（4）将驱动电源线从主小车上按顺时针方向盘入上横梁上面的电缆筐内，电缆随着吊具的上下运行，自动完成回收与释放。

4　旋转吊具使用方法

（1）将铁水接受跨80 t起重机开到运输废钢槽的汽车正上方，开动起重机起升机构将旋转吊具落下与废钢槽对位，此时废钢槽槽口处于南北方向，与炉口方向相差90°。利用该旋转吊具的四爪吊钩将废钢槽从汽车吊起一定高度后，开动起重机大车走行机构将废钢槽吊运到指定位置。

（2）选择司机室内控制台上“旋转启动按钮”顺时针或逆时针方向，控制旋转吊具以恒定速度水平逆时针或顺时针方向旋转90°，使废钢槽槽口旋转至正对炉口方向。开动起重机起升机构将废钢槽平稳放置地面。

（3）开动起重机将向转炉加完废钢的空废钢槽吊起一定高度后，以同样方法操作旋转吊具，使空废钢槽旋转90°，保持槽口方向与运输废钢槽的汽车驾驶方向同向，将其放置到待运汽车后运走。

5　结语

废钢槽旋转吊具投入生产使用后，有效地解决了因作业空间限制导致的废钢槽定位困难问题，实现废钢槽水平方向任意角度正、反向旋转，保障了生产的低成本高效运行。

此旋转吊具造价低廉，安装检修方便，设计有4个吊点，可充分保证废钢槽吊具的平衡，安全可靠，特别适用于狭小的厂房使用。