冶金铸造起重机吊挂废钢斗专用吊具设计

李红熙，刘国刚

（新疆德勤互力工业技术有限公司，新疆乌鲁木齐 830022）

前言

现代大型冶金企业炼钢生产车间高效、连续生产作业，通常冶炼作业区域车间一般配置2～3 座转炉，生产工艺原料加工区域布置，一般为转炉平台一侧布置为废钢准备区域，另一侧布置为铁水脱硫、倒罐准备区域，转炉平台一般布置在加料跨废钢准备区域和铁水吊运区域中间位置，钢铁冶炼所需原料（铁水和废钢）从跨区两侧向中间转炉平台吊运，实现正常的冶炼作业所需原料的有序吊运，提高冶炼作业效率。

冶炼跨区域内起重机通常配置为具备吊运铁水功能的冶金铸造起重机和具备提升及炉内加入废钢功能的冶金桥式起重机，为实现多炉座同时生产的生产工艺，冶金炼钢厂加料跨区域内一般配置2～3部冶金铸造起重机及1～2 部废钢吊运冶金桥式起重机，实现炼钢所需原料铁水及废钢的有序吊运，以满足炼钢生产的需要。

1 问题的提出

不同起重机在生产工艺中的作用不同，起重机选型设计所采用的专用吊具的结构形式也不相同，比如吊运铁水罐的冶金铸造起重机使用主起升采用固定式龙门钩吊运铁水罐，副起升采用单钩形式，配合主起升完成铁水罐倾翻操作，实现铁水入炉；吊运废钢斗的冶金桥式起重机使用四吊点（或三吊点）的龙门钩吊挂废钢斗并对炉内加入废钢。起重机的使用功能不同，吊具的结构形式也各不相同，吊具的结构形式限制了起重机功能的充分使用，在起重设备定位检修及发生故障的特殊情况下，为了充分满足多炉座转炉同时连续生产，需设计铸造起重机吊挂废钢斗专用吊具以满足生产的需要。

2 现状调查及分析

吊挂铁水罐的冶金铸造起重机必须符合GB/T7688.1-2012《冶金起重机技术条件第1 部分：通用要求》、GB/T7688.5-2012《冶金起重机技术条件第5 部分：铸造起重机》的设计规范要求，其中4.3.2a 规定：“用于炼钢厂的铸造起重机，在吊运重罐铁水、钢水或液渣时，应使用带有固定式龙门钩的铸造起重机”，也就是说，主起升采用固定式龙门钩专用吊具功能单一，只能吊运铁水罐；同跨区废钢斗吊运起重机只能够通过废钢斗龙门钩吊具吊运废钢。

如果同跨区一台冶金铸造起重机故障或是计划性检修停机（定位在检修位）则阻断了废钢斗吊运通道，如果要实现铸造起重机使用主副起升机构配合吊运废钢斗实现炼钢冶炼作业连续、不间断生产，就需设计铸造起重机吊挂废钢斗专用吊具，充分发挥起重机的使用功能以满足生产的需要。

3 方案设计思路

设计一种冶金铸造起重机能够便于吊挂使用的废钢斗专用吊具，由操作工独立操作实现废钢斗的自动挂入（不需要人工辅助作业，提高本质化安全），在起重设备定位检修及故障的特殊情况下，使其中一部冶金铸造起重机能够改变单一的吊挂铁水罐功能，吊挂专用吊具后可以实现吊挂废钢斗，满足多炉座转炉的同时连续生产，将起重设备检修或故障状态阻断废钢吊运通道对转炉生产造成的影响降到最低。

3.1 方案设计的难点

（1）铸造起重机的起升高度对吊挂废钢斗的最大起升高度的影响要综合考虑。

（2）根据铸造起重机双小车的结构特点，主起升为固定式龙门钩，副起升为通用吊钩组的吊挂方式，专用吊具的吊挂点要和主副起升吊具的吊挂点相匹配。

（3）吊具的设计要能够由操作工独立操作实现废钢斗的自动挂入，不需要人工辅助作业，提高本质化安全。

（4）专用吊具各吊挂点的设计要形成稳定框架结构，且前后吊点能够自由升降，满足废钢斗的倾斜，从而使废钢顺利加入转炉炉内。

3.2 方案设计需的重点

（1）利用现有的铸造起重机主起升龙门钩、副起升单吊钩结构特点，专用吊具的吊挂点设计要和主、副起升吊具的吊挂点（三吊点）相匹配。

（2）吊具的设计要能够由操作工独立操作实现废钢斗的自动挂入，不需要人工辅助作业，解决吊挂配合作业人员的接触风险。

（3）专用吊具各吊挂点的设计要实现前后吊点能够自由升降，满足废钢斗通过倾翻一定的角度使废钢顺利加入转炉炉内。

3.3 方案设计实施过程

以200/50t 冶金铸造起重机为例进行专用吊具的基本结构形式方案设计：

（1）龙门钩吊具两板钩之间钩距4400 mm，钩腔直径Φ405 mm，副起升吊钩为50 t 通用标准吊钩，废钢斗纵向耳轴中心距3000 mm，横向耳轴中心距2240 mm，那么设计的废钢斗吊具的四吊点的纵向及横向间距需与废钢斗四吊耳的间距尺寸相同。

（2）为保证吊运作业稳定，主副起升吊挂点采用框架连接，框架之间采用铰接连接方式，以满足主副钩之间相对起升高度的倾斜变化。

3.4 方案设计简图

4 方案设计说明

行车检修冶炼200 t 冶金铸造起重机吊挂废钢斗专用吊具设计见以上设计图，需专业起重吊具制造厂家校核其结构强度最终出图，本结构草图为吊具基本形式样图。

（1）如图1，吊具主要结构形式为2 个吊梁，中间采用矩形框架与之连接，设计有4 个铰接点，因铸造起重机后钩一般设计为单钩形式，故与起重机吊挂采用3 吊点形式。为满足主副钩吊具相对高度变化产生的铰接点角度变化，副钩吊挂点设计成能够沿轴心旋转180°的铰接连接形式。

图1 后钩增加副钩铰接吊挂点示意图

（2）如图2，为满足主起升龙门钩吊挂，前吊梁采取吊梁延长设计，设计使吊挂耳轴中心距与龙门钩吊具板钩中心距一致（4400 mm），满足前吊挂点2点吊挂。

图2 前钩增加主起升龙门钩吊挂点示意图

（3）图3 为200 t 冶金铸造起重机吊挂废钢斗专用吊挂废钢斗示意图，图4 为倾翻加料示意图，倾翻角度在30°～60°之间，使废钢能够顺利加入转炉操作。

图3 冶炼200t 行车配合吊挂废钢斗示意图

图4 冶炼200t 行车配合吊挂倾翻30°废钢斗示意图

5 方案设计实施效果

通过冶金铸造起重机废钢斗吊挂专用吊具的方案设计，解决了原来使用扁担横梁链条吊具吊挂方式存在的弊端，通过改进吊挂方式，设计主副钩配合吊挂的方式，实现行车工操作自动挂入功能，解决了需人工配合作业的缺点，吊挂及废钢加入方式都更加安全可靠，提高废钢吊挂作业效率，减少行车定位检修对转炉冶炼节奏的影响。