RH噴補(bǔ)車頂渣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)探討

王洪

（西昌鋼釩公司維修中心，四川 西昌 615000）

RH噴補(bǔ)車頂渣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)探討

王洪

（西昌鋼釩公司維修中心，四川 西昌 615000）

鞍鋼集團(tuán)西昌鋼釩煉鋼廠RH(真空處理)噴補(bǔ)車由于設(shè)計(jì)缺陷，在對(duì)真空室插入管下口殘留鋼渣進(jìn)行頂拆時(shí)，經(jīng)常發(fā)生噴補(bǔ)車框架變形、結(jié)構(gòu)焊縫斷裂的事故，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。通過(guò)對(duì)噴補(bǔ)車頂渣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)受力分析，介紹RH噴補(bǔ)車頂渣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)中的關(guān)鍵之處。

RH；頂渣機(jī)構(gòu)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

0 引言

RH(真空處理)噴補(bǔ)車是RH整個(gè)工藝流程中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一，它的主要作用是利用車體上方的環(huán)形破渣頭先將真空室插入管下口殘留鋼渣頂?shù)艉?，再由作業(yè)人員對(duì)真空室插入管內(nèi)外部進(jìn)行噴補(bǔ)修復(fù)，以延長(zhǎng)其使用壽命。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

西昌鋼釩煉鋼廠RH(真空處理)噴補(bǔ)車結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，主要由頂升油缸、升降滑道、頂升平臺(tái)、環(huán)形破渣頭、積渣通道、積渣槽等組成。由于設(shè)計(jì)缺陷，頂升油缸力量作用在頂升平臺(tái)上，平臺(tái)通過(guò)升降滑道傳遞力至上部平臺(tái)推動(dòng)破渣頭向上作業(yè)。在使用頂渣模式時(shí)，由于真空室插入管管口沾渣較多且牢固，經(jīng)常造成平臺(tái)嚴(yán)重?fù)p壞（見(jiàn)圖2、3）。該平臺(tái)損壞后修復(fù)工作量大，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，耗費(fèi)材料多，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，給維護(hù)檢修增加較大的負(fù)擔(dān)。

圖1 煉鋼廠RH(真空處理)噴補(bǔ)車結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 頂升平臺(tái)損壞的平面圖

圖3 支撐連接橫梁變形焊縫斷裂

2 故障分析

根據(jù)噴補(bǔ)車現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際狀態(tài)分析，在破渣頭向上運(yùn)動(dòng)對(duì)真空插入管下口殘鋼進(jìn)行強(qiáng)行破除時(shí)，其動(dòng)力源為下部的頂升液壓缸。頂升液壓缸首先將力傳動(dòng)到升降平臺(tái)下支撐面連接橫梁，再由連接橫梁通過(guò)升降滑道傳遞到破渣頭基礎(chǔ)平臺(tái)，受力分析如圖4所示。

圖4 基礎(chǔ)平臺(tái)受力分析

由該傳遞方式可知，在破渣頭破渣過(guò)程中的主要受力點(diǎn)為升降平臺(tái)下支撐面連接橫梁兩端與升降滑道連接處。然而該處為焊接連接，該部位連接板厚度為8mm，焊接長(zhǎng)度為100mm，連接板材質(zhì)為Q235-A鋼，是整個(gè)結(jié)構(gòu)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。 下支撐面每處連接橫梁兩端與升降滑道連接處最大只能承受13.3T的剪切力，4個(gè)焊接連接點(diǎn)一共只能承受53.2T的剪切力，且該剪切力是理論化的，實(shí)際焊接質(zhì)量是不可能達(dá)到的。

根據(jù)力學(xué)原理可知，該力矩傳遞方式明顯存在不合理。噴補(bǔ)車升降平臺(tái)本身自重17t左右，真空室及真空室橫移車自重接近40t，液壓頂升液壓缸頂升力800t。由此可見(jiàn)，在頂升過(guò)程中，極易將支撐橫梁焊縫頂斷。無(wú)論是采用加大焊接量、改變焊條型號(hào)還是在連接處加焊筋板的方式，效果均不理想。

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

我們將噴補(bǔ)車頂渣時(shí)作用力的傳遞路線進(jìn)行優(yōu)化，在環(huán)形破渣頭下方設(shè)置4根20#工字型鋼與下支撐橫梁直接焊接固定，將弓型路線傳遞作用力為垂直直線傳遞（見(jiàn)圖5），避免在力矩傳遞過(guò)程中出現(xiàn)剪切力的情況。

4 結(jié)語(yǔ)

RH噴補(bǔ)車頂渣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，破渣效果良好，平臺(tái)穩(wěn)固性良好，徹底解決了該平臺(tái)頻繁損壞的問(wèn)題，對(duì)維護(hù)保產(chǎn)和降低檢修費(fèi)用起到了很好的作用。結(jié)構(gòu)優(yōu)化前，該設(shè)備的年均故障時(shí)間為144h，優(yōu)化后至今從未出現(xiàn)此類故障。

圖5 噴補(bǔ)車頂渣時(shí)作用力的傳遞路線優(yōu)化

[1]張鑒.爐外精煉的理論與實(shí)踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991.

[2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]（第五版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]陳榕林.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

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