布料溜槽断裂原因分析
面料发生纤维断裂或破洞的成因分析
面料发生纤维断裂或破洞的成因分析1、水质的波动问题易被忽视，但影响较大，并很可能会突然性地出现在波动的影响因素中，首先是生产用水的铁离子含量问题。
众所周知，水中的钙、镁、铁等金属离子，对染整生产的各个环节均有密切的影响；而其中在前处理中对纤维素纤维可产生脆化损伤占第一位的，则莫过于铁离子了。
双氧水是现今前处理中不可或缺的基础性化工原料，双氧水在室温下分解缓慢，但在受热、受光的条件下，或加入碱后，H2O2活化，迅速分解，如下式所示：上述反应促进自由基形成，随之又激化分解反应。
由式上可见，增加烧碱用量，则HOO增加，使漂白作用提高，但随着碱浓度提高和金属离子的存在，H2O2的分解速率迅速加快，在不加控制的情况下，不但双氧水无谓浪费，而且织物白度下降，甚至棉纤维发生脆损。
水中的钙、镁、铁类金属离子含量，原则上是由供水的水源所决定的，故通常对生产用水的水质，检测取样工作十分注重。
然而，铁离子另外还极大地受到生产车间的供水管网的影响，尤其是铁质的供水管网，在碰到较长时间的全厂性节假日（如春节等）后，或全厂性停工进行大检修后，或某一局部区域生产线停工一段时间后，在恢复开工时，就很容易出现铁离子含量的突发性上升。
另还有钢铁质架构的车间屋顶顶棚，或相关空中铁质框架，在长期经受蒸汽、酸性汽体等侵蚀后，铁屑、铁锈微颗粒等极有可能产生自然剥落，若遇大风吹后加速跌落。
如若跌落于毛白坯待处理坯布上的铁锈屑物质被带入氧漂工作浴，其铁锈沾附着处便很容易导致氧漂破洞。
通常情况下，这类屋顶架构，以及铁质供水管网系统的生产车间，在使用8～10年后，就必须引起警惕，使用年限越长久的，就越要小心和注意。
应该说染整企业的生产技术部门，对于生产用水的水质问题，一般是比较重视的，通常也有定期检测水源水质的工作制度。
对于工艺配方的设计制订，也会根据检测后的实际参数，来进行制定或作出调整。
但往往经过一段时间以后，看到水质的参数变化幅度不太大，在生产工艺配方的实施中也反映是稳当和平静的，就易产生一种麻痹情绪。
布料溜槽传动系统结构及工作机理分析
大太 阳齿 轮 ２ ３及 系杆 Ｈ）组成 ，旋 转 电机和倾 动 － 电机分 别将 动 力 和运 动 传递 给行 星差 动机 构 的 大太 阳齿轮 ２ ３和小 太 阳齿轮 ２ １ 上 部齿 轮箱输 出端 的 — —。 旋 转双 联输 出齿 轮 １３和倾动 输 出齿轮 ２ ４与下 部 － — 齿 轮箱 内的两个 大 回转 轴 承的旋 转大 齿 圈 １４ 和倾 — 动 双联 大齿 圈 ２ ５啮合 。旋转 大齿 圈 １４与 旋转 吊 — — 架 固定 ，为 旋转 驱 动齿 轮 ，旋 转 吊架通 过 旋转 大 回 转 轴承 与外壳 联接 。 动 双联大 齿 圈 ２５２ ６通过倾 倾 — － 动 大 回转 轴 承与外 壳 联接 ，驱 动倾 动齿 轮箱 。 倾动 齿轮 箱 由倾 动行 星齿 轮 ２ ７倾 动 蜗杆 ２ ８ —、 －、
布 料 溜槽 传 动 系统 是无 料 钟 炉 顶设 备 中用 于驱 动 并控 制 溜槽 进 行 旋转 和倾 动 ，以完成 炉 内布料 功 能 的关 键设 备 。主要 由上 部齿 轮 箱 （ 有 旋转 和倾 带
箱 由上部齿轮箱 的两个输 出小齿轮驱动。布料溜槽 传动系统 的结构和传动原理如图 １ 所示 。
Ａ 布料 溜槽 一
Ｂ 一上部齿轮箱
ｃ 下部齿轮 箱 一
Ｄ一 高炉
Ｅ 倾动齿轮 箱 一
４ 系杆 Ｈ 一
Ｉ 小 太 阳齿 轮 （ － ） ｍ ２ １
２ 行星齿轮 （－ 一 ２ ２） ７ 倾 动 电机 一
３ 大 太 阳 齿轮 （ － ） 一 ２ ３
５ 旋 转 电机 ６ 齿轮 （ １） 一 一 卜
８ 旋 转双 联 输 出齿 轮 （ ２１ ３） 一 卜 —
９ 倾 动 输 出齿 轮 （ － ） 一 ２ ４
高炉布料溜槽故障分析及长寿化应用实践
高炉布料溜槽故障分析及长寿化应用实践张荣军;于成忠【摘要】The causes leading to the failure of the furnace-top-burden-distribution chutes for BFs with the capacity of over 3200 m3in Ansteel were analyzed. Then lots of optimized improvements for existing BFs in Ansteel were carried out.The production practice showed that the improved distribution chutes can meet the requirements needed by blast-furnace process at high temperature and high intensity of BFs with the capacity of over 3200 m3and also the expected service life of the improved chute was achieved, indicating that it is the improved distribution chute with the characteristics of long service and high temperature resistance. So the economic benefits were achieved.%对鞍钢3200 m3以上高炉炉顶布料溜槽故障原因进行了分析,对鞍钢现有高炉布料溜槽进行一系列的优化改进.生产实践表明,改进的布料溜槽完全满足3200 m3高炉高温高强度的冶炼需求,达到预期使用寿命,取得了良好的经济效益,是一种耐高温长寿型高炉布料溜槽.【期刊名称】《鞍钢技术》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P49-52)【关键词】高炉;布料溜槽;长寿【作者】张荣军;于成忠【作者单位】鞍钢股份有限公司炼铁总厂,辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司炼铁总厂,辽宁鞍山114021【正文语种】中文【中图分类】TF321高炉炉顶布料溜槽是高炉装料的关键设备，一旦发生故障，就会直接造成高炉休风的恶性事故。
450m 3高炉布料溜槽脱落的原因及处理
打破高炉的布料规律 ， 煤气流随之失常 ， 若没有及
时发 现 ， 易导致 高 炉 炉 况不 顺 行 ， 、 料 频繁 ， 极 悬 崩
甚 至会 导致 炉缸 大凉 或 炉 缸冻 结 等 高 炉恶 性 生 产 事 故 。西林 钢铁 集 团有 限公 司 的 ３ ５ｍ 高 炉 于 ４０ ３
观察 ， 导致｝ 槽脱 落发 现滞 后两 天 。 留 （） 况 判断 ４炉 若 溜 槽 脱落 ， 引起 边缘 煤 气 会 流过 分 发 展 ， 心 煤 气 流 受 阻 ， 部 调 剂 不 起 作 中 上 用， 高炉 炉 喉煤气 边缘 和 中心 突然 发 生 剧烈 变 化 ， 高炉炉 温失 控 、 度 失 控 、 碱 负荷 持 续走 低 、 崩 料 悬
了尽 早发 现 和处 理 ， 免 炉况失 常 。 避
（） 气 曲线 高 炉 炉 喉 煤 气 边 缘 和 中心 突 ５煤 然 发 生剧烈 变化 ， 探尺 经 常 出现 滑尺 走料 现象 。
２ 布料溜槽脱落 的原 因分析
西钢 ３ ＃高 炉 布 料 溜槽 脱 落可 归结 为 五方 面
原因。
槽备件未到货时 ， 曾用锰钢板 自制三个溜槽 ， 使用
不 超过三 天 而全 部脱 落 。 （） 压油 受污 染 布料 溜 槽 在 正 常工 作 时 ， ２液
察到溜槽运动的情况 ， 若脱落可直接发现。
（） 角 电机 电流 若 只有 一 个 探 尺 可 用 ， ３Ｊ ３ 且 炉顶 红外 成 像 装 置 失 灵 时 ， 以通 过 Ｊ角 电机 电 可 ３ 流 的对 比（ 常生 产 时 的 电流较 高 ， 正 布料 溜槽 脱落
槽 的燕尾 槽 与 托 架 的卡 槽 位 没 有 形 成 面 接 触 ， 受 外 力 的冲击 造 成 溜 槽 脱 扣 而 脱 落 ， 钢 高 炉 在 溜 西
炉顶布料溜槽更换施工及安全要点
第四检修分公司炼铁队
三、工作原理与结构特征
为了使溜槽能建立在600℃以下的环境中正常 为了使溜槽能建立在600℃以下的环境中正常 600℃ 工作，并具有较高的耐磨性能，本设备采用不锈钢 工作，并具有较高的耐磨性能， 材料1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti， 材料1Cr18Ni9Ti，并在耐磨衬板上堆焊硬质合金材 料。耐磨料垫的特点在于溜槽在布料时起到料磨料 的作用，这样可以延长溜槽的使用寿命； 的作用，这样可以延长溜槽的使用寿命；没有增加 料垫的溜槽一般使用寿命在一个周期约四个月左右 就磨穿了，而增加了料垫的溜槽的使用寿命约为16 就磨穿了，而增加了料垫的溜槽的使用寿命约为16 个月，这样可大大提高溜槽的耐磨性和使用周期， 个月，这样可大大提高溜槽的耐磨性和使用周期， 并且节约成本。 并且节约成本。
炼铁区域
炉顶布料溜槽更换
第四检修分公司炼铁队
一、设备用途
布料溜槽是炉顶重要设备之一。 布料溜槽是炉顶重要设备之一。 它悬挂于溜槽传动装置的两个溜 槽倾动齿轮箱的耳轴上， 槽倾动齿轮箱的耳轴上，并牢固地 锁定在耳轴上。 锁定在耳轴上。 借助溜槽传动装置的旋转和倾动 动力实现溜槽的旋转和倾动运动， 动力实现溜槽的旋转和倾动运动， 从而把高炉炉料均匀、 从而把高炉炉料均匀、连续的分布 到炉内各个部位， 到炉内各个部位，以获得较好炉料 分布效果，减少炉料偏析。 分布效果，减少炉料偏析。
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12、用行车配合，将钢丝绳和2 12、用行车配合，将钢丝绳和2个长链手拉葫芦挂置在溜 槽更换的溜槽拆卸装置（配重） 槽更换的溜槽拆卸装置（配重）上。 起吊作业专人指挥，吊点设置可靠，无关人员禁止入内。 起吊作业专人指挥，吊点设置可靠，无关人员禁止入内。
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高炉布料溜槽结构
现在 钢铁 行业 基 本 使 用 的 是 装 配 式 布 料 溜 槽 ， 结构 主要 是装 配 式 ，由铸 造 基体 和 可 以拆 卸 的分 段 装配 式衬 板 、压 板 和紧 固件组 成 。正 常情况 下 ，基 体 可 以长期 使 用 ，只需 更 换 衬 板 。各 个 衬 板 根 据 磨 损 程度 的不 同 ，可 以进 行 位 置互 换 ，延 长 使 用 时 间 ，一 般 为 １２个 月 到 １８个 月 。
［４］鞍 钢 钢 铁 研 究 所 ，沈 阳钢 铁 研 究 所 ．实 用 冶 金 分 析 ［Ｍ ］．沈 阳 ：辽 宁科 学 技 术 出版 社 ，１９９０．
［５］赵 阳 ，王 强 ，张 克 顺 ．脉 冲 加 热 一热 导 法 测 定 高 锌 铝 合 金 中氢 含 量 ［Ｊ］．化 学 分 析 计 量 ，２０１１．（４）：４５ ４７．
３．４ 实 验 条 件
利 用 ＬＥＣＯ氢 元 素标 准 样 品 （７６２—７４７）经 过 多 次试 验 ，找 出仪器 的最 佳分 析 条件 ，祥见 表 ４。
表 ４ 最佳 分 析 条 件
Ｔａｂ．４ Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
分 析 条 件 吹 扫 时 间／ｓ 排 气 时 间／ｓ 排 气 冷却 时 间／ｓ 排 气 功 率 ／ｋＷ
１．料 磨 料式 （积 窝式 ）的溜槽 以前钢 铁行 业 所 使 用 的料 磨 料 式 的溜 槽 ，其 主 要是 由积窝 板 、基 体 板 、隔热材 料 、和外 壳板 组成 ，使 用 寿命 一般 为 ６个 月 到 １２个 月 。基本 原理 是 在 布 料 溜槽 内部 上部 落 料 点 位 置 布 置 一 定数 量 、高度 和 角度 的格 子 板 ，使 其形 成一 个 能 储 存 一 定 炉 料 的 小 空 腔 。当第 一次 落 料 后 ，在 空 腔 内会 储 存 一定 数 量 的 松散 炉料 形成 积 窝 ，避 免 了后 续 炉 料 对 布 料 溜槽 内部壳 体 的直接 冲击 。 ２．光 面 布 料 溜 槽
长寿命布料溜槽的结构设计
长寿命布料溜槽的结构设计布料溜槽是无料钟炉顶高炉中的一个重要部件，位于高炉炉腔内的顶部，此处温度高，环境恶劣，炉况不顺时最高温度可达700℃以上。
高炉各批次的炉料不断地从料流调节阀经过若干米高的落差冲向布料溜槽，而外面却无法观察其工作状况和损坏情况。
因此，要求溜槽具有足够的可靠性和使用寿命。
目前国内高炉布料溜槽普遍存在使用寿命偏低的现象，一般在8～10个月。
因此提高溜槽的使用寿命，对减少生产损失、降低高炉休风率以及充分发挥无料钟炉顶高炉的优势具有十分重要的意义。
一、布料溜槽结构对有效容积为2000～3000㎡高炉的布料溜槽，其结构一般采用由鹅头、扁担梁、衬板与外壳组成的臂挂式杠杆自锁型式。
一般采用耐磨衬板与料磨料结构结合，在落料点位置采用料磨料结构，在出料口位置则采用两层衬板叠装结构。
为了提高耐磨性能同时又节省成本，衬板大多采用复合耐磨板，即在普通钢板上堆焊5～10mm厚耐磨层；料磨料结构通常用普通钢板作为挡板骨架，再在其上堆焊耐磨层。
鹅头、扁担梁与外壳材料大多是采用1Cr18Ni9Ti高温不锈钢，目的是既可防止高炉内腐蚀性气体对溜槽本体的腐蚀，同时也可以防止炉况不顺时，炉顶高温对溜槽的烧损。
二、布料溜槽失效分析溜槽的失效形式主要是料磨料结构的冲击磨损、耐磨衬板的滑移磨损、外壳的烧损与气蚀、外壳开裂以及扁担梁与横梁的弯曲等，严重时甚至出现落料点位置磨穿现象。
通过对失效溜槽清渣拆解后还发现，许多紧固螺栓已剪断、料磨料结构中的衬板上翘。
引起溜槽失效的主要原因是:①溜槽在高炉内使用，工况条件恶劣，温度高，炉况不顺瞬时温度超过700℃，料流速度大，物料棱角锋利、硬度大；②物料通过中心喉管落到溜槽衬板上，落差大，炉料受强力冲击，韧性差的衬板使用后期开裂、击碎，以至一块块脱落，最后造成衬板失效；③溜槽衬板制造过程质量不稳定，寿命相差较大，在高温下性能达不到大过料量的要求；④溜槽设计中存在不合理结构，不能消除高温热变形情况下产生的应力集中，致使外壳开裂；⑤料磨料结构中使用的堆焊耐磨材料抗冲击性能与高温性能不理想，同时，设计中存在缺陷，无法消除热变形引起的耐磨衬板伸长，导致紧固螺栓的剪断与衬板上翘；⑥外壳材料的高温性能达不到要求。
高炉布料溜槽脱落的原因及处理
高炉布料溜槽脱落的原因及处理作者:孙宝银浏览次数:96西钢炼铁总厂摘要:高炉布料溜槽脱落将直接影响布料规律及装料制度，若没有及时发现，极易导致难行，频繁悬、崩料，甚至会导致炉缸大凉或炉缸冻结等恶性事故。
西钢高炉自2005年3月份以来，曾多次出现布料溜槽脱落，影响了技术经济指标的改善。
尤其是第一次布料溜槽脱落，由于发现不及时，导致炉况失常，边缘煤气流过分发展，焦炭负荷持续低，炉况处于失控状态，导致产量低、消耗高、成本高。
关键字:1 前言高炉布料溜槽脱落将直接影响布料规律及装料制度，若没有及时发现，极易导致难行，频繁悬、崩料，甚至会导致炉缸大凉或炉缸冻结等恶性事故。
西钢高炉自2005年3月份以来，曾多次出现布料溜槽脱落，影响了技术经济指标的改善。
尤其是第一次布料溜槽脱落，由于发现不及时，导致炉况失常，边缘煤气流过分发展，焦炭负荷持续低，炉况处于失控状态，导致产量低、消耗高、成本高。
2 布料溜槽脱落的判断布料溜槽的脱落可通过探尺、红外成像、β角电机电流、布料分析等方式来判断。
⑴定点布料。
固定β角下料，放探尺进行料面探测，若两探尺变化与β角旋转布料时一样，可以初步判定溜槽脱落。
⑵炉顶红外成像。
通过画面显示，可直接观察到溜槽运动的情况，若脱落可直接发现。
⑶β角电机电流。
若只有一个探尺可用，且炉顶红外成像装置失灵时，可以通过β角电机电流的对比（正常生产时的电流突然持续降低）来判断溜槽是否脱落。
西钢第一次溜槽脱落发现不及时的客观因素是东探尺不能使用、红外成像失灵，由于没能很好地观察β角电机电流，导致溜槽脱落后两天才发现。
⑷炉况判断。
若溜槽脱落，会引起边缘煤气流过分发展，中心煤气流受阻，上部调剂不起作用，炉喉煤气边缘和中心突然发生剧烈变化，炉温失控、碱度失控、负荷持续走低、悬崩料频繁。
⑸煤气曲线。
炉喉煤气边缘和中心突然发生剧烈变化，探尺经常出现滑尺走料现象。
3 布料溜槽脱落的原因分析西钢高炉布料溜槽脱落的原因可归结为五方面原因。
布料溜槽检修更换与调试工法
布料溜槽检修更换与调试工法完成单位名称：中国一冶集团有限公司设备检修公司主要完成人员：白李东1.前言布料溜槽为半圆形的长度为3~3.5m的槽体，旋转溜槽本体由耐热钢（ZGCr9Si2）铸成，上衬有鱼鳞状衬板。
鱼鳞状衬板上堆焊8mm厚的耐热耐磨合金材料。
旋转溜槽可以完成两个动作，一是绕高炉中心线的旋转运动，二是在垂直平面内可以改变溜槽的倾角，其传动机构在气密箱内。
溜槽与气密箱差动齿轮箱相互之间的连锁关系复杂，在安装与调试中均存在独特之处。
在借鉴以往几座高炉布料溜槽检修更换与调试经验的基础上，经系统分析论证，编制了本布料溜槽检修更换与调试工法。
通过沙钢与邯钢等几座高炉检修工程的实践检验，充分证明了本工法的可操作性和使用价值。
2.工法特点2.0.1工法要求在设备更换调试中采用经纬仪测量，通过精确的测量角度，将布料调整到最佳角度，有效的提高了设备的使用效率，同时也是确保高炉炉况正常的一必备因素。
2.0.2工法针对设备拆装特点，将人员、工机具材料、备品备件准备充分，安全技术交底做到位，施工现场提前划定区域，对设备拆装一次成活提供了更为有利的保证，不仅为后期调试打好坚实的基础，而且大幅提升了设备安装精度。
3.适用范围本工法适用于各种规模的高炉布料溜槽机械设备更换与调试。
4.工艺原理遵照休风程序，首先拆除点火孔外面大方人孔包箱，拆除过程中专人严格监测煤气含量，确保安全文明施工。
包箱拆除后，打开点火孔进行点火，确保点火顺利后方可进行溜槽拆装的操作。
打开气密箱齿轮箱检修门，做好停电挂牌技术交底工作，溜槽自动改为手动控制，整个过程要做好安全技术交底工作，确保检修过程的顺利有序进行，找准拆销轴角度，做好起重指挥工作，是本检修的主要工艺原理。
拆装与调试操作有机结合，采用经纬仪调试溜槽工作角度，满足高炉布料均匀要求。
5.工艺流程及操作要点5.1 溜槽检修更换主要工艺流程见图图5.1 工艺流程图5.2操作要点5.2.1 施工准备1、施工作业区域平台清理，划定新溜槽、大方检修孔盖板、专用吊臂及拆下旧溜槽临时存位置。
溜槽改造
BT型无料钟炉顶设备布料溜槽故障分析与处理温元泉陈天华李建东（炼铁厂）【内容提要】本文通过对BT型无料钟炉顶设备的布料溜槽丢失故障进行分析，找出故障原因，并进行改进。
关键词溜槽脱扣故障力偶1前言韶钢3#高炉的炉顶装料设备使用的是BT型串罐式无料钟炉顶设备，BT型无料钟炉顶设备是借鉴PW型无料钟炉顶设备的成功经验的基础上国内自行开发的炉顶装料设备。
BT型无料钟炉顶设备的布料灵活、均匀，能够满足高炉的布料要求，并采用硅橡胶圈密封，实现炉内高压操作。
BT型无料钟炉顶设备的布料装置是整个无料钟炉顶设备的核心部件，布料装置的布料溜槽的工作正常与否直接影响高炉的正常生产。
因此我们对布料装置进行重点维护、监测。
2故障分析韶钢3#高炉于2001年3月9日投产以来，曾多次出现布料装置的布料溜槽丢失的设备故障。
我们对布料溜槽的安装结构和工作原理进行分析，对布料溜槽故障进行诊断和处理。
2．1布料溜槽的安装方式和工作原理2．1．1 工作原理布料装置是整个无料钟炉顶设备的核心，其运动分为溜槽的旋转和溜槽的倾动。
溜槽的旋转运动是由装在布料装置箱体外的电机驱动减速箱带动布料装置的齿轮系工作来实现溜槽的旋转运动；布料溜槽的倾动是由三个呈120°均布在布料装置箱体外的液压油缸通过过渡连杆带动托圈上下运动，托圈通过导辊支架带动溜槽托架摆动来实现溜槽倾动运动的。
2．1．2安装方式布料溜槽的安装如图1（a）示，布料溜槽是以托架为支点，依靠溜槽自身的重力G与托架上的定位块对溜槽产生的反作用力F1产生力偶平衡，使溜槽自动安装在溜槽托架上，溜槽的重心位置和溜槽重量G的大小决定溜槽的安装稳固程度。
2．2故障分析2．2．1BT型无料钟炉顶设备的布料溜槽在正常工作过程中，布料溜槽上下倾动运动是自由无阻碍的，因此，BT型无料钟炉顶设备对高炉的炉内料线是有严格要求的。
当炉内的料线超过规定值时，溜槽在上下倾动过程中溜槽嘴就可能碰到炉内料面，如图1（b）示，在溜槽嘴处产生一个向上的力F2，在力F2的作用下，破坏了原有的溜槽自身重力G和托架定位块对溜槽的反作用力F1的力偶平衡，此时溜槽的卡槽位与托架之间容易造成脱扣而使溜槽从托架上脱离丢失。
布料溜槽断裂原因分析
布料溜槽断裂原因分析陈龙①(中冶华天工程技术有限公司江苏南京210019)摘要：针对某炼铁厂布料溜槽断裂的问题，采用有限元软件ANSYS建立布料溜槽的三维有限元模型，并在此基础上模拟溜槽在不同预紧力作用下各部位的应力，并结合溜槽和螺栓材料的性能分析，找出了布料溜槽断裂的原因，即在常温下，布料溜槽不会发生断裂；在高温下，螺栓的应力和变形呈非线性变化，导致螺栓产生蠕变断裂甚至瞬时拉断，这是造成布料溜槽断裂的主要原因。
关键词：布料溜槽；螺栓；断裂；有限元法；高温布料溜槽是高炉炼铁设备中非常重要的关键部件，其使用寿命的长短直接影响到生铁的产量[1][2]。
而溜槽的结构、制造工艺及材质对其使用寿命影响很大。
某炼铁厂布料溜槽在实际生产过程中发生了断裂事故，联接螺栓大部分被剪断，溜槽本体脱落，严重影响生产，为了找出事故原因，提高溜槽的使用寿命，对布料溜槽整体进行有限元分析，并结合溜槽和螺栓材料的性能，找出断裂发生的原因，为其结构设计及生产工艺的改进提供依据。
1 布料溜槽有限元分析1．1 三维实体模型某炼铁厂布料溜槽的主要结构包括溜槽本体、鹅头体、联接螺栓、加固板等[3]。
严格按照图纸尺寸，在不影响计算结果准确性的前提下，在三维CAD软件中对局部细小结构进行合理简化，考虑到结构和载荷的对称性，建立溜槽的一半三维实体模型，如图1所示。
1．2 有限元模型建立将建好的模型导入ANSYS中，并设置相应的参数。
联接螺栓的材料为A2－70钢，德国牌号A2－70钢相当于国标304材质不锈钢0Cr18Ni9，其材料的弹性模量E=1．99×105MPa，泊松比μ=0．3，密度ρ=7．9×103kg/m3。
溜槽其余部分的材料为1Cr18Ni9Ti，其弹性模量为E=1．98×105MPa，泊松比μ=0．27，密度ρ=7．9×103kg/m3。
采用8节点四面体结构单元solid45，对接触区域采用六面体网格划分，其余部分利用自由网格划分。
20130320-2#高炉α角、β角布料溜槽停机故障分析(sc)
2#高炉α角、β角布料溜槽停机故障分析故障经过：2013年3月20日01:36分，接上料中控岗位通知，报主控后台显示2#高炉α角、β角布料溜槽变频器故障，接到通知后维检人员立即赶到2#高炉主控低压配电室检查α角、β角布料溜槽变频器的供电回路，发现供电接触器没有闭合，变频器没有上电。
岗位人员要求倒段，同时维检人员对炉顶设备进行检查，未发现异常，但是，岗位起机，变频器仍然不能正常上电。
01:56分，电气维检通知自动化人员，要求尽快赶过来配合解决问题。
02:06分，自动化人员到达配电室，检查D网设备，发现D网SDN报“92#”故障，即是：D网24V电源丢失，测量AB公司24VD网电源模块（1606-XLS）有220V 电源输入，无24V电源输出，判断24V电源模块故障。
02:12分，找来备件24V电源模块进行更换，02:20分更换完毕并恢复供电，D网设备显示正常，同时联系中控启机，设备运行正常。
故障分析：通过以上故障经过可以看出，主要是D网PLC的24V电源模块损坏，导致整段D网设备无法正常工作，使网段下的E3-Plus，DSA 及变频器无法与上位机进行通讯及数据交换，故上位机无法远程对变频器进行上电操作。
预防措施：针对AB公司24V电源可能出现故障导致D网设备无法正常供电问题，特提出以下解决办法：1）对有重要设备的网段加网络诊断程序，一旦发生D网电源丢失或D网设备故障，上位机就会发出网络故障报警，便于网络设备故障的快速判断。
2）对有重要设备的网段PLC柜内，增加双24V电源并联输出供电，提高网络供电的可靠性。
3）对所有配电室D网网段24V电源做一个Ⅰ段网络电源与Ⅱ段网络电源的互备切换改造，一旦一个网络电源损坏，另外一个能够迅速投上，减少电源更换时间。
4）要求锦华自动化人员在高炉分厂内值班，减少故障判断、处理时间。
考核：由于电气维检人员通知自动化不及时（停机后20分钟才通知），导致故障处理时间过长；另外，对于影响生产的故障，维检各专业之间没有进行及时的沟通，增加了故障判断处理时间，使高炉从01:40开始减风，02:43开始回风，5:39达到全风，减风时间达4小时，根据维检单位月度考核管理办法，考核电气维检当月维检费5000元。
溜子常见故障和安全事故原因分析及解决对策
溜子常见故障和安全事故原因分析及解决对策辛治国（唐山开滦林西矿业有限公司掘进一区）摘要：溜子常见故障形式有断链、掉链、落巷、飘链、错牙、电机发烧等多种故障，对溜子增强保护，坚持预防性检修，使其不出或少出故障，是当前煤矿安全、高效生产的重要环节。
关键词：溜子；故障；安全事故一、溜子的组成部件：各类类型的溜子的组成部件的形式和布置方式不完全相同，但主要结构和大体组成部件是相同的。
溜子一般是由机头部、机身部和机尾部三部份组成。
1、机头部：机头架子、叉子、架子、联轴节、减速器和电机2、机身部：中部槽、刮板链、大链、沙沟3、机尾部：机尾架、机尾轴4、辅助装置：主要包括紧链装置、急停保护装置、和锚固定装置。
二、溜子常见故障征兆、原因及预防、处置方式1．电机发烧原因及其预防、处置方式1）造成电机发烧的原因：主如果符合过大，电动机被埋住，通风不良，持续启动。
②启动频繁，启动电流大；电动机长时刻在启动电流下工作。
③电动机散热片断掉，通风不良，散热条件差。
④运行后的热电动机停止工作较长时刻后，周围环境湿度大，绝缘能力降低，若不采取办法，启动电机时容易烧坏电机。
⑤电动机单机运转，电压太高或太低都会烧坏电机。
2）预防方式：适当装煤，维持负荷均匀，不要频繁启动电机，电动机轴承要注、换油，紧好机头遍地螺栓，随时处置粉尘，不要强行启动。
3）处置办法：电动机过热时，应停止运行，临时取下保险销，使电机空转，借风扇转动使电机自行冷却，然后再按照故障原因别离处置。
2．液力偶合器发烧原因1）溜子长时刻满负荷运转。
这种情形一般发生在对拉工作面的中间巷道较多。
2）液力偶合器散热条件差。
这种情形发生在溜子道，机头架双侧由于大块煤、矸石、杂物堆满，影响空气流通或液力偶合器散热。
3）频繁的正、反启动。
这种情形发生在推移溜子及紧链操作进程中。
4）过载或传动系统被卡住。
3．减速器过热、声音不正常的征兆、原因及预防、处置办法1）征兆：发出油烟味和“咕噜、咕噜”的响声2）主要原因：①齿轮磨损过度，啮合不好②修理组装不妥，轴承损坏或串轴③油量过量或过少，油质不干净，含有杂物④液力偶合器安装不正，地脚螺栓松动⑤超负荷运转3）预防方式：坚持按期检修制度，常常检查齿轮和轴承的磨损情形。
高炉布料溜槽脱落的原因及处理
高炉布料溜槽脱落的原因及处理摘要：布料溜槽脱落是常见的高炉故障，会对装料制度和布料规律等产生严重的负面影响，而且该类故障往往较为隐蔽，很难及时发现，容易导致崩料、难行以及选料等故障的频繁出现，严重的还会导致炉缸冻结或者是炉缸大凉等事故。
对企业来说布料溜槽脱落会阻碍生产技术经济指标的改善，生产效率难以提高且生产成本控制难度也比较大。
针对于此本文就高炉布料溜槽的脱落原因进行了分析，并提出了相应的处理方法，希望可以为相关企业该类问题的解决提供借鉴。
关键词：高炉；布料溜槽；脱落原因；处理一、高炉布料溜槽工作概述伴随着高炉技术的进步和冶炼强度的提高，无料钟炉顶高炉在我国的应用范围也日趋广泛，成为高炉炼铁的主要设备，布料溜槽作为这类高炉的重要部件，耐磨层的脱落会对生产的稳定性产生直接影响。
布料溜槽工作位置在高炉炉腔顶部，高炉运行过程中布料溜槽的温度会出现大幅度的变化，在冷热交替和频繁的矿料冲击下容易出现损坏，但是从外面进行观察时却无法准确判断布料溜槽的工作状况和内部损坏情况。
布料溜槽一旦出现故障将直接导致休风停炉情况的出现，因而必须要确保布料溜槽的可靠性和使用寿命。
耐磨层脱落是高炉布料溜槽为常见的故障。
高炉布料溜槽的正常工作压力为0.25MPa，温度在200℃左右，但是异常时短时间内温度就可以达到7000—9000℃，给布料溜槽造成了巨大的压力。
不同批次的炉料经过较高的落差流向布料溜槽，在布料的过程中溜槽的耐磨层会连续遭受冲击摩擦，进而出现耐磨层脱落以及主落料点损坏等情况。
二、布料溜槽脱落的判断目前，对于高炉设备的布料溜槽脱落状况的分析主要可以通过以下途径来进行具体的分析。
（1）对定点布料的分析。
在检测过程中，先固定β角下料，然后在将探尺放入设备中进行对布料表面的探测，如果探尺所呈现出来的变化情况与β角旋转布料时表现出来的状况一来，那么就可以推断布料溜槽可能出现脱落。
（2）通过红外成像技术能够实现在设备外部对设备内部的运行状况进行观测，从而判断设备内的布料溜槽运行情况，如果出现了布料溜槽脱落情况，可以在红外成像上直接显示出来。
新型高炉布料溜槽
首钢通钢集团通化钢铁公司7号高炉布料溜槽首钢通钢集团通化钢铁公司的7号高炉是该公司第一座2000m3以上的大高炉，高炉容积为2680m3。
高炉于2007年9月投产以来，各项指标不断攀升，高炉保持在良好的运行状态。
布料溜槽是高炉无料钟炉顶设备的重要组成部分，是高炉布料操作的重要设备，但是布料溜槽因为设计上是采用原厂图纸，制作工艺一般以其原图为主。
而实际上高炉操作多以发展中心气流为主，这样就造成布料溜槽受热温度过高，炉内温度在400摄氏度～800摄氏度。
原图纸要求炉顶条件为：正常生产定温是150摄氏度～250摄氏度；在高炉出现事故的条件下，温度不高于600摄氏度，一年不超过20次，每次不超过30分钟。
溜槽设备满足不了现阶段高炉工艺生产要求，须进行优化改进。
一、设计不合理亟待改进布料溜槽的上料过程是：炉料由上料主皮带送到炉顶，由固定受料斗经上料闸进入称量料罐，通过下料调节阀调节后的料经布料器、中心喉管、布料溜槽按照高炉工艺要求装入高炉。
无料钟布料溜槽的耐磨原理是：落料区为料打料结构，衬板为堆焊耐磨材料，具有双重保护作用；料流区衬板为堆焊耐磨合金。
改造前，布料溜槽表现出一些不适应生产的状况：一是炉顶布料溜槽设计不合理，高炉炉内操作以发展中心气流为主，致使溜槽在使用过程中集中受热，鹅头与槽身连接的支撑板经常变形断裂，或掉入炉内，被迫无计划检修、抢修。
二是内部衬板抛料点处磨损量大，而提前检修更换。
三是由于溜槽使用时间短（一般使用平均在6个月），造成设备备件费、维修费用消耗增加，高炉冶炼成本增加，不利于企业降本增效。
造成这些状况的原因主要是溜槽存在的问题：其一，炉顶布料溜槽由于设计不合理，鹅头长度短至720mm，与槽身连接又为两排M24螺栓连接，支撑板也是两个M24螺栓，板厚为30mm，螺栓孔为25mm，支撑板螺栓孔两边各剩2.5mm厚度连接，连接单薄。
槽身和支撑板受力集中在连接处，再加上中心温度高，支撑板螺栓孔处受热变形，并发展为开裂、断裂。
淮钢5号高炉布料器托圈磨断溜槽脱落事故处理与分析
淮钢5号高炉布料器托圈磨断溜槽脱落事故处理与分析溜槽脱落事故处理与分析朱磊梁茂涛（江苏沙钢集团淮钢特钢）摘要：对淮钢5#高炉布料器溜槽、托圈磨损，溜槽脱落导致炉况波动的情形进行阐述，对事故发生的缘故进行了分析，并对炉况的复原进行体会总结。
提出了布料溜槽的爱护、治理对高炉生产的重要性，以及加强监控、做到早发觉、早处理，幸免造成类似事故发生的方法。
关键词：高炉布料器托圈磨断溜槽脱落分析处理1引言随着炼铁技术的进展，无料钟炉顶因布料方式灵活、易于爱护、适合高顶压操作等诸多优点而被广泛采纳。
作为无料钟炉顶最重要部件之一的旋转布料溜槽，担负着直截了当向炉内布料的任务，其重要性可想而知。
一旦溜槽显现破旧，脱落等状况，必定阻碍或打乱炉内布料规律，最终导致煤气流分布失常，炉况显现波动。
2008年4月12日，淮钢5#高炉（580m³）因溜槽及溜槽托圈磨断，溜槽脱落，炉况显现专门波动，高炉被迫停产1090min，整体更换布料器，缺失产量约2600吨。
我们认为，对此次事故进行分析、总结，将为炼铁生产工作者提供一定的参考和借鉴。
2 溜槽脱落、托圈磨断的事故情形淮钢5#高炉于2007年2月11日点火，通过所有参战人员的共同努力，高炉专门快达产达效，各项指标均达到较好水平。
2008年3月份各项技经指标达到同行先进水平。
见表1。
表15#高炉2008年3月份技经指标2008年4月8日发觉5#高炉在原燃料、操作制度差不多稳固的情形下，边缘气流逐步变盛，荒煤气在线检测显示煤气利用呈下降趋势。
其中CO2含量由4月5日的22.1%逐步下降至4月10日19.6%。
针对上述情形，我们对装料制度作两次抑制边缘调剂：第一次（4月9日8：30）矿、焦同步增1°；第二次（4月11日9：20）矿增加1°。
两次调剂后均稍有成效，边缘气流有所减弱，煤气利用差不多稳固。
2008年4月11日23：10，高炉工长在炉况稳固的情形下作加风调剂，料尺突然停滞悬料（见图1），适当降压后，料线从1.1m塌至2.3m。
溜槽结构及运行参数对布料的影响
溜槽结构及运行参数对布料的影响溜槽是高炉无钟布料的核心部件,溜槽的结构参数运行参数及运行状况关系到整个炉顶设备的运行可靠性,炉顶合理布料是高炉稳定顺行的基础,无钟炉顶的合理布料是通过溜槽对料流的干涉作用实现的,布料溜槽是无钟炉顶装料设备实现正确布料功能的最后一个环节,正确选择溜槽的结构形式及运行参数对保障无钟炉顶正常合理布料具有重要意义.一溜槽的特征参数表述溜槽的特征参数主要包括长度,形状和寿命.1.溜槽的长度参数由于布料溜槽摆动的倾角范围往往远大于实际操作中使用的倾角范围,落料点的位置可以根据倾角大小调节,所以溜槽的精确长度通常不作精确计算,通常根据炉容大小及炉喉直径靠经验值来确定,一般取炉喉半径的0.8-0.9倍来作为溜槽的长度值,实际使用时通过对溜槽倾角的调整来消除小范围长度变化的影响.对于中小型高炉,炉喉直径相对较小,溜槽长度笼统的取0.8-0.9配合倾角的调节基本都可以满足高炉正常生产的需要,但对于大型高炉来说,由于炉喉直径较大,取上限值和下限值溜槽长度相差太大,当溜槽长度过短时,势必通过加大溜槽倾角来调整布料,而加大溜槽倾角一方面使炉料在溜槽上的运动阻力增加,炉料在溜槽尾端出口处的初速度降低,使布料失真较大,另一方面,加大倾角提高了溜槽出口至炉喉料面的距离,增加了炉料落入炉喉料面时的破碎程度,加大了布料对炉喉料面的冲击推挤作用,使炉喉料面在径向上的实际焦炭负荷与理论要求不符.并且使炉料在溜槽内的运动阻力增大,摩擦力增加,加快了溜槽的磨损,缩短了溜槽的寿命.而当溜槽长度过长时,溜槽的可调节倾角范围缩小,溜槽倾角每变化一度,就容易使炉料的落点在炉喉径向上产生较大的位移,使角度调节过于敏感,特别是布料角度的实际值和指示值出现误差时,使操作难度加大.所以对于大中型高炉来说,溜槽的长度选择应按炉喉半径的0.88-0.92倍的经验值来选择,比较能适应生产的需求.下表给出一些国内外高炉溜槽长度与炉喉半径的比值,从表中可以看出即使相同容积的高炉其溜槽长度与炉喉半径的比值也有较大的差别.厂名Vu L/R广叶3号1691 0.84千叶2号1380 0.895千叶6号4500 0.761室兰1号1245 0.919重钢5号1200 0.952首钢2号1327 0.86首钢3号1036 0.902首钢4号1200 0.881攀钢1200 0.86武钢3000 0.89湘钢750 0.989杭钢2号300 0.718施克而根4085 0.8表一国内外溜槽长度与炉喉半径的比值(L/R)2. 溜槽的使用寿命目前国内的溜槽大多使用寿命较短,通常我们要求溜槽在正常炉况下使用寿命能超过一年,而事实上,达不到这种预期的为绝大多数,通常为半年到一年,有的甚至三个月就已经损坏,如天津炼铁厂2800方高炉溜槽仅使用3个月就出现穿孔,唐山钢铁公司3200方高炉布料溜槽(镶嵌硬质合金)也只使用了3个月即损坏不能正常使用,所以如何提高布料溜槽的使用寿命还有待相关专业人士不断的探索和试验.溜槽的使用寿命通常以通料量来计,但由于这个指标比较抽象,所以习惯上常使用通料时间来衡量.为了提高溜槽的使用寿命,广大的炼铁工作者经过了很多的试验和偿试,通过不断改善溜槽结构和材质,取得了较好的成果,使溜槽的正常使用寿命达到三年已成为可能.目前常用的几种溜槽结构主要有以下几种:A 积窝式布料溜槽也称料打料式溜槽,它弥补了硬质合金硬度高韧性差的缺点,避免了料流对溜槽耐磨部分的直接冲击,并极大的减少了二次冲击的危害,料流可控性好,而且对于并缶式无钟炉顶来说,积窝型布料溜槽的缓冲减速作用,极大地削弱了由于料流不对中而形成的椭圆布料现象.但积窝式溜槽的缺点是结构设计难度大,制作工艺复杂,体积较大重量较重.B 光面布料溜槽光面布料溜槽根据耐磨部分的结构又可分为堆焊式和装配式,装配式溜槽由铸造的基体和可以拆卸的耐磨衬板及压板和紧固件组成, 日常生产中基体可以长期使用,只需定期更换耐磨衬衫板即可延长溜槽使用寿命,堆焊式溜槽为基体和表面堆焊耐磨材料而成,生产中根据磨损程度定期堆焊和修补即可继续使用.不论是积窝式还是光面式结构,布料溜槽出口必须有足够的平滑长度,保证炉料顺着溜槽圆柱母线流出而不是紊乱运动.3 溜槽出口的截面形状早期的溜槽出口截面形状都是半圆形的,随着对布料质量要求的不断提高,宝钢首先在大型高炉上采用了出口截面形状为矩形的溜槽(如图一所示),与常用的半圆形溜槽相比,这种溜槽料流更加集中,料流的布控性更好,炉料在落点的堆尖范围更宽,更趋于平坦,同时由于矩形棱角对料流的阻碍作用,使得较小颗粒料趋向棱角处且下落流动速度减缓,使得小颗粒料的分布更加分散,对于炉料质量较差的高炉来说,更具有优越性.但是,对料流的阻碍作用越大,磨擦力也越大,所以这种形式的溜槽的主要缺陷就是使作寿命较短,很容易磨损,要保证矩形截面的溜槽在高炉上的普及应用,还需要攻克其耐磨性的难题.图一半圆形溜槽及方形溜槽示意图二溜槽的运行参数溜槽的运行参数主要包括溜槽转速及溜槽倾角,通常溜槽的转速一般设定为8-10圈每分,过快的溜槽转速会提高物料所受离心力,使炉料更靠近炉墙,过低的转速延长布料时间,而且增加布料的不均匀性,溜槽的倾角理论上是可以根据生产需要任意调节的.但是当倾角大于50-52度时,炉料在哥氏力,重力的作用下,所受摩擦力增大,炉料在溜槽上做减速运动,对布料产生较大的影响,而当溜槽倾角小于15-17度时,料料的落点已经在炉喉中心,炉料已经脱离溜槽运动,再小的倾角已无意义,所以实际生产中,一般要求溜槽倾角的可调范围在17-50度之间,过大过小都会对高炉正确布料产生影响,结语:1)阐述溜槽的结构参数及运行参数,意在说明,溜槽布料的灵活性和多变性,也说明了溜槽布料虽具有一定的共性但更多的是不可比性,不同的高炉亦或相同的高炉,布料形式相同或不同均无可比性,正如人一样,虽遵守共同的道德规范,却各有千秋,个性使然.2)无钟布料的精髓一是控制合理的料面形状,二是保证合适的边缘中心矿焦比即边缘中心焦炭负荷,具体的布料矩阵及运行参数,只是达到合理布料目的的手段,不必过于拘泥.即摒弃形式注重实质.。
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布料溜槽断裂原因分析
陈龙①
(中冶华天工程技术有限公司江苏南京210019)
摘要：针对某炼铁厂布料溜槽断裂的问题，采用有限元软件ANSYS建立布料溜槽的三维有限元模型，并在此基础上模拟溜槽在不同预紧力作用下各部位的应力，并结合溜槽和螺栓材料的性能分析，找出了布料溜槽断裂的原因，即在常温下，布料溜槽不会发生断裂；在高温下，螺栓的应力和变形呈非线性变化，导致螺栓产生蠕变断裂甚至瞬时拉断，这是造成布料溜槽断裂的主要原因。
关键词：布料溜槽；螺栓；断裂；有限元法；高温
布料溜槽是高炉炼铁设备中非常重要的关键部件，其使用寿命的长短直接影响到生铁的产量[1][2]。
而溜槽的结构、制造工艺及材质对其使用寿命影响很大。
某炼铁厂布料溜槽在实际生产过程中发生了断裂事故，联接螺栓大部分被剪断，溜槽本体脱落，严重影响生产，为了找出事故原因，提高溜槽的使用寿命，对布料溜槽整体进行有限元分析，并结合溜槽和螺栓材料的性能，找出断裂发生的原因，为其结构设计及生产工艺的改进提供依据。
1 布料溜槽有限元分析
1．1 三维实体模型
某炼铁厂布料溜槽的主要结构包括溜槽本体、鹅头体、联接螺栓、加固板等[3]。
严格按照图纸尺寸，在不影响计算结果准确性的前提下，在三维CAD软件中对局部细小结构进行合理简化，考虑到结构和载荷的对称性，建立溜槽的一半三维实体模型，如图1所示。
1．2 有限元模型
建立将建好的模型导入ANSYS中，并设置相应的参数。
联接螺栓的材料为A2－70钢，德国牌号A2－70钢相当于国标304材质不锈钢0Cr18Ni9，其材料的弹性模量E=1．99×105MPa，泊松比μ=0．3，密度ρ=7．9×103kg/m3。
溜槽其余部分的材料为1Cr18Ni9Ti，其弹性模量为E=1．98×105MPa，泊松比μ=0．27，密度ρ=7．9×103kg/m3。
采用8节点四面体结构单元solid45，对接触区域采用六面体网格划分，其余部分利用自由网格划分。
溜槽共划分93105单元，节点85781，如图2所示。
1．3 载荷和边界条件
溜槽安装时，溜槽上的两个鹅头形联接臂插入到对应驱动轴端部的定位槽中，再将位于驱动轴中的偏心长销轴插入溜槽联接臂的锁紧孔中，然后转动偏心长销轴使溜槽在驱动轴上锁紧，驱动轴带动溜槽旋转和倾动实现布料操作[4]。
布料溜槽开始布料后料流的运动规律如图3所示。
其中，节流阀物料排放初始速度为：
炉料落到溜槽上的速度为：
炉料落到溜槽上且改向后的速度为：
υ2=Ω·υ1·cosα(3)
炉料在溜槽末端的切向速度：
υ3=2πω·l·sinα(4)
炉料在溜槽末端沿溜槽轴线方向下滑速度：
υ4=[υ22+2gl(cosα－μsinα)+(2πωl)2(sinα+μcosα)sinα]1/2(5)
式中λ—炉料的流动系数，取0．5；θ—节流阀开口中心线与水平面的夹角，取90度；D—节流阀喉管直径，取950mm；d—炉料平均粒度，取45mm；h1—节流阀至溜槽悬挂点的距离，取4010mm；b—溜槽悬挂点至耐磨衬板的垂直距离，取1140mm；α—溜槽倾角，溜槽最大倾角为52．5o，当溜槽处于最大倾角位置时溜槽受力情况最危险；L—溜槽总长度，
4500mm；l—溜槽有效长度，l=(L－b/tanα)=1300mm；ω—溜槽旋转速度，取8r/min；μ—溜槽与耐磨衬板的摩擦系数，取0．713；Ω—速度折减系数，取0．63。
由于溜槽启动比较平缓，不考虑启动冲击力。
料流从中心喉管流出后撞击在溜槽的衬板上，再沿溜槽衬板分布到炉喉内。
在这一过程中溜槽受到料流的冲击力F1，料流落到溜槽上后到料流从溜槽外沿落下前累积的重力G1，料流对溜槽的摩擦力f，溜槽自身的重力G2，螺栓受到一定程度的预紧力F2。
各种力的大小计算公式如下：
F1=ρ·υ22·D(6)
G1=ρ·υ0·(υ4－υ2)/(sinα－μcosα)(7)
f=μ·G1·cosα(8)
G2=m·g(9)
F2≤(0．6～0．7)σsA1(10)
式中ρ—料流密度，按焦炭和铁矿石各占一半的比例混合物料，可取料流密度为ρ=1．2×103kg/m3；
σs—螺栓材料的屈服强度，室温下材料0Cr18Ni9的屈服极限为402MPa；
A1—螺栓危险截面积，A1≈πd1/4=3．1415926×20．42/4=326．85mm2代入计算可得：溜槽受到料流的冲击F1=1．36×104N，方向竖直向下；料流落到溜槽上到料流从溜槽外沿落下前累积的重G1=2．69×104N；料流对溜槽的摩擦力f=1．17×104N，方向沿料槽轴线方向向下；对螺栓应施加的最大预紧力F2=81000N。
实际施加载荷过程中，将冲击载荷F1以集中载荷的形式施加到溜槽落料范围内，方向竖直向下。
摩擦力以均布载荷的形式作用在表面效应单元上，作用范围从落料处开始到料槽末端结束。
料流落到溜槽上后到料流从溜槽外沿落下前累积的重力G1以均布载荷的形式施加在料槽上，范围从落料处开始到料槽末端结束。
为了模拟螺栓被拧紧的状态，在每个螺栓杆上定义预紧面，再在预紧面上施加一定程度的预紧力F2。
考虑料槽自重的影响，施加竖直方向的重力加速度并将以上各载荷施加在溜槽上。
溜槽上的两个鹅头形联接臂插入到对应驱动轴端部的定位槽中，因此对两处定位部位施加全约束，对偏心长销轴孔施加径向约束，对一半模型的对称面上施加对称约束[5～7]。
溜槽的三维有限元模型鹅头体与螺栓、本体与螺栓、固定板与螺栓、鹅头体与本体之间实际接触的部位均采用了接触单元，定义了柔体－柔体的面－面接触类型，符合溜槽的结构和工作特性，保证了接触问题解法的正确性。
2 溜槽有限元计算与分析
2．1 施加81000N螺栓预紧力时有限元结果分析
在常温下，当对螺栓施加图纸所给预紧力81000N时，溜槽鹅头体最大Mises应力为118．47MPa，出现在侧面螺栓孔处，如图4所示；溜槽本体最大Mises应力为134．86MPa，同样出现在侧面螺栓孔处，如图5所示。
这两处应力较大均是由于螺栓预紧力压挤本体和鹅头体板造成的。
当预紧力为81000N时，螺栓根部应力较大，各螺栓最大应力基本相同，最大Mises应力为311．32MPa，出现图6所示的1号螺栓处(图6中序号表明螺栓应力大小的顺序)。
且由螺栓应力大小分布可以看出此时溜槽上的负载主要由侧面螺栓承受。
溜槽材料1Cr18Ni9Ti与螺栓材料不锈钢0Cr18Ni9常温下的力学性能如表1所示。
通过表1可以看出，常温下溜槽和螺栓的强度均能满足使用要求，即常温下溜槽和螺栓均是安全的。
2．2 预紧力对溜槽和螺栓的影响
为了研究常温下预紧力对溜槽和螺栓强度的影响，将图纸所给预紧力减小一定比例，再按照上述有限元分析方法进行计算。
可以得出常温下预紧力对溜槽和螺栓的影响如表2所示[7]。
通过表2可以看出，常温下，随着预紧力的减小，溜槽和螺栓的应力也成比例的减小。
2．3 温度升高时，预紧力对螺栓的影响
螺栓材料为不锈钢0Cr18Ni9，其高温瞬时力学性能如表3所示[8]。
通过表3可以看出，与常温下的性能相比，螺栓材料0Cr18Ni9在温度为400℃以上时性能下降较为明显。
在400℃，螺栓最大应力虽未超过σb，但已大于σs，此时螺栓的应力和变形呈非线性变化，螺栓伸长较大，导致联接螺栓在高温时产生蠕变断裂甚至瞬时拉断，由此看来，对联接螺栓施加较大的预紧力在高温时并不安全。
3 结论
1)常温时施加预紧力对溜槽和螺栓是安全的。
2)若溜槽所处温度过高，溜槽的这种联接结构容易失效，必须控制溜槽联接螺栓的环境温度不能过高，同时控制螺栓预紧力使其保持合适的值。
参考文献：
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