转炉倾动力矩的设计计算

、
图 １ 计算 机程序 计算炉型
只要计算出炉体的重量和重心 ， 就可计算出任 意倾 动角度 下 的空 炉力 矩 …。
１２ 炉液 力矩 计算 ．
２ 空炉重量 和重心计算
由于转炉炉壳和炉衬 的材质以及新老炉型不
只要计算出转炉在任意倾 动角度下炉液体积
和重心， 即可计算 出炉液力矩 。但由于转炉在倾动
图 ２ 炉 壳 三 维 实体
２２ 使用 Ｍ ＳＰ Ｏ 命令进行实体查询， ． ＡＳＲ Ｐ 则可给
出三维模型实体特性 ： 炉壳材质体积为 １ ．６ｍ ； ６ ６ ｓ
即炉壳重量为：６６ × ． ＝ ２ ． （） １． ７８ １９９ ｔ。相对于炉 ６ ５ 底原点， 炉壳重心坐标为 Ｘ ＝０Ｙ ＝３７３ ｌ ｌ １ ， １ ．８４ｒ， ｆＺ ０ 。接下来 ， 利用同样方法计算 出炉衬的重量重
体 质量 引起 的力 矩 Ｍ ； 液 力 矩 （ Ｋ）炉 由炉 液 质 量 引
定转炉在倾 动过程 中 ， 液面最高点为 ｚ 如图 １ ， 所 示 。则 沿垂 直于 转 炉 中心线 将炉 液 面切割成 弓形 、 圆缺或圆形截 面 ， 后分别计算 出对应截面 的半 然 径、 弓高和张角 ， 最后求 出转炉在任意倾动角度下 炉液的体积和重心 ， 这样就可计算出炉液力矩。
过程中， 炉液的形状 和重心都 在变化 ， 就不能运用 初等函数来计算 ， 我们可采用高斯求积法求解。设
同， 所以在建立三维模型时 ， 需分别建立计算， 然后 再合成计算。而炉衬的重量重心计算与炉壳基本
相同， 本文将只介绍炉壳的重量重心计算 。 ２ １ 首先以炉体中心线底部为原点坐标 （ ，，） ． Ｏ０ ０ ，
第 ２ 卷第 ３期 ｌ ２１ ０ １年 ７月
安 徽 冶 金 科 技 职． 学 院 学 报 业
．
Ｖ １２ ． ｏ ３ ０ ｌ． １ Ｎ ．
．
ｂｕ ｌｄ ｎ ｕ ｃｔ ｎｌＣｏ ｅｅ０ ｔｌ ｒｙａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｍａ Ａ ｈ ｉ Ｖｏａｉ ａ ｌ ｇ ｆＭｅａｌ ｇ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ ｏ ｌ ｕ
ａｐ ａ ｌｈ ＝０：２ ； １ ０ Ｇ ＝３ １ ５ Ｙ ＝２．８； ０＝２．６； ４ ．；Ｋ ５ Ｈ ７
３ 运用Ｍ Ｔ Ａ 语言编制计算ｆ动力矩程序 Ａ ＬＢ 顷
３１ 计算机程序流程如图 ３ ． 。 ３２ 计算程序输入原始数据 ．
表 １ 程序输入数据表
ｄｐ ’ａ ｕ ｔｇｐ ａ ａ … ’ ｉ （Ｃｌ ｌｉ ，ｌ ｓ ｗｉ ｓ ｃ ａｎ ｅ ｅ ｔ ）
方法能提高设计计算效率和计算精度 ， 为转炉倾动机构设计提供设计依据。
关 键词 ： 倾动力矩；ＡＬＢ三维实 转炉； ＭＴＡ； 体
中图分类号 ：Ｆ４ ． 文献标识码 ： 文章编号 ： ７ — ９４２ １）３ ０２ — ３ Ｔ ３１１ Ａ １ ２ ９９ （０ １０ — ０９ ０ ６ 转炉的倾动力矩是指当炉体倾动时 ， 作用在耳 轴 上 的静力 矩 ， 由三 部分组 成 ： 其 即空炉 力矩 （ 由炉
用实体查询命令 ， 便可精确得 出实体的体积 、 重量 、
本计算机程序是 由Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ语言编制而成 ， 在
于计算空炉力矩和炉液力矩及其合成力矩， 这里将 炉液视为铁渣混合 的单一炉液 ， 使用范围较广 ， 只 要是对称 回转体盛液容器都可进行计算。计算炉
型wenku.baidu.com图 １ 所示。
１１ ２ １ ｕ ． ０ｌ
转炉 倾 动 力矩 的设 计 计 算
唐 玢
（ 安徽 冶金科技职业学 院 安徽马鞍 山 ２ ￣ｏ ） ４ ｏ （ 钢 技 师 学 院 安徽马鞍 山 ￣３ｏ ） 马 ｏｏ
摘 要 ： 运用ＣＤ Ａ 三维实 体功能． 及Ｍ ＴＡ 语言 以 ＡＬＢ 编制计算机程序来计算转炉的 倾动力矩， 并绘制倾动力 矩曲线。该
炉壳钢板密度为 ７８ｔ ３ ． ， 。 ｍ ２２ 根据 ６ 转炉的设计图纸 ， Ｃ Ｄ软件建立 ． ０ｔ 用 Ａ
收稿 日期 ：０ １ ６ ６ ２ １ —０ —０
作者简介 ： 唐玢（９ ３ ， ， 徽冶金 科技 职业学 院 ， １８ 一）女 安 马钢技 师学 院， 教师 ， 主要从事机械专业教学工作。
１３ 计算 机 程序 ．
起的力矩 Ｍ ）耳轴 的摩擦力 矩 Ｍ 其方 向始终 Ｄ； Ｍ（
与倾动方向相反 ， 大小基本不变） 。转炉倾动力矩 计算 因为涉及到很多体 积与重心不易求得的或不 规则的几何图形 ， 而且在出钢过程 中， 炉液的重量、 体积和形状将发生变化 ， 工计算相 当繁琐 ， 手 而通 过运用 Ｃ Ｄ三维实体功能来建立模型 ， Ａ 建模后再
重心 、 惯性 矩 等， 这样 ， 用所 得 出的参 数 ， 运 利用
Ｍ Ｔ Ａ 语言计算机编程来计算倾动力矩 ， ＡＬＢ 将可解 决手工计算复杂 、 计算精度低等弊端。以下将以某
炼钢厂 ６ ｔ ０ 转炉 为例来计 算倾 动力矩并 绘制倾动
力矩 曲线 。
ｌ 设计计算模 型与方法
１１ 空炉 力矩计 算 ．
炉壳三维实体模型。具体应用步骤是先 画出一侧
・
３ ・ Ｏ
安 徽 冶 金 科 技 职 业 学 院 学 报
２ １ 年第 ３ ０１ 期
炉壳截面图， 然后使 用 Ｒ ＧＯ 、 Ｅ Ｏ Ｖ Ｅ ＩＮ Ｒ Ｖ Ｌ Ｅ命令作 出炉壳的三维实体模型。如图 ２ 所示 。
输入原始数据时， 所有尺寸都是 以图 １ 所示坐 标系设定 ， 即以炉衬 内壁最低点为坐标原点， 在设 定空炉重心纵坐标 、 耳轴位置高度时， 要特别注意 ； 初始液面高度可取任意大于零 的实数。
＝
心， 再通 过合 成 计算 得 出炉 体 的总 重量 为 Ｇ＝ ３ １５ｔ炉 体合 成重 心坐标 为 Ｘ＝０ Ｙ＝３ ６９ｍ， ４ ． ， ， ．２ Ｚ
＝
图 ３ 计算机 程序流程 图
３３ 计算机应用程序 ．
０ ｏ
下面为计算转炉在任意倾动角度下空炉力矩 的 Ｍ Ｔ Ａ 语言程序 ， Ａ ＬＢ 其余程序省略。