300t转炉倾动机构性能测试与分析

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频 率，Ｉ ｑｚ －
图 １ 转炉倾动机械系统的扭振频谱图 １
３ ． 启 、制动 过程扭振 分析 ．２ ４
１ 振分 析 ： 过实测 可知转 炉倾动 机械 系 扭 通 统 的扭振 呈“ 衰减 ” 如 图 ７ 示）其频谱 图见 图 型（ 所 。
动 系 统 进 行 安全 评估 ，提 出一 些 切 实可 行 的改 进 方 案 ，以确 保 转 炉 的 安全 生产 和 实 现 改 进 操作 工艺 的 目的 ，也 为转 炉 设 备 的安 全 与 合 理 使用 、故 障 的 排 除提 供 依 据 。
关键词：转炉 ；倾动机构；力能参数 ；测试 中图分类号 ：Ｔ ７ ８２ 文 献 标识 码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ．８ １ ０ ０ ．０ ．５ Ｆ ４ ．１ ６２４ ０ ｆ １）５１６０ ２ １
作 者简 介：张敏 （９６ ，男 ，助 理工程 师 ，研究 方 向：冶金 设备 。 １７ 一）
第 ５期
张敏 等：３ ０ 转炉倾动机构性能测试与分析 ０ｔ
的 电流通 过 电流变送 器输 入 到数据 采集 板 由计算
机进 行记录 分析 。
应
图 ６为 总装炉量 为 ３ ５ ｔ 况下 的倾动 力矩 曲线 １ 情
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图 ８ 空 炉 ６。 启 动 扭 振示 波 图 ０位
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３３ 摩 擦 力矩 ．
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通过 转炉 倾动 过程 中“ 炉” 抬 炉” 放 和“ 时所得
－ 一 一 ● － ● ●
倾 动 力 矩 （ 力 矩 ） 值 取 半 确 定 出摩 擦 力 矩 大 静 差
称 位 置上成对 粘 贴 四枚 应变 片 ，测量 电路采用 全 桥 接线 ， Ｔ 一 态 电阻应变 仪放大 后输 出到数 经 Ｆ３动
据 采集 板进 行模 数转换 由计 算机进 行记 录分 析如
图 ２所 示 。
图 １ ３ ０ 转 炉 倾 动 机 构 示 意 图 ０ｔ
１ 挂齿轮 箱 ；２初 级减速 机 ；３紧 急制 动器 ；４扭 力杆装 置 ． 悬 ． ． ．
２ １倾 动角度 ６ 的测量 。利 用现 场 已安装 的 ｃ
旋转编 码器 的模 拟输 出端 口将耳 轴 的旋 转角度 信 号送 至数据采 集板 由计算机 进行 记录分 析 。 ３ ）电参 数测量 。 电流 测量 是将 每 台主 电机
其 具体测 试 内容如 下：
１ 得转炉在 空炉 、正 常装炉状 况下 各个位 ）测
的。
置 启动 与 制 动 时 的瞬 时 力矩 变 化 曲线 （ 力矩 及 其 对应 转炉倾 动角度 的 曲线） 据 此计算 转炉 的最大 ，
倾动 力矩 、冲 击系 数和 一阶扭 振频率 ； ‘ ２ ）炉 体倾动 角度 ， 由此 可计算 出炉 体的倾 动速度 ； ３ ）电机 电枢 电流 。测得 四 台电动机 工作时 的 电流参数 ， 以及 它们与 制动器 动作 之间 的关系 ， 找 出四台 电机 之 间负荷 的平衡性 能 ； ４ ）电磁液压制 动器 工作状 态 。 合时标 可得 配 主 电机 启制 动状 态 的延 续 时间 ，包括主 电机 电力
枷 况 咖 垂 枷 ； 湖 转 炉在 空炉情 瑚 下倾动 力矩 曲线 如 图 ３和 图
４所示 。 图 ３为炉 口结渣严 重状 态 的空炉倾 动力 矩 拟合 曲线 （ｏ－ ０） ０－ ９ 。；图 ４为 炉 口结渣 严 重状态 － ＊ 的空 炉倾动 力矩拟 合 曲线（６ 。 ２ ０） ３ ０一 ７ 。。 空炉力 矩 曲线是用 ＭＡ Ｌ Ｂ 软件 对 实测数 ＴＡ 据 进行 回 归处理 、拟 合而 成 的 。最 大空 炉力 矩值 为 ８ ０ ｋ ｍ（ ０ Ｎ． 不考 虑冲击 载荷 ） 由实测 可知 当空 。 炉 处于 零位 时耳 轴上 作用 有初 始力矩 ，其大 小约
０ ２ ０ ３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ７ ０ ８ ０
３ 测试 结 果 和 分 析 ．
３１ 空 炉 力矩 ．
角 度 ／ｅ． Ｄｇ
图 ３ 炉 口结 渣 严 重 状 态 的 空 炉 力矩 拟 合 曲线
（。 ９ 。 ０一 Ｏ）
｛三 ～ Ⅱ ｝
３１１ 测试 结果 ．．
机电技术
２１年 ｌ月 ０１ ０
３ ０ 转炉倾 动机构性能测试 与分析 ０ｔ
张敏 杨 玉 杰
（． １ 马钢股份有限公司，安徽 马鞍 山 ２ ３ ０ ；２无锡西姆莱斯石 油专用管制造有限公司，江苏 无锡 ２ ４ ２ １ ４００ ． １０ ８ 摘 要：为分析解决 ３ ０ 转炉工作中的一些故 障，对 已建成 的 ３ ０ｔ ０ ｔ ０ 转炉倾动设备进行性能测试 ，并对倾动机构传
定 出摩 擦力矩 。
１ ３ ０ 转炉倾动机构测试 的主要 内容 ０ｔ
３０ｔ ０ 转炉倾动 机构示意 图如 图 １ 所示 ，其 主
要测试参数 包括 ：转炉倾动力矩 ，转炉倾 动角 、四 台电机 的主 电流和主 电压 、制动器工作状 态 。 卜
２ 测 试 原 理 及方 法
１ 动力矩 的测量 。当 圆轴 受纯扭 转力矩 作 ）倾
根据 加 载条件 不 同动载荷 可分 为六种 类型 ： 阻力启 动 ；反拖 启动 ；阻力 运动制 动 ；反拖运 动 制 动 ：零 区无 间 隙启动 ；零 区 间隙启 动 【。转 炉 ３ ］ 结渣 严重 状态 下空炉在 ０位 制动扭 振示波 图和在 。 ６ 。 启 动扭振 示波 图如 图 ７ ８ 示 。 ０位 和 所 转炉 结渣严 重状态 下正 常炉 出钢 时在 ０位制 ｏ
为 ２ ０ Ｎ・ １ ｍ。 ｋ ３１ 空炉 力矩测 试分析 ．． ２
１ ）炉 口结渣 严 重 转 炉 的 空炉 倾 动 力 矩 的最 大 值并不 出现在 ９ 。 置 ，而是 出现在 ７ 。 Ｏ位 ２ 左右 位 置 ，这表 明空炉 重心 不处 于转炉 垂直 中心 线位 置 上 ，空炉 实 际重心 是偏于 炉后 的（ 出钢 口） 。 ２ １转 炉 的 空 炉 倾 动 力 矩 的 最 大 值 为 ８ ０ ０ ｋ ｍ，而 且转 炉在 结渣严 重状 态下 空炉倾 动力 矩 Ｎ・ 曲线 的最 大值 远小 于理 论计 算值 ，其 最主 要原 因 在于 结渣 使空炉 实 际重心提 高不 少 。 ３ ）相 同状 况 下 的 同一 炉 在 相 同角度 的倾 动 力矩相 差较 大 ，这 是 由于摩擦 力矩 方 向不 同造成
图 ５ 结渣 严 重状 态 下炉 装 ３ ０ 倾 动 力矩 曲线 ５ｔ （６ 。 出钢 结束 ） ３０一
的倾 动 力矩 曲线 。 图 ５ 的最 大倾 动 力 矩值 约 为
２ ０ Ｎ・ ４ ０ｋ ｍ，最 小倾动 力矩 值约 为 一１ ０ Ｎ・ ２ ０ｋ ｍ。
机 电技 术
２１年 １ 月 ０１ Ｏ
（６。＋０。＋６。。 ３０－３０－３０） － －
变 仪
ＴＦ ３ 一
Ａ／ Ｄ
图 ２ 倾 动 力矩 测试 原理 图
４ ）电磁 液压 制 动器 工 作状 态测 量 。通 过测 量 电路将 制动器 工 作状 态信 号送 至数据 采 集板 ， 由计 算机进 行记 录分 析 。 ５ ）数据 处理 。采用 ＭＡ Ｌ Ｔ ＡＢ 软 件及 有关 自编 软件进 行数据 处 理 。
用 时 ，轴体 表面上 的主应 力与 圆柱 母线 成 ４ ｏ ５ 夹
角 。因此在扭 力 杆表面 的适 当部位 按上 述方 向粘
贴应变 片 ，可实 测 出扭 力杆 承受 的扭矩 ，通 过计 算 可求 得作用 在 耳轴上 的倾 动力矩 。为了 消除弯
矩 对测 扭矩 的影 响所 示） 单次 激振 后 的 如 在 扭振 衰减 过程 中力矩 幅值 大于 ２ ０ ｋ ｍ （ 小的 ０ Ｎ・ 较 情 况１ 的振动 循环 次数超 过 ｌ ０次 ， 由此可 见 ，传
动机 械零 部件 承载 作用 次数 不能 简单 按 电机启 、
制 动ｆ 次激 振） 数考 虑 ，故 认 为炼 每炉 钢 其倾 单 次 动 设备传 动系 统零 部件 承受 动载 作用 次数 达 电机
第 ５期
张敏 等 ：３ ０ 转 炉倾动机构性能测试与分析 ０ｔ
１ １所 示 ，转 炉 倾 动机 械 系 统 的 一阶 扭振 频 率 为
１０ ．５ Ｈｚ。
起 、制 动 次数倍 的看法 有 一定 的道理 。 ２ ）动 载 系数 分析 ：在 炉 口结渣 严重 状态 下 空
炉 及整 个冶 炼周 期 测试 中 ，空炉和 装铁 水状 态 的 不 同操 作 工 序 炉 位 下 ，实 测 扭 振 力 矩 的最 大 值 相应 的实测静 力矩 Ｍｃ 和 由此 求得 的动载 系 数（ 扭矩放 大 系数 Ｔ ） Ｉ ＭＦ ￣ 于表 １ Ｊ 。动载系 数变 化 范 围为 ｉ １ ．７ ． ～５８ ，平均 为 ３ ４ ６ ． ，空炉 时动载 ７ 系 数大 ，而 正常装 炉 时动 载 系数小 。
的。
图 ４ 炉 口结 渣 严 重 状 态 的 空 炉力 矩 拟 合 曲线
（６ 。 ｝７ 。 ３ ０— ２ ０１
３２ 正 常生 产情 况下 出钢 时倾 动 力矩 ．
３２１ 测 试结 果 ． ． 转炉 在 结渣严 重状 态下 正 常炉装 时出钢过 程
中的倾动 力矩 曲线 如 图 ５所示 。 图 ５为总装 炉量 约 为 ３ ０ｔ 况下 ：３ ０一 出钢 结束 （ 约为 ２ ０ ） ５ 情 ６。 大 ６。
某钢 厂 ３ ０ｔ 炉从投 产至 今 已工 作 了三 年 ０ 转 多，试产 过程 中 出现 了托 圈开裂 、扭 力杆 联接 螺
栓 断裂等 问题 。为 了给 下一步 工作提 供依 据 ，根 据 钢 厂 提 出对 转 炉 设 备 性 能 参 数进 行 测试 的要 求 ，必须搞 清运 行 中托 圈、耳轴 、耳 轴轴 承 、支 撑 装 置 、倾 动机 构 的等关 键部件 的载 荷行 为 、强 度行 为和动 态行 为 ，并依据 其载 荷 的变化 ，评价 转炉 设备 的安全 状态 ， 同时提 出保证 转炉 设备 安 全生 产 的措 施 。为此 ，本 文对倾 动机 构传 动系统 进行 测试 ，对操 作提 出切 实可行 的改进 方 案 ，以 确 保 转 炉 的 安 全 生产 和 实现 改进 操 作 工 艺 的 目