转炉倾动系统设备结构及其维护

转炉倾动系统设备结构及其维护
摘要：在冶金转炉设备中，倾动系统是实现转炉炼钢生产的关键设备之一。

其配置形式可分为落地式、半悬挂式、全悬挂式和液压式四种类型。

转炉倾动系统的维修不仅关系到兑铁水、加废钢、取样、测绘、出钢、倒渣、喷补炉等工艺操作顺利进行，而且关系到产品安全和人生安全等重大问题。

关键字：转炉；倾动系统；故障维修；
1 绪论
倾动系统的工作特点是减速比大，通常约为700~1000，甚至数千；倾动力矩大，国内300t转炉其倾动力矩可达到650t*m;启、制动频繁，承受较大的动载荷。

根据倾动系统的工作特点和操作工艺的需要，倾动机构应该具有连续回转能力，可停在任意倾角位置，而且能与氧枪、钢水罐车等设备联锁；在生产过程中电动机、齿轮、制动器等能安全可靠地运转，即使某一部分设备发生事故，也要有能力继续工作，能适应高温、动载、扭振的作用，具有较长寿命；结构紧凑，重量轻，机械效率高，安全、维修方便。

2 倾动系统的要求和类型
2.1对倾动系统的要求
1.能使炉体连续正反转360°，并能平稳而准确地停止在任意角度位置上，以满足工艺操作的要求。

2.一般应具有两种以上的转速，转炉在出钢倒渣，人工取样时，要平稳缓慢地倾动，避免钢、渣猛烈摇晃甚至溅出炉口。

转炉在空炉和刚从垂直位置摇下来时要用高速倾动，以减少辅助时间，在接近预定停止位置时，采用低速，以便停准、停稳。

慢速一般为0.1~0.3r/min，快速为0.7~1.5r/min。

小型转炉采用一种转速，一般为0.8~1r/min。

3.应安全可靠，避免传动机构的任何环节发生故障，即使某一部分环节发生故障，也要具有备用能力，能继续进行工作直到本炉冶炼结束。

此外，还应与氧枪、烟罩升降机构等保持一定的联锁关系，以免误操作而发生事故。

4.倾动机构对载荷的变化和结构的变形而引起耳轴轴线偏移时，仍能保持各传动齿轮的正常啮合，同时，还应具有减缓动载荷和冲击载荷的性能。

5.结构紧凑，占地面积小，效率高，投资少，维修方便。

2.2倾动系统的类型
倾动系统的配置形式有落地式、半悬挂式、全悬挂式和液压式四种类型。

2.2.1落地式（见图1）
图1落地式倾动机构
落地式倾动机构是转炉采用最早的一种配置形式，除末级大齿轮装在耳轴上外，其余全部安装在地基上，大齿轮与安装在地基上传动装置的小齿轮相啮合。

这种倾动机构的特点是结构简单，便于制造、安装和维修。

但是当托圈挠曲严重而引起耳轴轴线产生较大偏差时，影响大小齿轮的正常啮合。

另外，还没有满意地解决由于启动、制动而引起的动载荷的缓冲问题。

2.2.2半悬挂式（见图2）
图2半悬挂式倾动机构
半悬挂式倾动机构是在落地式基础上发展起来的，它的特点是把末级大、小齿轮通过减速器箱体悬挂在转炉耳轴上，其他传动部件仍安装在地基上，所以叫半悬挂式。

悬挂减速器的小齿轮通过万向联轴器或齿式联轴器与主减速器联接。

当托圈变形使耳轴偏移时，不影响大、小齿轮间正常啮合。

其重量和占地面积比落地式有所减少，但占地面积仍然比较大，它适用于中型转炉。

2.2.3全悬挂式
全悬挂式倾动机械是将整个传动机械全部悬挂在耳轴的外伸端上，末级大齿轮悬挂在耳轴上，电动机、制动器、一级减速器都悬挂在大齿轮的箱体上。

为了减少传动机械的尺寸和重量，使工作安
全可靠，目前大型悬挂式倾动机械均采用多点啮合柔性支撑运动，即末级传动是由数个（四个、六个或八个）各自带有传动机构的小齿轮驱动同一个末级大齿轮，整个悬挂减速器用两端铰接的两根立轴通过曲柄与水平扭力杆连接而支在基础上。

全悬挂式倾动机械的特点是：结构紧凑、重量轻、占地面积小、运转安全可靠、工作性能好。

但是全悬挂机械进一步增加了耳轴轴承的负担，啮合点增加，结构复杂，加工和调整要求也较高，新建大、中型转炉采用悬挂式的比较多。

2.2.4液压传动的倾动机械（见图3）
1—过滤网；2—油泵；3—输油管；4—溢油阀
5—节流阀 6—换向阀；7—液压油缸
图3液压传动的倾动机械
目前一些转炉已采用液压传动的倾动机械。

液压传动的突出特点是：
1.适于低速、重载的场合，不怕过载和阻塞。

2.可以无级调速，结构简单、重量轻、体积小。

因此转炉倾动机械使用液压传动是大有前途的。

液压传动的主要缺点是加工精度要求高，加工不精确时容易引起漏油。

3 倾动系统的维修
3.1维护和检查
转炉倾动机械维护和检查的工作内容主要是对运动摩擦副、连接件、润滑系统均检查和对设备的清扫等几方面。

其方法概括的说，就是听、看、测、摸。

3.1.1 检查内容包括
1.润滑管路，保证畅通。

2.检查密封部位是否漏油。

3.检查制动器是否有效。

4.检查钢滑块是否松动、跌落。

5.抗扭装置连接螺丝、基础螺丝要检查其是否松动。

6.检查托圈上制动块是否脱落松动，检查炉子在倾动中炉体与托圈有否相对位移。

7.检查大轴承连接螺丝和基础螺丝有否松动。

8.检查轴承运转是否有异声。

9.耳轴与托圈的连接螺丝是否折断、松动。

10.炉口有否结渣，炉子倾动时会不会发生意外或碰撞烟罩。

11.检查各种仪表、开关及联锁装置是否有效，如转炉“0”位（吹炼位）及其氧枪升降的连锁，包括氧枪升降中自动停供氧点装置正常动作等。

12.炉体倾动时检查电流表显示值，是否在合适范围内。

3.1.2注意事项
1.轴承如有异声，必须停炉检查和排除，否则会导致炉体转动不平稳，炉内钢水晃动，造成冶炼及安全上的不良后果。

2.当倾动速度不正常、倾动电流显示过大、转速不平稳等时都需停炉检查，以消除设备、冶炼及安全上的隐患。

3.炉子制动时如有叩头现象，会造成设备损坏、转速不平稳等不良后果，必须停炉检查，消除隐患。

4.联锁装置、限位设置及各种仪表、开关必须灵敏、有效，如失灵会造成设备、生产等安全事故，危及生产及人身安全。

3.2倾动系统常见故障及处理方法
倾动系统常见故障及处理方法（见表一）
3.3倾动系统的检修
这里以某厂50t转炉的半悬挂倾动机构的定期检修为例，说明倾动机械的检修。

3.3.1检修前的准备工作
1.根据检修计划，参加检修的每个人员要明确自己承担的任务，并了解与自己任务有关的其他人员的工作任务，以便工作中互相配合、协调、共同完成任务。

为此，检修人员必须熟悉与检修有关的图纸、技术资料，检修的标准、进度安全。

根据对设备日常维护的记录和目前运转的情况，分析要检修部位的故障原因，做到心中有数。

此部分检修的负责人（如班组长）应组织检修人员进行讨论，做到统一思想，明确施工方案。

2.准备需用的备品、备件及有关材料、检修工具，并运到现场。

3.清理现场，安排布置好必要的设施。

把与检修无关或阻碍施工的某些辅助设备及栏杆等设施暂时移开，需要用到的起重设备、加热设备、清洗设备等，则要安置在适当的位置。

尤其要把使用汽油、煤油等易燃品位置的周围打扫干净，并防止与明火接触。

在危险地区要用明显的标志表示。

4.办理好与检修有关的手续。

如要在要害部位施工，需动火（电焊、气焊、加热等）时，必须办好动火证。

3.3.2拆卸和装配顺序
因为拆卸倾动机械前必须先拆除炉体及其支撑系统，所以现场一般安排倾动机械和炉体及支撑系统同时检修，其拆卸顺序为：
1.先停止供给各种能源介质，如断电、断气、断水等。

2.待转炉冷却（按规定的方法进行冷却）。

3.拆除炉体（可用专用的升降台车，先将炉体支撑起来，后拆除炉体与托圈的连接装置，再将炉体下降，运走）。

4.拆除托圈及悬挂大人字齿轮，同时将周围的辅助设施拆除。

5.拆电动机：拆电动机与减速器连接的联轴器及卸电动机的脚螺栓螺帽后，吊走电动机。

注意收好垫片并作记号，以保证重装时，垫片位置正确。

6.拆卸制动器。

7.拆除减速器上的稀油润滑管道。

8.拆卸减速器盖与座的连接螺栓，吊去减速器盖。

9.吊出减速器内的各传动轴。

吊前应做好各对齿轮啮合间隙的测定工作并作记录，吊时从高速轴到低速轴逐一进行。

10.拆卸齿接手及小人字齿轮，拆除附属的干油润滑系统的各润滑点的元件。

拆卸过程要和检查工作结合进行，如检查轴承和齿轮的磨损情况、间隙的测定等。

拆卸工作完成之后，就要清洗和进一步检查，并根据磨损件的情况作出修复、更换或继续使用的决定。

装配工作按照与拆卸顺序相反的步骤进行。

3.3.3磨损件的更换标准
磨损件的磨损程度达到下述程度时就要更换：
1.制动器闸轮表面磨损3mm或有大于2mm的沟槽。

2.制动器闸皮（瓦）磨损量超过原厚度的1/3。

3.主减速器齿轮点蚀剥落面积超过齿面面积的30％或深度超过齿厚的10％；齿面磨损量超过原齿厚的15％；断齿；齿面、齿根产生裂纹。

4.主减速器滚动轴承（不可调型）磨损，径向间隙大于0.3mm.
5.齿形联轴器齿厚磨损量超过原齿厚的25％，或断齿、裂纹。

3.4检修质量要求
(1)悬挂减速器的要求：
1）悬挂大齿轮应与耳轴轴肩靠紧，只允许有局部间隙。

2）固定耳轴和大齿轮的切向键应进行研磨，与键槽工作面是接触面积大于70％，其配合的过盈量应符合设计要求。

3）悬挂减速器铜瓦与耳轴应研刮，顶间隙为2D/1000，D为耳轴直径；单边侧间隙为顶间隙的3/4；上瓦的接触角为90°～110°，接触长度为全长的80％；在每25mm*25mm面积上接触点数的2～3点。

4）悬挂减速器铜瓦内外表面应同轴，外表面与减速器镗孔应严密接触，上瓦接触面积不得小于70％，下瓦不小于50％，铜瓦凸肩与镗孔端面轴向间隙不得大于0.2mm。

5）悬挂减速器齿轮座啮合良好，其接触面积和侧间隙应符合图纸要求。

6）悬挂小齿轮与弧形齿轮联轴器的切向键连接应符合图纸规定，键与键槽工作面的接触面积应大于70％，其配合的过盈量应符合图纸要求。

7）悬挂减速器箱体的接合面应紧密接触，局部间隙不大于0.05mm，稀油润滑不应有渗漏现象。

8）悬挂减速器下部球铰支座安装牢固，其中心线应与耳轴中心线位于同一垂直平面内，偏差不大于0.5mm，水平度偏差不大于0.15/1000。

9）球形轴套与轴、球形轴套与球形钢瓦的配合均须符合图纸规定，前者不许松动，后者间隙为0.15～0.26mm，接触面积不少于70％。

(2)减速器的检修质量要求：
1）减速器内部的传动部分，如各轴的轴承间隙及齿轮啮合情况、润滑等的检修质量，应符合有关的标准。

2）减速器安装的水平度极限偏差为1/1000。

3）减速器输出轴（低速轴)与悬挂小齿轮轴线径向位移，倾斜和端面间隙等均应符合图纸规定的要求。

4）减速器输入轴（高速轴）与电动机轴的轴线的径向位移和倾斜应符合图纸规定的要求。

5）减速器稀油站与倾动系统干油站的检修质量应符合图纸技术的参数的要求。

6）试车、调整、记录及验收。

4 结语
转炉的倾动系统是转炉的核心部件，与转炉的其它技术紧密相连。

通过对转炉倾动系统传动部件的认识和深入了解，不仅可以更好的了解转炉的工作原理，还能对本阶段所学的机械设备的有关知识进行综合应用为以后的工作打下坚实的基础。

参考文献
1 时彦林，李鹏飞，冶金设备维护与检修，冶金工业出版社，2012（6）166
2 黄聪玲，现代钢铁生产概论，冶金工业出版社，2011(9)87。