新型转炉倾动液压缓冲装置的应用
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第 ２ 卷２ １ 年第 ２ （ ８ ００ 期 总第 １６ ４ 期）
冶金设备管理与维修
新 型转炉倾动液压缓冲装置的应 用
陈 胜 陈克 非 翟 东利
（ 宝钢不锈钢事业部设备部
摘 要
上海 ２０ ３） ０４ １
通过 对 Ａ ＯＤ转 炉原有连杆式扭 力杆 系统存在的缺 陷进行 分析 ， 绍 了新型液压缓 冲装置在转 炉 介
２ 连杆 式扭 力杆 装置特 点及 存在 问题
２１ 扭 力杆装 置结 构及 工作原 理 ．
转炉在倾 动和吹炼过程时 ， 悬挂减速机上将产生 较 大 的转 动 力 矩 ， 时 减 速机 下 部 左 右 连 接 螺 杆 此 个 受 压 力 、 个受 拉 力 作 用 （ 图 ２ ， 过 一 见 ）通 曲柄将力传递给扭力杆及轴承座 ， 在扭力杆两端 形 成 大 小 相 等 、 向相 反 的 一对 力 偶 、 ， 而 方 从 转变为作用在扭力杆上 的扭矩和扭力杆轴承座的 垂直力 。最终 ， 作用 在扭力杆上 的扭矩将 被扭力 杆本身 的弹性变形平衡掉 ， 作用在扭力杆轴 承座 上 的垂 直力 被 地基 对 轴 承座 的支 撑力 和螺 栓对 轴承座的预紧力 平衡掉 ， 这样转炉在倾 动和吹 炼 过 程 中产 生 的 振 动 得 以 吸 收 ， 动装 置 的 耳轴 倾 轴承 、 动齿箱等设备也不会 因承受额外 的力而 倾 损坏。
３ 新 型 液压缓 冲装 置简 介 ３１ 新 型液 压缓 冲装 置 的特 点 ．
第 ２ 卷 ２ １ 年第２ 总第 １６ ８ ００ 期（ ４ 期）
受压 ， 在两液压缸受压腔内压力瞬时升高 ， 产生一 个与振动方向大小相等 、 向相反 的力 ， 方 以吸收吹 炼过程 中产生 的振动 ， 保持吹炼位置的稳定 ， 当系 统压 力 超过 液 压 系统 额定 压 力 时 ， 全 阀打 开 ， 安 防 止 液 压 系统 元件 受 损 。其 液压 系统 原 理见 图 ４ 系 ， 统 通 过 程 序 自动 控 制 各 阀 电磁 铁 的得 失 电情 况 ， 以实现液压缸冲洗 、 充压 、 保压等功能。 ３２ 系统 工作 模 式的 实现 ． 该 系统有 倾 动 、 整 和吹 炼 三种 工 作模 式 ， 调 三 种 工 作 模 式 对 应 各 阀不 同 的工 作 状 态 ， 通 过 位 并 移 传感 器 将 检测 到 的活塞 杆 位置 反 馈 至 比例 阀进 行 调节 ， 而实 现对 液 压缸 的动 态控 制 ， 足转 炉 进 满 各工 序 的需要 。 （） 动模 式 ： 动 模式 下 每 个液 压 缸 均有 锁 １倾 倾 紧和 自由两种状态供 选择 ， 且倾动模式要求一个 液 压 缸 处 于 锁 紧状 态 ， 时另 一 个 液 压 缸 处 于 自 同 由状 态。 自动控 制方 式下倾动 时 ， 控制程序会交 替转变 两液压缸 的工作状态 ， 这样不但能够起 到 支撑倾 动装 置作用 ， 而且能够在系统工作时对 液 压系统进行“ 冲洗” 使液压油得 以充分循环 ， ， 可提 高系统清洁度， 降低油液温度。 （） ２ 调整模式： 转炉倾动到位后 ， 当液压缸的位 移传感器检测到其 中一个液压缸活塞不在中位或 两者都不在 中位时 ， 程序 可在转炉 吹炼时 自动切 换 到调 整 状态 。 自动调 整 信号 的接人 是 通 过检 测 氧枪位置实现的 ， 当氧枪进入吹炼工位且转炉处 于锁 紧状 态时 ， 系统会 对液压 缸进行 自动调 整 。 以１ 号液压缸位置偏上 ，号液压缸位置偏下为例 ， ２ 系统 自动 控制 各 阀得 失 电情况 ， 得 ｌ 使 号液压 缸 下
冶炼 系统三种工作模 式下的工作原理 ， 液压缓 冲装 置在 转炉倾动 系统 的成功应 用， 有效地吸收 了转炉在 冶炼过
程 中产生的冲击， 好满足 了转炉炼钢 生产 的要 求。 很
关 键 词 转 炉 倾 动 扭 力 杆 液 压 缓 冲
１ 引言
转 炉倾 动装 置是转 炉炼钢设 备 中的关 键设 备 ， 担 了对 铁 水 的装 入 、 炼 、 承 吹 还原 、 硫 、 脱 出钢 、 修炉等一系列工艺操作 。其工作特点 ： 启动 、 制动 频繁 、 速 、 载 、 低 重 工作 条 件恶 劣 等 。在转 炉 倾 动 、 吹炼过程 中炉体及倾动装置受冲击较大 ， 尤其在 侧吹时产生 的强大力矩直接作用 在炉体上 ， 又通 过托圈耳轴传递 到倾动齿轮副上 。转炉振动缓冲 系统正是一套有效减小炉体振动 、 提高机械设备 寿命 的装置 ， 其可靠 性将直接对炉龄和倾动装置 寿命产生重大的影响。
２２ 存 在 的 问 题 ．
该扭力杆缓 冲装置投用至今运行状况一直不
是 很平 稳 ， 主要表 现 ：
图 １ 倾 动系统示意
１ 一次减速机 ；一二 次减速机 ；一连接螺杆 ； 一 ２ ３ ４ 关节轴承 ；一保护停止 器；一扭力杆 一 ５ ６
（） １在使用初期扭力杆设计许用应力不足 ， 当 侧 吹过程 中产 生强大力矩 超过扭力杆 许用应力 时， 扭力杆发生断裂事故 ； （） ２ 在对扭力杆重新设计 ， 放大扭力杆许用应 力后 ， 接螺杆成为 薄弱部位 ， 连 出现过 弯 曲及断
裂：
振动缓 冲系统主要 由连接螺杆 、 扭力杆 、 轴承 座、 关节轴 承及 高强度连接螺栓等部件组成 。当
一
（） ３ 在放大扭力杆许用应力强度 ， 并将连接螺 杆改为钢性拉压杆后 ， 安装 连杆与倾动平 台及扭
１ ４一
冶金设备管理与维修
力杆 的四个关节轴承又成为薄弱部位 ， 在长期 冲 击工况 下 ， 轴承 的间隙不 断增 大 ， 振动 也随之加 剧， 导致轴承使用寿命较短 ， 增加 了检修时间和费 用 ， 生产 造成 很 大的影 响 。 对
一
宝 钢股 份 不锈 钢事业 部 炼钢 厂 １０ Ｏ ２ｔ Ｄ转 炉 Ａ 为 德 国 Ｄ ＭＡ Ｅ Ｇ公 司设 计制 造 ， 用全 悬 挂式 转 炉 采
倾动装置 ， 动机构 由电动机 、 次减速机 、 倾 一 二次 减 速机及 扭力 杆缓 冲 系统组成 （ 图 １ 。 见 ）
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图 ２ 扭力杆受力分析
冶金设备管理与维修
新 型转炉倾动液压缓冲装置的应 用
陈 胜 陈克 非 翟 东利
（ 宝钢不锈钢事业部设备部
摘 要
上海 ２０ ３） ０４ １
通过 对 Ａ ＯＤ转 炉原有连杆式扭 力杆 系统存在的缺 陷进行 分析 ， 绍 了新型液压缓 冲装置在转 炉 介
２ 连杆 式扭 力杆 装置特 点及 存在 问题
２１ 扭 力杆装 置结 构及 工作原 理 ．
转炉在倾 动和吹炼过程时 ， 悬挂减速机上将产生 较 大 的转 动 力 矩 ， 时 减 速机 下 部 左 右 连 接 螺 杆 此 个 受 压 力 、 个受 拉 力 作 用 （ 图 ２ ， 过 一 见 ）通 曲柄将力传递给扭力杆及轴承座 ， 在扭力杆两端 形 成 大 小 相 等 、 向相 反 的 一对 力 偶 、 ， 而 方 从 转变为作用在扭力杆上 的扭矩和扭力杆轴承座的 垂直力 。最终 ， 作用 在扭力杆上 的扭矩将 被扭力 杆本身 的弹性变形平衡掉 ， 作用在扭力杆轴 承座 上 的垂 直力 被 地基 对 轴 承座 的支 撑力 和螺 栓对 轴承座的预紧力 平衡掉 ， 这样转炉在倾 动和吹 炼 过 程 中产 生 的 振 动 得 以 吸 收 ， 动装 置 的 耳轴 倾 轴承 、 动齿箱等设备也不会 因承受额外 的力而 倾 损坏。
３ 新 型 液压缓 冲装 置简 介 ３１ 新 型液 压缓 冲装 置 的特 点 ．
第 ２ 卷 ２ １ 年第２ 总第 １６ ８ ００ 期（ ４ 期）
受压 ， 在两液压缸受压腔内压力瞬时升高 ， 产生一 个与振动方向大小相等 、 向相反 的力 ， 方 以吸收吹 炼过程 中产生 的振动 ， 保持吹炼位置的稳定 ， 当系 统压 力 超过 液 压 系统 额定 压 力 时 ， 全 阀打 开 ， 安 防 止 液 压 系统 元件 受 损 。其 液压 系统 原 理见 图 ４ 系 ， 统 通 过 程 序 自动 控 制 各 阀 电磁 铁 的得 失 电情 况 ， 以实现液压缸冲洗 、 充压 、 保压等功能。 ３２ 系统 工作 模 式的 实现 ． 该 系统有 倾 动 、 整 和吹 炼 三种 工 作模 式 ， 调 三 种 工 作 模 式 对 应 各 阀不 同 的工 作 状 态 ， 通 过 位 并 移 传感 器 将 检测 到 的活塞 杆 位置 反 馈 至 比例 阀进 行 调节 ， 而实 现对 液 压缸 的动 态控 制 ， 足转 炉 进 满 各工 序 的需要 。 （） 动模 式 ： 动 模式 下 每 个液 压 缸 均有 锁 １倾 倾 紧和 自由两种状态供 选择 ， 且倾动模式要求一个 液 压 缸 处 于 锁 紧状 态 ， 时另 一 个 液 压 缸 处 于 自 同 由状 态。 自动控 制方 式下倾动 时 ， 控制程序会交 替转变 两液压缸 的工作状态 ， 这样不但能够起 到 支撑倾 动装 置作用 ， 而且能够在系统工作时对 液 压系统进行“ 冲洗” 使液压油得 以充分循环 ， ， 可提 高系统清洁度， 降低油液温度。 （） ２ 调整模式： 转炉倾动到位后 ， 当液压缸的位 移传感器检测到其 中一个液压缸活塞不在中位或 两者都不在 中位时 ， 程序 可在转炉 吹炼时 自动切 换 到调 整 状态 。 自动调 整 信号 的接人 是 通 过检 测 氧枪位置实现的 ， 当氧枪进入吹炼工位且转炉处 于锁 紧状 态时 ， 系统会 对液压 缸进行 自动调 整 。 以１ 号液压缸位置偏上 ，号液压缸位置偏下为例 ， ２ 系统 自动 控制 各 阀得 失 电情况 ， 得 ｌ 使 号液压 缸 下
冶炼 系统三种工作模 式下的工作原理 ， 液压缓 冲装 置在 转炉倾动 系统 的成功应 用， 有效地吸收 了转炉在 冶炼过
程 中产生的冲击， 好满足 了转炉炼钢 生产 的要 求。 很
关 键 词 转 炉 倾 动 扭 力 杆 液 压 缓 冲
１ 引言
转 炉倾 动装 置是转 炉炼钢设 备 中的关 键设 备 ， 担 了对 铁 水 的装 入 、 炼 、 承 吹 还原 、 硫 、 脱 出钢 、 修炉等一系列工艺操作 。其工作特点 ： 启动 、 制动 频繁 、 速 、 载 、 低 重 工作 条 件恶 劣 等 。在转 炉 倾 动 、 吹炼过程 中炉体及倾动装置受冲击较大 ， 尤其在 侧吹时产生 的强大力矩直接作用 在炉体上 ， 又通 过托圈耳轴传递 到倾动齿轮副上 。转炉振动缓冲 系统正是一套有效减小炉体振动 、 提高机械设备 寿命 的装置 ， 其可靠 性将直接对炉龄和倾动装置 寿命产生重大的影响。
２２ 存 在 的 问 题 ．
该扭力杆缓 冲装置投用至今运行状况一直不
是 很平 稳 ， 主要表 现 ：
图 １ 倾 动系统示意
１ 一次减速机 ；一二 次减速机 ；一连接螺杆 ； 一 ２ ３ ４ 关节轴承 ；一保护停止 器；一扭力杆 一 ５ ６
（） １在使用初期扭力杆设计许用应力不足 ， 当 侧 吹过程 中产 生强大力矩 超过扭力杆 许用应力 时， 扭力杆发生断裂事故 ； （） ２ 在对扭力杆重新设计 ， 放大扭力杆许用应 力后 ， 接螺杆成为 薄弱部位 ， 连 出现过 弯 曲及断
裂：
振动缓 冲系统主要 由连接螺杆 、 扭力杆 、 轴承 座、 关节轴 承及 高强度连接螺栓等部件组成 。当
一
（） ３ 在放大扭力杆许用应力强度 ， 并将连接螺 杆改为钢性拉压杆后 ， 安装 连杆与倾动平 台及扭
１ ４一
冶金设备管理与维修
力杆 的四个关节轴承又成为薄弱部位 ， 在长期 冲 击工况 下 ， 轴承 的间隙不 断增 大 ， 振动 也随之加 剧， 导致轴承使用寿命较短 ， 增加 了检修时间和费 用 ， 生产 造成 很 大的影 响 。 对
一
宝 钢股 份 不锈 钢事业 部 炼钢 厂 １０ Ｏ ２ｔ Ｄ转 炉 Ａ 为 德 国 Ｄ ＭＡ Ｅ Ｇ公 司设 计制 造 ， 用全 悬 挂式 转 炉 采
倾动装置 ， 动机构 由电动机 、 次减速机 、 倾 一 二次 减 速机及 扭力 杆缓 冲 系统组成 （ 图 １ 。 见 ）
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图 ２ 扭力杆受力分析