(安陽鋼鐵集團有限公司，河南 安陽 455000)

1 前言

氧槍升降裝置是轉(zhuǎn)爐煉鋼關鍵性設備之一，在生產(chǎn)過程中，它直接影響著轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的安全、高效及鋼水質(zhì)量[1]。本文主要介紹安鋼100T 轉(zhuǎn)爐氧槍升降由單卷揚型改造為雙卷揚型，大大提高了其安全性、可靠性。

2 氧槍傳動設備的主要參數(shù)

升降速度:高速40m/min，低速4m/min

氧槍升降行程:15m

氧槍升降重量:8t

橫移速度:高速4m/min，低速1m/min

氧氣流量:22000m3/h

氧槍冷卻水供水壓力:1.65Mpa

氧槍冷卻水供水流量:200m3/h

氧槍外徑:Φ245mm 總長度:20500mm

氧槍噴嘴形式:四孔拉瓦爾型水冷鑄造噴頭

馬赫數(shù):2.0

中心夾角:α=12°

半錐角:β=3.5°

3 改造前系統(tǒng)工作原理及存在問題

3.1 改造前系統(tǒng)情況及工作原理

安陽鋼鐵股份有限公司第一煉軋廠(以下簡稱第一煉軋廠)100T 轉(zhuǎn)爐2004年投產(chǎn)。轉(zhuǎn)爐氧槍傳動設備采用“雙車雙槍”型式，一支吹煉，一支備用。每支氧槍都有各自獨立的升降小車及提升系統(tǒng)，氧槍升降小車的活動導軌及提升系統(tǒng)均固定在橫移臺車上，橫移臺車由行走裝置驅(qū)動定距移動，在吹煉槍出現(xiàn)故障時，可以實現(xiàn)吹煉槍與備用槍的迅速更換。氧槍升降及橫移裝置主要由氧槍升降小車及導軌、氧槍升降裝置、氧槍橫移小車及軌道等部分組成。氧槍升降裝置設計時采用的是單卷揚升降機構(gòu)。(如圖1所示)

圖1 100 噸轉(zhuǎn)爐單卷揚型升降機構(gòu)示意圖

氧槍升降裝置設計工作原理:變頻主電機帶動普通的圓柱齒輪減速機通過卷筒正反轉(zhuǎn)控制氧槍升降。為了控制氧槍行程的特定點位置，在卷筒一端接有主令控制器，在氧槍行程的極限位置設有極限開關。為了在主控室內(nèi)準確顯示氧槍的位置，在卷筒的軸頭處裝有測槍位置的譯碼器。在電動機的出軸上裝有測速用的光電譯碼器。為了測量升降重量和檢測鋼絲繩的松弛或過張力的情況，在鋼絲繩的吊掛處裝有測力傳感器，當一根鋼絲繩不受力或鋼絲繩受力超出范圍時，傳感器報警，發(fā)出信號，升降卷揚停止工作。當大停電時，通過UPS 電源供主電機提出氧槍。當出現(xiàn)主電機損壞不能使用時，利用氧槍平臺上方10T氧槍電葫蘆提出氧槍，以防發(fā)生爆炸事故。

3.2 存在問題

氧槍系統(tǒng)是轉(zhuǎn)爐吹氧設備中的關鍵性部件。在吹煉過程中，氧槍不僅要承受熔池中爐氣、爐襯的輻射，而且由于熔池內(nèi)激烈的化學反應造成鋼液、爐渣對氧槍的沖刷，加之氧槍是直接深入到爐內(nèi)，在吹煉時，爐內(nèi)溫度最高達2000～2600℃。所以氧槍是絕不允許在無水狀態(tài)下長期停在爐內(nèi)或因事故落入爐內(nèi)的。該機構(gòu)僅有一套升降卷揚裝置，安全可靠性極差。在冶煉時，一旦發(fā)生大停電事故，氧槍在爐內(nèi)漏水，主電機和氧槍電葫蘆都不能提槍時，會發(fā)生爆炸事故。

4 升降裝置改造

4.1 改造方案

利用原有的設備，第一煉軋廠人員于2009年將其改造為雙卷揚機構(gòu)。(如圖2所示)此機構(gòu)核心是利用行星差動減速機實現(xiàn)雙電機驅(qū)動氧槍升降。

圖2 100 噸轉(zhuǎn)爐雙卷揚型升降機構(gòu)示意圖

雙電機—行星差動減速機型式工作原理:

在正常工作條件下，由主電機4 帶動行星差動減速機6(見圖3)的III 道軸，通過齒輪的嚙合傳動帶動低速軸的旋轉(zhuǎn)，從而將力和速度傳遞給卷筒7，通過安裝在升降小車9的動滑輪組來實現(xiàn)氧槍11的升降。

圖3 行星差動減速機原理圖

在吹煉的過程中，如果主電機4 突然出現(xiàn)故障的情況下，事故電機13 通過接通UPS 電源，能繼續(xù)工作，保證氧槍能夠及時提出爐外。事故電極起升的工作原理如下:事故電機13帶動齒輪8，與齒輪9 嚙合帶動齒輪10，而齒輪10 與太陽輪3的外齒圈相嚙合，通過行星輪2 傳遞帶動行星架的旋轉(zhuǎn)，帶動齒輪4，5，6，7的旋轉(zhuǎn)，將力和速度傳遞給卷筒，實現(xiàn)升降小車的事故提升。

4.2 改造特點及效果

特點:合理利用橫移臺車的實際空間位置，只改動了主減速機結(jié)構(gòu)形式，將普通的圓柱齒輪減速機改造為行星差動減速機，增加了一個事故電機，其余設備均能正常使用。此次改造投資少，且不會造成備件的浪費。

效果:升降機構(gòu)采用兩套升降系統(tǒng)，大大增強了其安全可靠性。我廠使用至今效果很好。

5 結(jié)束語

氧槍雙升降系統(tǒng)的安全可靠性保證了轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性和高效性。本文提出的改造方案對同類型的改造或結(jié)構(gòu)設計有一定的借鑒意義。

[1]羅振才.煉鋼機械[M].第2版.北京:冶金出版社，1989，64-86