王洪

（西昌鋼釩公司維修中心，四川 西昌 615000）

RH噴補車頂渣機構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)探討

王洪

（西昌鋼釩公司維修中心，四川 西昌 615000）

鞍鋼集團西昌鋼釩煉鋼廠RH(真空處理)噴補車由于設(shè)計缺陷，在對真空室插入管下口殘留鋼渣進行頂拆時，經(jīng)常發(fā)生噴補車框架變形、結(jié)構(gòu)焊縫斷裂的事故，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。通過對噴補車頂渣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)受力分析，介紹RH噴補車頂渣機構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)中的關(guān)鍵之處。

RH；頂渣機構(gòu)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

0 引言

RH(真空處理)噴補車是RH整個工藝流程中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一，它的主要作用是利用車體上方的環(huán)形破渣頭先將真空室插入管下口殘留鋼渣頂?shù)艉螅儆勺鳂I(yè)人員對真空室插入管內(nèi)外部進行噴補修復(fù)，以延長其使用壽命。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

西昌鋼釩煉鋼廠RH(真空處理)噴補車結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，主要由頂升油缸、升降滑道、頂升平臺、環(huán)形破渣頭、積渣通道、積渣槽等組成。由于設(shè)計缺陷，頂升油缸力量作用在頂升平臺上，平臺通過升降滑道傳遞力至上部平臺推動破渣頭向上作業(yè)。在使用頂渣模式時，由于真空室插入管管口沾渣較多且牢固，經(jīng)常造成平臺嚴重損壞（見圖2、3）。該平臺損壞后修復(fù)工作量大，修復(fù)時間長，耗費材料多，嚴重影響生產(chǎn)，給維護檢修增加較大的負擔。

圖1 煉鋼廠RH(真空處理)噴補車結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 頂升平臺損壞的平面圖

圖3 支撐連接橫梁變形焊縫斷裂

2 故障分析

根據(jù)噴補車現(xiàn)場工作實際狀態(tài)分析，在破渣頭向上運動對真空插入管下口殘鋼進行強行破除時，其動力源為下部的頂升液壓缸。頂升液壓缸首先將力傳動到升降平臺下支撐面連接橫梁，再由連接橫梁通過升降滑道傳遞到破渣頭基礎(chǔ)平臺，受力分析如圖4所示。

圖4 基礎(chǔ)平臺受力分析

由該傳遞方式可知，在破渣頭破渣過程中的主要受力點為升降平臺下支撐面連接橫梁兩端與升降滑道連接處。然而該處為焊接連接，該部位連接板厚度為8mm，焊接長度為100mm，連接板材質(zhì)為Q235-A鋼，是整個結(jié)構(gòu)中所承受剪切力最大的部位。由公式ó=F/Ló1≤[ó′t]可 得 F=Ló1[ó′t]=13360kg。 下支撐面每處連接橫梁兩端與升降滑道連接處最大只能承受13.3T的剪切力，4個焊接連接點一共只能承受53.2T的剪切力，且該剪切力是理論化的，實際焊接質(zhì)量是不可能達到的。

根據(jù)力學(xué)原理可知，該力矩傳遞方式明顯存在不合理。噴補車升降平臺本身自重17t左右，真空室及真空室橫移車自重接近40t，液壓頂升液壓缸頂升力800t。由此可見，在頂升過程中，極易將支撐橫梁焊縫頂斷。無論是采用加大焊接量、改變焊條型號還是在連接處加焊筋板的方式，效果均不理想。

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

我們將噴補車頂渣時作用力的傳遞路線進行優(yōu)化，在環(huán)形破渣頭下方設(shè)置4根20#工字型鋼與下支撐橫梁直接焊接固定，將弓型路線傳遞作用力為垂直直線傳遞（見圖5），避免在力矩傳遞過程中出現(xiàn)剪切力的情況。

4 結(jié)語

RH噴補車頂渣機構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，破渣效果良好，平臺穩(wěn)固性良好，徹底解決了該平臺頻繁損壞的問題，對維護保產(chǎn)和降低檢修費用起到了很好的作用。結(jié)構(gòu)優(yōu)化前，該設(shè)備的年均故障時間為144h，優(yōu)化后至今從未出現(xiàn)此類故障。

圖5 噴補車頂渣時作用力的傳遞路線優(yōu)化

[1]張鑒.爐外精煉的理論與實踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991.

[2]成大先主編.機械設(shè)計手冊[M]（第五版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]陳榕林.機械設(shè)計應(yīng)用手冊[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

TF769.4

A

1671-0711（2016）10（下）-0044-02