王存明，賈超

（河鋼集團(tuán)邯鋼公司三煉鋼廠，河北 邯鄲 056001）

LF爐煉鋼采用是對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉后的鋼水進(jìn)行合金成分微調(diào)，將鋼水中添加合金成分，在冶煉過程中，依靠電流對(duì)鋼水進(jìn)行再加熱，對(duì)鋼水進(jìn)行成分細(xì)微控制。煉鋼時(shí)，電流由變壓器通過電纜傳至橫臂本體，再通過本體傳至夾頭，電流導(dǎo)至石墨電極上，通過鋼水形成電流回路。當(dāng)電流通過抱圈，通過液壓缸缸桿后，液壓缸缸體將做為導(dǎo)體傳遞一部分電流至橫臂本體，造成液壓缸內(nèi)板簧失效，抱圈不產(chǎn)生抱緊的預(yù)緊力，造成石墨電極下滑，出現(xiàn)生產(chǎn)事故，為此設(shè)計(jì)和采用一種具有絕緣裝置的夾持機(jī)構(gòu)來解決此類問題。

1 LF爐石墨電極煉鋼中石墨電極夾持機(jī)構(gòu)的作用（如圖1）

LF精煉爐是靠三項(xiàng)帶電的石墨電極對(duì)鋼包內(nèi)的鋼水進(jìn)行再加熱而進(jìn)行冶煉。其中石墨電極為消耗材料，石墨電極靠內(nèi)部碟簧液壓缸的回縮來實(shí)現(xiàn)夾持。

2 石墨電極夾持裝置導(dǎo)電對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的影響

圖1

在LF精煉爐煉鋼過程中，電流由變壓器通過電流（額定電流為39wA）傳至橫臂本體，再通過本體傳至夾頭，電流導(dǎo)至石墨電極上，通過鋼水形成電流回路，三根橫臂作為導(dǎo)體形成電流通路，三根石墨電極在鋼包中對(duì)鋼水進(jìn)行加熱。目前在生產(chǎn)現(xiàn)場的石墨電極夾持機(jī)構(gòu)有很多不利的因素。液壓缸靠螺栓固定在橫臂上，煉鋼時(shí)，電流通過油缸缸桿，傳入油缸內(nèi)部板簧，再通過缸體，通過聯(lián)接油缸與橫臂本體的螺栓而導(dǎo)入橫臂本體上。首先，電流通過缸體，造成液壓缸內(nèi)部碟簧失效；其次，電流通過聯(lián)接螺栓，造成螺栓熔斷，從而造成安全生產(chǎn)方面的事故。

由于現(xiàn)有的石墨電極夾持裝置在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用事故頻發(fā)，不能滿足生產(chǎn)的需要，因此，有必要對(duì)現(xiàn)有的石墨電極夾持裝置進(jìn)行改進(jìn)，以提高生產(chǎn)煉鋼裝備水平，進(jìn)一步提高生產(chǎn)的效率，減少、降低安全生產(chǎn)事故。若電流通過抱圈，通過液壓缸缸桿后，液壓缸缸體將作為導(dǎo)體傳遞一部分電流至橫臂本體，電流通過液壓缸缸體時(shí)，缸體內(nèi)的板簧受到強(qiáng)大的電流影響將被加熱、變形，造成液壓缸板簧失效，抱圈不產(chǎn)生抱緊的預(yù)緊力，造成石墨電極下滑，出現(xiàn)生產(chǎn)事故。

3 石墨電極夾緊裝置

石墨電極夾持機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)如表1。

表1

圖2為液壓缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，液壓缸為單作用液壓缸，當(dāng)進(jìn)油口同過壓力油時(shí)，液壓缸缸桿前伸，當(dāng)缸內(nèi)壓力為0時(shí)，缸桿受缸體內(nèi)板簧的作用回收，產(chǎn)生預(yù)緊力對(duì)石墨電極進(jìn)行夾持。

圖3為設(shè)計(jì)的一種新型石墨電極夾持裝置。

在這種石墨電極夾持裝置，包括抱圈、電極夾頭、橫臂體、絕緣裝置組件及夾持液壓缸，夾持液壓缸用螺栓固定在橫臂體上內(nèi)部的孔內(nèi)；電極夾頭用螺栓固定在橫臂體的端面上；夾持液壓缸缸桿上固定有絕緣裝置組件件及抱圈。煉鋼時(shí)，聯(lián)接夾持液壓缸缸桿的抱圈將石墨電極抱在電極夾頭之間，石墨電極與抱圈和石墨電極之間產(chǎn)生一定的預(yù)緊力。

石墨電極夾持裝置中，電極夾頭的一面為平面，另一面為與石墨電極曲率半徑相同的面；橫臂體端面為平面，螺栓通過電極夾頭上的孔，將電極夾頭固定在橫臂體的端面上。夾持液壓缸夾持組件由鎖緊螺母、內(nèi)環(huán)套、半圓卡環(huán)一、半圓卡環(huán)二、前凸環(huán)、前凹環(huán)、后凹環(huán)、后凸環(huán)、前絕緣環(huán)、后絕緣環(huán)、調(diào)距環(huán)、擋環(huán)、絕緣套筒組成。

圖2

圖3

其中，液壓缸缸體用螺栓通過液壓缸缸體法蘭端面的孔固定在橫臂體的孔內(nèi)；夾持液壓缸缸桿為階梯軸型，缸桿上有固定兩個(gè)半圓卡環(huán)的凹槽，缸桿頂部有螺紋。在絕緣套筒套裝在夾持液壓缸缸桿上，擋環(huán)套在絕緣套筒上，緊靠夾持液壓缸缸桿軸肩，絕緣套筒套在夾持液壓缸缸桿的上，套筒長度與調(diào)距環(huán)、后絕緣環(huán)、后凹環(huán)、后凸環(huán)、抱圈、前凸環(huán)、前凹環(huán)、前絕緣環(huán)厚度的總和相匹配。

在夾緊裝置中的抱圈一側(cè)有通孔，用于套在絕緣套筒上，孔徑與絕緣套筒外徑相匹配。后絕緣環(huán)、后凹環(huán)、后凸環(huán)、通過抱圈上的孔、前凸環(huán)、前凹環(huán)、前絕緣環(huán)、調(diào)距環(huán)的孔徑與絕緣套筒外徑相匹配。前凹環(huán)與前凸環(huán)、后凹環(huán)與后凸環(huán)的曲率半徑相匹配。

液壓缸為內(nèi)部為碟簧結(jié)構(gòu)，當(dāng)液壓缸缸體內(nèi)通壓力油時(shí)，夾持液壓缸缸桿前伸，當(dāng)沒有壓力油時(shí)，夾持液壓缸缸桿回縮。絕緣套筒套裝在夾持液壓缸缸桿上，擋環(huán)套在絕緣套筒上，緊靠液壓缸缸桿軸肩，絕緣環(huán)、后凹環(huán)、后凸環(huán)、通過抱圈上的孔、前凸環(huán)、前凹環(huán)、前絕緣環(huán)、調(diào)距環(huán)依次套在絕緣套筒上。其中，半圓卡環(huán)的厚度與夾持液壓缸缸桿上凹槽的尺寸相匹配，半圓卡環(huán)一、半圓卡環(huán)二、卡在夾持液壓缸缸桿的凹槽內(nèi)，內(nèi)環(huán)套的尺寸與半圓卡環(huán)尺寸相匹配，內(nèi)環(huán)套套在夾持液壓缸缸桿上并卡套在由兩個(gè)半圓卡環(huán)組成的圓環(huán)上，其中鎖緊螺母液壓缸缸桿上的螺紋處有鎖緊螺母鎖緊。

4 產(chǎn)生的效果

當(dāng)LF煉鋼時(shí)，電流可通過橫臂體直接將電流導(dǎo)入電極夾頭上，電極夾頭可將電流直接導(dǎo)入石墨電極上，避免了夾持液壓缸缸體帶電造成的缸體內(nèi)部板簧失效，聯(lián)接夾持液壓缸與橫臂體的螺栓由于通過電流引起的電擊造成的斷裂現(xiàn)象，杜絕了由于夾持液壓缸缸體帶電而引起的生產(chǎn)事故的發(fā)生。

5 結(jié)語

目前這種裝置已應(yīng)用至我廠的設(shè)備中已有1年，由于液壓缸缸體帶電產(chǎn)生的生產(chǎn)事故基本上沒有發(fā)生過。通過改進(jìn)設(shè)備降低安全生產(chǎn)事故，大大提高了生產(chǎn)效率，也提升了裝備水平。