转炉炼钢设备结构改进分析

董建广

摘 要：作者结合一具体转炉装置的设计内容，分析了设计对结构完善的重要性。通过长达一年之久的实践我们发现，经过改善之后的机械在工作时不会产生很多噪声，而且运行十分稳定，下面就其进行详细的分析与总结。

关键词：转炉设备；减速箱；托圈；耳轴套

前言

对于很多钢铁单位来讲，转炉装置是进行的关键装置。在分析具体设备设计工作时，工作者通过画图工具等软件细致地分析，将其和具体实际情况联系在一起，对设备构造加以合理的创新，从而使转炉等结构的运行更加稳定。当其使用一年之后，我们再次分析发现其运作效果很高，明显提升了工作效率。

1 倾动装置大齿轮减速箱结构改进

设计的150吨转炉倾动装置为全悬挂、四点啮合的传动方式。倾动装置的一次和二次减速机连接方式为一台二次减速机同时与四台一次减速机相连，二次减速机的高速轴与一次减速机的输出轴为套轴式连接，即一次减速机的输出轴为空心轴套结构，套入二次减速机的输入轴后用挡盖轴向固定。一次减速机绕二次减速机高速轴的旋转自由度由一次减速机另外一端的支撑轴来加以限制，此时传动形式非常柔性化，而且能够避免一次安装时的不利现象。在工作的时候，四台变频调速电机通过一次减速机来同时驱动二次减速机正反转工作。

对于倾动设备来讲，它的重点装置则是大齿轮减速箱。只有确保它的安全，才可以保证设备运行稳定。具体来讲，必须要保证它有非常好的刚度，而且强度达标，只有这样才能够避免破损，避免形状改变。当前我们国家的很多钢厂都发生过此类箱体因为刚度不好而导致变形的案例。为了防止这种问题的再一次出现，就必须通过各种措施来确保倾动装置运作稳定。在设计的时候必须要使用合理方法来确保箱体的刚度，确保其强度质量。具体来说，要想增加它的刚度以及强度，就必须按照如下两个措施来开展工作。第一是加厚材料；第二是完善结构。很显然如果使用第一种措施，就必然会导致费用增多，对于单位来讲，它们发自内心都不愿意多花钱，因此在设计的时候采取的是第二种措施。通过不断分析我们最终确定了方案，即使用短应力线结构，即利用起轴向定位作用将双列圆锥滚子轴承布置在二次减速机箱体的同一侧，此时我们就可以确保应力线是最合理的。而且，为了降低变形现象的发生几率，提升它的刚度，要在轴承座圈处腹板外侧增设U形筋板。在轴承座圈处腹板内侧增设长筋板，其中的一根连接轴承座圈。

当我们设计好之后，就需要借助相关软件分析箱体是否能够承受较大的力。而测试结果是，该种结构，在不改变重量的前提下，它的刚度以及强度等都得到了非常好的提升，效益很好。在实际使用过程中也证实了这一优势。

2 托圈结构改进

对于转炉来讲，托圈是非常关键的受力以及传动零件，它所处的工作环境不是很好。为了便于开展工作，就要确保它的刚度良好，强度合理，而且能够在任何环境下开展工作。在开展转炉生产工作的时候，其经常会发生失效现象，究其原因主要是由热负载导致的，因此必须降低它的热度。当前我们国家使用的冷却措施有很多，一般都使用水冷措施，不过效果却不是完全一样，从而导致其无法长久的使用。在设计的时候，我们还是按照水冷措施对其处理的。经由完善托圈，变化冷却水轨道，此时在冷却时候形成的气体就会被有效的释放出来，明显提升它的冷却性，从而就使得使用时间增加了。托圈结构为上盖板、下盖板、内圈、外圄、中间隔板以及多个立隔板焊接而成的箱体结构。对于中心隔板来讲，它有很多通水孔，其焊接在结构的中心区域，把结构分成上面和下面两个构成部分。立隔板焊接在中间隔板两侧，将箱体分成多个空腔，每个空腔都包含一个中间隔板的通水圆孔。立隔板上间隔开有通水孔，此时，由于中间隔板和立隔板的多孔交替结构，使冷却水流在托圈内形成上下起伏的波浪形式，明显的提升了换热性能，而且增加了零件的使用时间。除此之外，我们还可以在上面的盖板安装上排气装置，将冷却工作产生的气体释放出来，这样就能够起到将降热的功效。

在设计完成之后，我们让设备运行了长达一年的时间，在一年之后借助相关的测试软件等对其测试，结果表明托圈能够很好的工作，没有发生严重的问题。经红外测温仪实测得托圈表面最高温度约为96℃，出现在出钢状态下。平时炼钢状态时，托圈表面温度基本为60℃左右，托圈内侧与转炉炉壳相对侧温度为40℃。通过上文给出的数据我们能够意识到，当经过完善之后，它在工作的时候不会产生过高的温度，而且它的热负载也有所降低，工作状态更加的稳定。

3 耳轴套

耳轴是转炉设备中的重要承载和传动部件。在工作时承受弯、扭力矩，以及由托圈传来的高温和周围热辐射产生的热负荷和启动、制动、刮渣等的冲击载荷等，工作条件十分恶劣。目前，转炉冶炼过程中所需的各种冷却用的液体或气体等介质通常以耳轴上轴向开设的多个圆柱孔作为通道。由于耳轴上开设多个长孔之后，还要在某一截面上集中开设径向圆孔，以便将介质引出耳轴，因此常常会在集中开孔处形成应力集中，降低耳轴强度，形成安全隐患。另外，细长的圆柱孔也给加工制造带来困难，使得加工成本增加。为了保护耳轴安全，延长耳轴使用寿命，必须对这种结构进行改变，避免在耳轴上开设细长孔，尤其要避免在耳轴某一截面上集中开设引出孔，使各种介质的通道不再开设在耳轴本体上。

结合耳轴的具体状态，我们研发了一个专门的轴套，这样就可以确保各类介质都能很好的通过，此时耳轴的活动状态发生了改变，明显增加了使用时间。为了确保它的运行稳定，此时设计的该轴套就应该采用圆筒模式，存在于耳轴和底座中间。在轴套筒壁中间沿轴向开有多个圆柱通孔，以作为转炉冶炼冷却所需的各种介质的流通通道。此时不用再设置太多的孔，这样反而会弱化耳轴的强度，而且施工工作能够顺畅开展。除此之外，因为各类介质未真正的与耳轴碰触到一起，介质发生变化对耳轴不会造成损害，轴套有效的保护了耳轴，延长了耳轴的使用寿命。

4 结束语

通过上文分析得知，在对一炼钢单位开展了长达一年之久的分析之后我们发现，在经过合理的设计之后，之前问题得到很好的解决，它工作的时候不会再像是之前一样产生很大的噪声，而且运行稳定，位置停靠精准。完全可以算作是一台非常优秀的装备。但是我们不应该固步不前，要不断的开展创新工作，发展创新思想，积极的分析设备的结构体系，做好完善活动，对于相关的工作者来讲，当前工作的重点就是积极的研发新的设计内容。我们坚信伴随着科技的进步，工艺的提升，我们国家的转炉装置的性能一定会明显的提升，更好的为国家的经济建设贡献自身的力量，我们国家的钢铁行业的明天也一定会是非常辉煌灿烂的。

参考文献

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