转炉氧枪刮渣器适应性改造

李超权 罗拥平 郑吉南 王庆锋 沈润福

摘 要：介绍炼钢厂转炉氧枪刮渣器工作原理并对现场使用存在的问题进行分析并采取相应的改进，取得了良好的效果，也为同类设备提供有益的启示。

关键词：转炉氧枪；刮渣器；适应性改造

1 前言

目前，国内各大炼钢厂的转炉普遍采用了溅渣护炉技术。溅渣护炉即利用顶吹氧枪将高压氮气吹入炉内，将炼钢过程中产生的留于炉内部分的炉渣吹溅到转炉炉壁上，从而达到修补炉衬的目的。氧枪在吹炼时，枪身部位经常粘满钢渣，一般情况下，钢渣粘得较薄，提枪时钢渣会自行脱落。但是，转炉一旦化渣不好，枪身上的钢渣就会较粗，粘得很牢，提枪时不会自行脱落，造成粘枪。

转炉氧枪刮渣器的作用是清除氧枪表面吸附的钢渣，保证氧枪的正常使用。炼钢厂转炉自投产使用氧枪刮渣器以来，长期存在刮渣不彻底，磨损后调整困难，导致结渣越积越厚，使氧枪无法通过氮封口，同时氧枪的冷却性能降低，引起烧枪，制约生产。

2 存在问题及分析

2.1 氧枪刮渣器的工作原理

根据刮渣器的结构，可分为固定式刮渣器和活动式刮渣器。固定式刮渣器容易将氧枪卡住，因此未被推广应用。活动式刮渣器应用比较灵活，已在一些钢厂被推广应用，主要由气动控制系统驱动左右两个气缸，将刮渣头座推出，刮渣头座紧紧将氧枪外层管抱紧，当氧枪进行提升时，刮渣头座将粘在枪身上的钢渣刮离。

2.2 存在的缺陷

氧枪刮渣器经生产现场使用后，刮渣不彻底、刮渣头座的损耗多。结合现场的情况，经过观察和分析，认定原设计存在缺陷。

2.2.1 刮渣刀片设计不合理

刮渣器使用两个“C”型刮渣头座作为刮渣刀片，工作时刮渣头座利用4个弧边进行刮渣，因为没有锋利的切削刃，根本无法将粘裹在氧枪上的钢渣切开，刮渣头座与氧枪很大的摩擦力，有时会使氧枪超负荷自保，有时会把刮渣头座的两臂拉弯，刮渣头座的磨损也较快，不适应生产的需要。

2.2.2 机构选择不合理

刮渣器使用摇块机构。由气动控制系统驱动左右两个气缸，气缸安装在两个可转动的铰支点上，活塞杆将装有刮渣头座的摇臂推出，刮渣头座绕摇臂轴承座旋转，刮渣头座紧紧将氧枪外层管抱紧，这时，氧枪进行提升，刮渣头座将粘在枪身上的钢渣及时刮掉。因为刮渣头座绕摇臂轴承座旋转的，当刮渣头座磨损或刮渣头座变形后，随着摇臂旋转角度的变化，安装在摇臂上的刮渣头座与氧枪外层管的角度也在变化，根本无法保证刮渣效果。

3 解决措施

3.1 增加刮渣刀片（刮渣头）

在不更改原结构性能的基础上，可以在刮渣头座中间加一个即能刮渣，又有切削双重作用的刮渣头（见图1）。在原刮渣头座工件上钻4个孔，2-φ20为通孔，2-M18为内螺纹孔，新增加的刮渣头用四颗M18的高强螺栓与刮渣头座连接。新增加的刮渣头委外批量生产，利用线切割机直接切出三棱形刀尖，改造后，工作时刮渣头先接触氧枪表面，并紧贴氧枪，起到主刮渣和切削的作用，而原刮渣头座只起辅助作用，氧枪刮渣由原来的4个刮渣点变成6个，布局更合理，消除了死角。刮渣效果得到明显改善，新增加的刮渣头更换简便，使用可靠，维护简单。

3.2 采用双摇臂，保证刮渣头座角度

原刮渣器使用摇块机构，无法保证刮渣头座与氧枪外层管的角度。如果增加一种机构，使刮渣头座始终在做平行移动，就能保证刮渣头座与氧枪外层管的角度。经过系统的分析与讨论，在保证效果的情况下，遵循采用滑块机构（增加一水平滑槽）或双摇杆机构。根据平面连杆机构的特点，利用双曲柄机构两曲柄转向相同和转速相等及连杆作平动的特点，保证了刮渣头与氧枪外层管的角度始终保持平行。因此刮渣器前半部设计为双曲柄机构，因为工作原理的需要，两曲柄只需转动很小的角度即可，所以把两曲柄做成摇臂。

同时，为了方便整体更换，把刮渣器上部缩短，在下部增加一个底座。更换时，只需更换上部即可，缩短了更换的时间和工作量。

4 使用效果

刮渣器改成双摇臂分体式刮渣器后，工作时刮渣头先接触氧枪表面，并紧贴氧枪，起到主刮渣和切削的作用，而原刮渣头座只起辅助作用，氧枪刮渣由原来的4个刮渣点变成6个，布局更合理，消除了死角。刮渣效果得到明显改善，新增加的刮渣头更换简便，使用可靠，维护简单。双摇臂设计利用双曲柄机构两曲柄转向相同和转速相等及连杆作平动的特点，保证了刮渣头与氧枪外层管的角度始终保持平行，保证了刮渣头始终紧贴氧枪外层管，保证了持续的刮渣效果。采用分体式，并增加可调螺杆，方便快速更换、统計，达到快速抢修的目的。

5 结论

该刮渣器改造后，达到了良好的刮渣效果，解决了现场难题。该刮渣器及刮渣刀头分别获得了国家实用新型专利。

参考文献

[1]郭仁生，魏宣燕主编.机械设计基础（第二版）[M].清华大学出版社，2005.

[2]唐金松主编.简明机械设计手册（第二版）[M].上海科学技术出版社，2000.

[3]甘永立主编.互换性与技术测量[M].上海科学技术出版社出版，2005.

（作者单位：宝钢集团广东省韶关钢铁有限公司炼钢厂）