冶金钢渣罐翻罐打锤机改造方案.pdf

第 3 3卷第 1 期 2 O O 7年 2月 包钢科技 S c i e n c eT e c h n o l o g y o f B ant o u S t e e l(G r o u p)C o r p o r a t i o n V0 1 3 3 No 1 F e b r u a r y，2 O O 7 冶金钢渣罐翻罐打锤机改造方案 王方君(包钢(集团)冶金渣综合利用开发有限责任公 司，内蒙古 包头0 1 4 0 1 0)摘要：文章简述 了通过对 翻罐打锤机的改造，实现 了渣罐 的提升、翻罐和 打锤 的作 业等，以保证 钢渣罐 的及时返 空。并对翻罐打锤机的提升、走行功率和安全稳定性能进行了计算以及技术分析。关键词：翻罐打锤机；安全保产 能力；改造 中圈分类号：T H 2 1 8 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 9 5 4 3 8(2 0 o 7)m 一0 0 3 7 0 4 Re f o r mi ng S c he me o n S t e e l s l a g Ha mme r Bl o we r i n Me t a l l u r g i c a l s l a g La d l e WANG F a n g 一 m(C o m p r e h e n s i v e U t i l i z a t i o n a n d 优 胱n l C o ，L i do f Me t a l l u r g i l S o fB a o w u S t e e l(C r o u p)C o r p ，B a o wu 0 1 40 1 0，N e i Mo n g g o l，C h i n a)Abs t r ac t：Th e a r t i c l e i n d i c a t e s t ha t t he r e f o r me d s t e e l s l a g h a mme r b l o we r c a n e I is u r e the r 8 i s i n g，t um b g，thu mp i n g t o ma k e the s l a g l a d l e e mp t y a g a i n in t i me I t c a l c u l a t e s a n d a n a l y s e s s t a b i l i ty o fthe r a i s i n g，the x m n l n g p o w e r a n d the s a f e ty Ke y w o r d s：s t e e l s l 丑 g h a l ll m e r b l owe r；cap a c i ty t o g u a r a n t e e s a f e ty p r o d u c ti o n；r e fo rm 包钢冶金渣公司主要负责包钢(集团)公司钢铁 生产过程中所产生的铁渣和钢渣的倾倒和综合利用 开发工作。钢渣罐 到钢渣厂高道需及时翻罐处理，是炼钢生产工艺流程的最后一道工序，而翻罐打锤 机主要是负责提升翻罐和对翻不掉的渣罐进行打锤 作业，以保证钢渣罐 的及时返空。是这道工 序的主 要生产设备。通过生产实践，特别是近十几年来，对翻罐打锤 机的作业带来极大的威胁。近几年的统计数据表明 翻罐打锤机的倾倒平均一年一 台次，设备故障更 是 频繁发生，如：电机憋烧、走行立轴切轴、变速传动的 各部件损坏、提钩卷扬减速机损坏等。钢渣厂现有 翻罐打锤机 3台，经过几年来的生 产实践发现翻罐打锤机的第一次和第二次的设计改 造都还存在一些技术缺陷，具体内容如下。1 存在问题(1)现有结构下的翻罐打罐机存在工作失稳现 象，原因是设备的配重不足；(2)由于二炼钢的投产，二炼钢的钢渣罐全部是 稀渣罐加之周转频率高且装的满和使用 的钢渣罐易 产生罐角脱落造成反扣罐现象，对操作司机的安全 构成极大的威胁；(3)现有翻罐打锤机 的提锤和提罐、提锤的钢丝 绳之间互相磨擦现象严重，特别是对钢丝绳 的磨损，使得钢丝绳的消耗过大；(4)走行部的各部传动是开放式齿轮传动，而现 场的作业环境是高温、高湿和高粉尘环境；(5)机体重心过高，结构不合理，造成翻罐打锤 机头重脚轻；收稿 日期：2 0 0 6 0 5 1 0 作者简介：王方(1 9 6 6一)，男，山东 省宁阳县人，机械工程师，现 从事设 备管理工作。维普资讯 http:/ 3 8 包钢科技 第 3 3卷(6)现有 3台翻罐打锤机都是非标设备，标准不 统一，各 自备件不能互换。2 各部强度计算 2 1 基础 数据 搜集 根据 z z F一1 61 型渣罐车 8 3 1 4和 8 3 1 4 0 2图 纸标 注；钢渣 罐 的容 积为 l 6 m 3，自重 2 2 8 t，倾 翻 角 1 0 3。，渣 罐 车外 形 尺 寸 9 1 0 0 h i m 3 7 3 0 h i m 3 3 8 0 mm；1 翻罐 打锤机 外形 尺寸 9 9 0 0 h i m6 5 0 0 h i m 9 7 0 0 h i m，自重 7 5 t，底盘宽 3 0 0 0 h i m，走行电机功率 4 0 k W，走行速度：4 k m h，提捶 电机功率 3 0 k W，提 捶速度 1 2 m ra i n，提钩电机功率 3 0 k W(S 3工作制)，提钩速 度 1 0 m ra i n；2 翻罐打锤机外形尺寸 9 7 7 0 h i m6 4 0 0 h i m 1 1 0 0 0 h i m，自重 8 5 t，底 盘宽 3 0 0 0 h i m，走行 电机 功 率 3 0 k w(8级电机)，走行速度 4 k m h，提捶 电机功 率 2 8 k W，提捶速度 1 5 m ra i n，提 钩电机功率3 0 k W(1 0级 电机)，提 钩速 度 8 m r a i n；3 翻 罐 打 锤 机 外 形 尺 寸1 1 1 0 0 h i m 6 4 0 0 h i m1 1 0 0 0 h i m，自重 9 5 t，底 盘 宽 3 0 0 0 i n to，走行电机功率 3 0 k w(6级 电机)，走行速度 2 k m h，提捶 电机功率 3 7 k w(6级电机)，提捶速度 8 m m i n，提 钩 电 机 功 率 3 7 k W(1 0级 电 机)，提 钩 速 度 5 mmi no 2 2 各部数据计算：(1)提升翻罐力：钢渣罐 自重 G 罐=2 2 8 t；(2)钢渣罐容装钢渣重量，钢渣比重按 3 t ，m 3 计 算一罐钢渣 的重量为：G 渣=4 8 t；当遇特殊情况如 跑钢时设想全罐装的都是钢时 G 钢=1 2 4 8 t；可计算出钢渣罐装满后的总工作重量范围为：G=2 2 8 0 0+(4 8 0 0 01 2 4 8 0 0)k g =7 0 8 l 4 7 6 t 所以提升 翻罐所用拉力(见图 1)，钢渣罐翻罐 工作受力分析为：F 7 4 01 9 0(7 0 81 4 7 6)F 1 9 0(7 0 81 4 7 6)7 4 0 =1 8 1 78 3 783 7 8 9 7 2 9 7 t 即翻罐提升工作力应为：F=F e o s 2 0。1 9 3 8 240 3 5 8 t 考虑安全因素和生产情况，取提升力：F=3 8 0 0 0 k g；l!10 _ _ 1 ，)J l 1 I G ln 譬 一 i 1 r 一5 5 0 一 一7 加 图 1 钢渣罐翻罐工作受力分析(3)提锤 力：F=1 8 0 0 k g；(4)稳定性计算按锤机翻罐作业情况做分析见 图 2。图2 翻罐打锤机作业尺寸和受力分析 图 起翻重量按全钢罐计算：F=3 8 t；锤重 1 8 t 的吊锤钢丝绳长 4 9 m(忽略钢丝绳重量，不考虑左 右对称的支架重量)，由能量守衡定理和回转运动定 律可计算重锤下落到低点时的离心力：F=眦=3 6 0 0 0 N f=m g+眦=1 7 6 4 0+3 6 0 0 0=5 3 6 4 0 N =5 4 7 t G 1 4 3 5 2=F(5 1 7 0 1 4 3 5)2+f(3 0 0 01 4 3 5)2 维普资讯 http:/ 第 1 期 冶金钢渣罐 翻罐打锤机改造方 案 3 9 G=F1 8 6 7 5+f7 8 2 5)7 1 7 5 =1 0 4 8 7 1 4 6t 车体底盘总重量 G应为 1 0 5 t；(5)提升高度的确定：根据 Z Z F一1 61型渣罐 车 8 3 1 4和 8 3 1 4 0 2图纸标注翻渣起翻角度 1 0 3。即 翻罐罐角 A点绕 O点做旋 转运动 1 0 3。达到工作位 置【I l。通过图 3钢渣罐工作位置 图分析计算可以得到 提升高度就是 A点的运动高度：H：2 3 0 0 mm 工作行程 s=H=2 3 0 0胁 翻罐打锤机支架顶端距轨面高度：=3 3 8 0+2 3 0 0+吊钩长度+滑轮直径 翻罐打锤机理论技术高度(即全车高)L=6 21 0 mi l l !图 3 钢渣罐工作位置 图 3 改进项 目 通过对原有的 3台锤机的计算和对现场情况 的 调查 以及对钢渣厂翻罐机司机的意见征求我们提出 以下改 进方 案。3 1 改进方案(1)对翻罐打锤机的走行部，我们提出取消其立 轴传动部等开式传动，降低多次转 向的机械效率损 耗。采用新工艺，初步提出采用 由 S E W一传动设备(天津)有限公司生产的“三合一”减速机设备，使动 力直接驱动在车轮轴上 1；(2)降低翻罐打锤机翻罐支架距轨面高度，结合 工作现场实际情况，由原 1 0 9 6 0 m i l l 降为 9 8 0 0 m i ll；(3)增加翻罐打锤机底盘重量和刚性，对底盘的 上面 我们 提 出采用 3 0衄厚 的钢 板做 面替 代 原 1 0 m i l l 的钢板，增加 了底盘 对其他设备安装 的稳定 性和定位性能。同时增加底盘的配重量；(4)采用冶金车的轮对来替代现用的普车轮对，降低整体翻罐打锤机 的重心高度，增加其整体 的安 全 稳定性 能【；(5)改变司机操作间结构，由原中间上车改由车 体后面上车，车梯结构采用路局守车形式【2 ，增加安 全性；(6)改变提钩滑轮传导方式，由原中间传导改为 由侧面传导，上加一横放滑轮，以保证工作方向；(7)提锤卷扬机 由手动控制改为电动控制型，并 安装在操作间外底盘的中间位置，利于检修和打锤 作业，同时给操作 间释放空间和增加密 闭性能。利 于司机安全作业，同时为双面作业的改造提供条件；(8)由于走行传动结构的改进，就可以对底盘结 构形状进行改造，由原平 直面改为 凹形(类似路局 D 1 0型长大货物车通常叫做元宝车)，这又可以降低 工作重心并增加作业稳定性【2 J。3 2 改进 后翻 罐 打锤机 性能 状态 外 形尺 寸 9 9 0 0 m i ll 6 4 0 0胁 9 8 0 0 r a m；自重 1 5 0 t；底 盘 宽 3 0 0 0 r a m；走行 电机 功率 1 5 k W(2 台)；走行速度 4 k m h；提捶 电机功率 7 5 k W；提捶 速度 1 5 m m i n；提钩 电机 功 率 加 k W；提 钩速 度 8 m ra i n；最 大提 升重 量 4 0 t。3 3 改进后 的形状 改进后 的翻罐打锤机外形示意图见图 4。图 4 改进后的翻罐打锤机外形示意图 4 依托 的技术成果水平及 来源 J KD型系列卷扬机采用少齿差行星齿轮传动 维普资讯 http:/ 包钢科技 第 3 3 卷 是机电一体化的新型卷扬机，它具有一系列优点，是 目前传统卷扬机更新换代理想的换代产品。S E W减速电机采用最优化设 计，具有体积小、重量轻、传 递扭 矩 大、启 动 平 稳、低 损 耗 等 特 点。S E W 天津 公 司生 产 的产 品 由小 到大，从设 计 到生 产、组装，均采用统一 的德国的质量标准和规则，这 使得 S E W 天津可以向用户提供与 S E W 德 国品质完 全相同的产品。本地化 的零部件生产与整机装配，使得 S E W 天津公 司可 以在极短的时间内为我们提 供所需要的产品。同时，对于在产 品的使用 中出现 的各种问题提供及时有效的售后服务。提高 了职工作业安全环境。提高 了设 备的作业效 率，降低了设备的故障率，大大方便了设备的维护检 修，增强了设备 的可操作性。由于电机功率的减小，避免 了大马拉小车的现象。降低了能耗也降低 了电 机启动时对电网的冲击。经过改造后，五台翻罐 打 锤机的型号统一，有利 于备 品备件 的管理，降低库 存，利于安全保产。5 结束语 2 改进后可 以大大提高翻罐打锤机的安全性能，参考文献 朱梦周 机械工程师手册 M 北京：机械 工 业 出版社 2 0 0 3 郑福锦 机车车辆及 牵引计算 M 石 家庄：石 家庄铁路运输学校 出版社，1 9 8 1 一 专家预测：2 0 1 0年我国粗钢表观消费量将达 5亿 t 考察世界各个 国家经济的发展，除了那些具有先天资源、能源、地理等优势的国家之外，其它 国家，特别 是大国经济的发展无一例外地要依靠实现工业化。实现工业化，或称新型工业化也是我国发展必须要经历 的阶段。对于以内向型为主的国家来说，重化工业是必由之路。在工业化发展的初期，以钢铁业为代表的重化工业的发展将呈快速发展的特征，而这一发展将延续到工 业化发展的后期。中国的工业化进程要充分考虑中国发展的历史背景(几乎是在一穷二白的基础上搞工业化)和时代背景(很多国家已完成工业化，科技的发展、经济全球化等将对 中国实现工业化产生巨大影响)，以及发展差异(中 国的发展存在着 巨大的地区间差异、城乡之间的差异)。制造业是工业化的主力军，联合国工发组织认为，制 造业增加值 占总商品生产增加值 比重必须是 6 0 以上才称之为工业化，且制造业技术水平必须达到先进水 平，制造业在整个工业中心的突出地位，决定 了必须高度重视制造业的发展。全球经济的一体化进程和国家 产业结构的转移，使 中国正在成为世界加工 中心和重要的制造业基地，有力地促进了中国工业进程的快速发 展，并将在“十一五”期间带动钢消费量的持续增长。“十一五”期间中国钢铁工业的发展尽管仍有较大的需求空间，但将受到资源、能源等限制。到 2 0 1 0年 我国人均钢消费量将达到 3 5 0 4 0 0 k g，即我国粗钢表观消费量将达到 5 亿 t 左右。维普资讯 http:/