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1、氧枪防坠装置设计与改进,涟钢转炉炼钢厂 周国强,摘要 本文介绍了氧枪防坠装置在炼钢厂的重要地位及其应用，根据现如今炼钢厂防坠装置的缺陷，对氧枪防坠装置进行了最优化的设计，使其满足炼钢厂高节奏的生产需要。 关键词 氧枪防坠 双面制动 制动杆,在转炉炼钢生产过程中，氧枪在转炉中的位置及它的上升或下降是决定冶炼质量及降低消耗（包括原材料，铁水及氧气等）的因素之一。在炼钢的冶炼前期，氧枪需频繁进入转炉炉内以便及早化渣去除铁水中的有害物质（如硫、磷等），带动氧枪上升或下降的传动机构由于长期上下运行很难避免不出现故障，尤其是与氧枪直接相连的钢丝绳，在长期高温与恶劣的环境下（如烟、火）运行很易出现突然断裂现
2、象。钢丝绳断裂后，必然会出现氧枪撞击缓冲器平台，使平台变形。氧枪小车被碰坏，使生产停止7-8小时，如果氧枪损坏，氧枪中的水进入炉膛，会引起炉膛爆炸的严重后果。,1、前言,为了解决因钢丝绳突然断裂导致氧枪掉入炉内的问题，在氧枪防坠问题上设计与制造过不同结构形式的装置，如早期的断电事故保护装置、双绳保护装置及近期的制动装置。 目前国内使用最多的一种氧枪制动装置都是通过制动部位的制动片去与导轨接触产生较大的摩擦力将坠落的氧枪制动。其原理图如下 ：,工作原理：氧枪小车吊挂在升降钢绳3上，滑轮架2通过两条途径与升降小车车架联系：一是通过吊杆11铰接在车架1上；二是与呈对称布置的左、右两组杠杆相连，该两组
3、杠杆的所有支座都安装在车架1上。正常工作时，氧枪等重量的作用下，升降钢绳3有张力并压缩弹簧10。当掉枪时升降钢绳3的张力消失，则压缩10解除压缩力而恢复变形，在弹簧10的恢复力作用下，杠杆系统各杆件将相对车架1经如图所示方向动作，其中左、右两连杆4被拉向上移动。且两杆向上移动所引起的结果相同。现就右杆4上移作一说明，如A向图所示，楔块7左面嵌有摩擦板8而右面为一斜面，鉴于滑座6上移受到约束，故楔块7在被杆4拉动向上移的过程中同时向左横移，直至摩擦板8与固定导轨靠紧为止，则8与9间所产生摩擦力即可阻止升降小车下坠。,该套防坠装置由于制动部位采用的是制动片式摩擦板，对于大转炉在制动过程中由于制动力
4、矩相当大（40-50），此制动片容易损坏，同时因制动片与导轨之间的间隙不能很好调节，容易使导轨产生形变；且该套防坠装置结构较为繁锁。 针对上述问题，对现有的防坠装置进行完善，在不改变防坠装置工作原理的基础上，对防坠装置结构进行了优化处理，在氧枪事故状态下坠落时既能起到制动的功效又能有效防止导轨在外力作用下的形变。示意图如下（详见氧枪防坠正面图与侧面图）：,氧枪防坠装置正面图,氧枪防坠装置侧面图,1、 制动支架； 2、 螺栓； 3、 垫圈； 4、 制动块； 5、 加固板； 6、 制动杆（臂）； 7、 偏心套； 8、 主弹簧； 9、 横梁； 10、吊挂装置； 11、横梁支座； 12、小车架； 13
5、、氧枪固定支座； 14、制动杆座； 15、导轨； 16、快卸螺杆, 上述两图为氧枪防坠装置正反示意图。当转炉在冶炼过程中，氧枪 钢丝绳在高温及有害气氛中经过长时间运行突然断裂时，小车架12带着 氧枪14跟着下坠，主弹簧8即由压缩状态变为复位状态，即主弹簧8复 位下移，与主弹簧8相联接的横梁 9的一头以横梁支座11为支点跟着向 下摆动，而横梁9的另一头则向上移动，向上移动的结果是它带动吊挂 螺杆10亦向上移动，吊挂螺杆10牵着制动杆6以制动杆座14为圆心亦向 上移动，使制动杆6上的弧形面跟着向上移，并且使制动杆6的弧形表面 强行接触导轨15一侧，而制动块4强行接触导轨15的另一侧，起双面制 动作
6、用，增大摩擦力，使导轨15不易形变，从而使小车架12不再带着 氧枪继续往下落，防止了氧枪的坠落，避免了事故的发生，经过抢修， 安装好钢丝绳后，主弹簧8受压缩，横梁9的一头带动吊挂螺杆10向下 移动，使制动杆6往下移动脱离导轨15，同时制动块4也离开导轨15， 使氧枪处于正常运行状态。,1、制动杆的选择： 由于制动杆是当氧枪坠落时与导轨外侧相接触的，在设计上应充分考虑其材质及形状的选择，尤其是与导轨面直接相接触的制动面材料及形状的选择。在材质上选择强度高，塑性及韧性较好的45号钢，调质硬度达HB=217-255，且与导轨接触面材料进行淬火处理HRC=38-42，深度达3-5mm，此种热处理能使4
7、5号钢承受较小面积的较大载荷。制动杆头部选用圆弧面且为细齿，使其与制动杆在动作时的运动方向达到吻合，增大与导轨接触的机率。,2、 制动块本体的选择： 制动块本体在制动过程中主要是增大与导轨间的摩擦力，使防坠装置实现双面制动。在其材料与形状的选择上与制动杆相同，与导轨内侧直接接触的制动块同样选择强度高，塑性及韧性较好的45号钢，调质硬度达HB=217-255，并对其进行超声波探伤，要求为V级合格，制动块头部选用圆弧面，增大与导轨接触的机率。其中制动支架的中心轴线与偏心套的中心轴线有一偏心距a，此种设计能更好地调节制动块与导轨内侧间的距离。如下图所示：,1、制动支架；2、偏心套；3、螺栓；4、制动
8、块；5、小车架,对几个关键性技术问题的处理,1、双面制动的解决 在小车架的两头挨着制动杆处装有制动支架，且该支架上装配一制动块及与支架中心轴线相距一偏心距a的偏心套，该偏心套用来调节制动块与导轨内侧的距离，使其距离保持在一固定值内。此种技术能实现双面制动，使摩擦力增加一倍以上，所需制动力降低50%以上。 2 、当制动杆上翻时快速的处理 在氧枪小车车架与制动杆长圆孔处安装一M30240的快卸螺杆。此种技术能使当制动杆万一发生上翻时能用此快卸螺杆快速将制动杆拆除，而不需要用破坏的方法将制动杆割除掉。,结束语,通过优化防坠装置的主要技术参数，制定了相关的氧枪坠装置维护制度，从该套装置正式投产在转炉炼钢厂使用以来已成功解决了由于钢丝绳断裂使氧枪坠落的事故发生。从设计上来看，集团公司氧枪防坠技术水平已领先于国内同类企业。,谢 谢 !,
