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中間罐小車的幾種改造
摘要：在連鑄方面，為了適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)高產(chǎn)高效的要求，各鋼廠想方設(shè)法的對(duì)連鑄設(shè)備的各個(gè)組成部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期待實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。中間罐車作為連鑄的重要設(shè)備之一，合理設(shè)計(jì)中間罐車也是改善來(lái)連鑄的重要步驟之一。
關(guān)鍵詞：中間罐車；液壓升降裝置；提升梁；升降滑道
Several transformation of the tundish car
BAO Tong-de
(Institute of Mechanical Engineering, Inner Mongolia University of Science & Technology class 08-3, Inner Mongolia Baotou, 014010)
Abstract In continuous casting, in order to meet the needs of modern steel production requirements of high yield and efficiency, the steel mills do everything possible to optimize the design of the various components of continuous casting equipments .with a view to achieving design of it is also an important step in improving continuous casting.
Keywords tundish car; Hydraulic lift equipment; lift beam; lift skidway
1 前言
在對(duì)方坯連鑄機(jī)的改造過(guò)程中，提出由于中間罐車無(wú)升降、微調(diào)功能，造成浸入式水口插入深度不足，不易對(duì)中和調(diào)整，結(jié)晶器內(nèi)易翻鋼卷渣，對(duì)保護(hù)澆鑄效果產(chǎn)生影響，無(wú)法保證鑄坯質(zhì)量，同時(shí)也縮短浸入式水口壽命。另外，中間罐不能升降，缺乏技改空間，無(wú)法實(shí)現(xiàn)涂料包＋定徑水口快速更換機(jī)構(gòu)＋擺槽＋浸入式水口＋保護(hù)渣的澆鑄工藝的實(shí)施。鑒于上述原因，針對(duì)中間罐車進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)、改造。
2 改造內(nèi)容
2.1 中間罐車升降裝置的設(shè)計(jì)改造
中間罐車升降裝置，可采用機(jī)械升降或液壓升降。液壓升降相對(duì)于機(jī)械升降具有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，故采用液壓升降方式。
具體措施：在中間罐車梁上安裝液壓缸，支撐于中間罐兩側(cè)包耳上（如圖1b所示），實(shí)現(xiàn)中間罐升降、微調(diào)。原中間罐是四處包耳支撐定位（如圖1a所示），改為液壓升降后，為兩側(cè)包耳支撐定位，因?yàn)闈茶T時(shí)液態(tài)鋼水重量較大（中間罐自重＋罐內(nèi)鋼水＋耐材總重約12噸），其穩(wěn)定性差，所以設(shè)計(jì)液壓缸的安裝位置，一定要保證液壓缸提升中心與中間罐滿罐時(shí)的重心重合，才能確保中間罐的升降平穩(wěn)。由于中間罐形狀不規(guī)則，其重心計(jì)算較為復(fù)雜，成為設(shè)計(jì)中一個(gè)難點(diǎn)，需要根據(jù)理論力學(xué)的計(jì)算原理對(duì)中間罐滿罐時(shí)的重心進(jìn)行計(jì)算。
（a）改造前
（b）改造后
圖1 改造前和改造后的中間罐車
根據(jù)圖2所示，對(duì)中間罐上口、下口、側(cè)視形狀的分析，可以將中間罐及鋼水體積近似計(jì)算為：
V=中間罐下口面積×鋼水高度＋SΔ×中間包下口周長(zhǎng)＋鋼水以上包壁體積
其中：SΔ＝95×（1000－200－30）÷2＝95×770＝36575mm2
假設(shè)距中間罐澆道中心線位置為X的線通過(guò)中間罐的重心（如圖3所示），則A部重量應(yīng)等于B部重量，即GA＝GB 因?yàn)槊芏圈袮＝ρB 所以VA＝VB
VA＝SΔ×LA＋2×[(1397﹣100﹣297﹣X)＋(367﹣X)]
×2068÷2×770＋200×LA
VB＝SΔ×LB＋2×[(X＋297)＋(X＋297＋100)]×2068÷2×770＋200×LB
LA＝[(367－X)＋2163]×2
LB＝(X＋297＋2070)×2
VA＝VB
求得：X＝160mm（圓整），即液壓缸的提升中心距中間罐澆道中心為160mm，這樣就確定了液壓缸的安裝位置（如圖1b所示）。
(a)中間罐上口形狀 （b）中間罐下口形狀
(c)中間罐側(cè)視形狀
圖2 中間罐分析圖
圖3 重心計(jì)算示意圖
2.2 液壓缸提升梁的設(shè)計(jì)
為了保證液壓缸受力均勻、升降平穩(wěn)，在設(shè)計(jì)中采取了增設(shè)提升梁的措施，即液壓缸頂起提升梁，提升梁托起中間罐（如圖4所示）。由于中間罐滿罐時(shí)總重約為12噸，重量較大，如何提高提升梁的承載能力、保證提升梁的強(qiáng)度，是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)研究將提升梁設(shè)計(jì)為箱型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)是強(qiáng)度高、重量輕，經(jīng)過(guò)理論校核，強(qiáng)度足夠。另外將液壓缸與提升梁的聯(lián)接形式設(shè)計(jì)為基軸制的間隙配合Φ200H7/h6，以保證液壓缸與提升梁的聯(lián)接合理，提高升降的平穩(wěn)性。
圖4 液壓缸提升梁
2.3 提升梁升降滑道的設(shè)計(jì)
在升降過(guò)程中液壓缸一旦發(fā)生意外，出現(xiàn)不同步，中間罐內(nèi)鋼水就會(huì)流向低處，造成鋼水包傾斜，甚至鋼水溢出，釀成安全事故。為了防止上述情況出現(xiàn)，設(shè)置提升梁滑道，使液壓缸提升梁順滑道做升降運(yùn)動(dòng)（如圖1b所示），我們?cè)谔嵘旱膬啥嗣婕皟蓚?cè)面設(shè)計(jì)、安裝了圓弧面銅滑塊（如圖4所示），裝配中銅滑塊與滑道間隙調(diào)整在1±0.5mm，提升梁在滑道中運(yùn)行時(shí)，靠銅滑塊與滑道接觸，減小摩擦阻力，即使液壓缸不同步，提升梁出現(xiàn)少量?jī)A斜，銅滑塊的圓弧面也會(huì)自行調(diào)節(jié)間隙，使提升梁不會(huì)卡死在滑道中，保證中間罐升降順行。
2.4 中間罐車架的改造
原中間罐車的澆鋼運(yùn)行軌道是在同一水平面上，改造后的中間罐小車下增設(shè)了擺槽、溢鋼槽，這樣就要求北側(cè)導(dǎo)軌抬高860mm，即南、北導(dǎo)軌的高度差為860mm，兩導(dǎo)軌的規(guī)矩也由原來(lái)的2135mm加寬問(wèn)3220mm，于是將中間罐車原來(lái)的水平結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)為階梯結(jié)構(gòu)，車身也相應(yīng)加寬、加長(zhǎng)（如圖1b）。
3 改造后的效果
上述改造為方坯連鑄機(jī)中間罐實(shí)現(xiàn)：定徑水口快速更換機(jī)構(gòu)＋擺槽＋浸入式水口＋保護(hù)渣的澆鑄工藝，提供了必要的條件。改造后的連鑄機(jī)中間罐車運(yùn)行平穩(wěn)，使用性能良好，實(shí)現(xiàn)了大包保護(hù)澆鑄及長(zhǎng)徑水口調(diào)整，也實(shí)現(xiàn)了中間罐水口快速更換，延長(zhǎng)了水口壽命，更換水口重接坯廢品減少90％以上，提高了鑄坯的合格率，其效果見(jiàn)表1。
表1 改造前后效果對(duì)比
年水口消耗數(shù)量/ 個(gè)
年換水口廢品/ t
改造前
14000
600
改造后
6700
50
4 結(jié)束語(yǔ)
本次改造，實(shí)現(xiàn)了中間罐可升降、微調(diào)的目的，配套適應(yīng)了中間罐無(wú)塞棒＋浸入式水口的澆鑄工藝，為快換技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，也可為同行業(yè)的設(shè)備改造提供依據(jù)。
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