转炉倾动装置设备研究

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摘 要：本文主要针对炼钢转炉倾动装置中二次减速机和切向键的安装要点，提出二次减速机“滑移法”安装，并对切向键的加工、安装进行了阐述。

关键词：转炉；倾动装置；二次减速机；切向键；滑移法

概述

转炉是炼钢系统中最关键的设备之一，其功能是将铁水冶炼成化学成分符合要求的钢水，转炉是通过两端轴承座来支撑主动端和被动端耳轴的。倾动装置经悬挂安装于主动端耳轴的末端。转炉工作时需要不停的摇炉、翻转，其启动、运转及制动过程所需的动力均由倾动装置提供。因满载钢水的转炉在转动过程中细微的传动误差都可能酿成严重事故，所以倾动装置的传动精度要求极高。倾动装置传动精度的高低与加工精度有直接关系，但其安装精度也是影响传动精度的重要因素。由于倾动装置结构复杂，体积、重量庞大，现场安装较困难。根据多年的工作经验，并结合转炉倾动装置的结构特点，笔者对安装中出现的要点及难点，提出了相应的解决措施。

2结构形式

炼钢转炉倾动装置的结构形式为全悬挂四点啮合扭力杆式，由四台一次减速机及四台驱动电机、一台二次减速机、一套扭力杆装置组成。工作时，由四台电机分别驱动四台一次减速机，四台一次减速机输出齿轮轴同时与二次减速机大齿轮啮合，大齿轮通过切向键将力矩传递到转炉驱动端耳轴，从而带动转炉运转。转炉在启动和制动过程中所产生的惯性力矩，经二次减速机回传到扭力杆装置，通过扭力杆的弹性变形将力矩抵消。

3安装要点

倾动装置的安装要点主要是二次减速机和切向键的安装。由于二次减速机体积最大，重量最重，对普通钢厂而言，安装有很大困难，必须采用恰当的安装方法才能顺利安装；切向键的接触精度要求很高，安装时需要操作者对切向键的工作面进行研磨，而且要有正确的研磨方法才能保证研磨精度。其余安装过程虽然繁琐，但只要按照要求操作，其安装精度是可以得到保证的。

3. 1 二次减速机的安装

二次减速机的安装是倾动装置安装过程的第一步，整个过程就是将二次减速机装入到驱动端耳轴内。耳轴轴径与二次减速机大齿轮内孔的配合为间隙配合，一般可以通过加工精度来确保其间隙量。安装前，要仔细检查耳轴轴径与大齿轮内孔有无磕碰划伤，同时必须对高点、磕碰处进行打磨，保证平整、光滑；仔细测量配合尺寸，确定是否能满足装配间隙的要求。待上述工作完成后，在大齿轮内孔和耳轴轴径上涂满甘油，准备装入。

由于转炉设备设置在加料跨和炼钢跨之间，受其位置限制，两跨起重机一般都很难对二次减速机实行吊装。传统的安装方法是采用大型吊车吊装，这种安装方法简单、快捷，直接将二次减速机吊装即可。但此方法对吊装高度、吊装半径有诸多限制，一般用于土建工作尚未完成的新建钢厂，对于已有规模的钢厂很难实施。所以尽管“吊车吊装法”安装简单、快捷，但实际实施较困难。对普通钢厂，笔者推荐采用二次减速机“滑移法”安装。

这种安装方法所需工具较为简单，钢厂均可提供，只需两条普通导轨，两个千斤顶，四条手动葫芦。安装前先在转炉主动端耳轴侧铺设导轨，导轨跨距对应二次减速机箱体底板间距，导轨高度在铺设时进行粗调，保证高度L 尺寸，导轨水平度用水平仪检测。导轨铺设好后，在导轨上涂满甘油，将二次减速机放置其上，并将二次减速机大齿轮内孔与耳轴对正。在减速机上下左右分别挂置一条手动葫芦，与耳轴轴承座相连。安装时，将四条手动葫芦同时收紧，逐渐将二次减速机拉近，若有卡阻，轻轻敲击二次减速机箱体底部。减速机靠近耳轴之后，通过布置在导轨底部的千斤顶对导轨进行微调，使减速机大齿轮轴孔与耳轴对正。继续收紧葫芦，直至装入。另外，受加工误差和切削应力变形影响，大齿轮内孔与耳轴轴径间隙量可能偏小，造成安装困难。为便于安装，可在安装前，用蒸气法对二次减速机大齿轮内孔进行加热：用木板等工具将二次减速机箱体完全封闭，将蒸汽管道输入到箱体内进行加热，一定时间后对大齿轮内孔进行测量，直到间隙量满足需要为止。

3. 2切向键的安装

切向键的组装及布置见图 2、图 3。倾动装置与转炉之间的扭矩传递是通过切向键来完成的，切向键由上下两个半键（分左、右半键）组成，它们分别布置在大齿轮轴孔的两侧，因状似猫耳，又称猫耳键。由于切向键承载着转炉倾动全部扭矩的传递，所以其安装过程极为关键。

切向键的接触精度是通过制造厂的加工精度和现场安装的装配精度两个环节来保证的，两个环节都对切向键最终的配合精度有很大的影响。切向键的加工精度可以通过机床保证，加工时需注意以下几点：

（1）切向键分上下两个半键配对使用，其配合面为斜面，一般斜度为 1∶100，要求加工过程对该配合面进行研磨处理，保证其有效接触面积达 80%以上；

（2）虽然切向键宽度方向两端面为非精加工面（宽度方向为非受力方向），但要求必须上下键把合配对加工，以保证安装时其宽度方向的平面度；

（3）切向键组合后其高度尺寸（出厂时）必须留量，该留量为现场安装时与键槽之间的配研量；相对于加工，切向键的安装存在更大困难。对于普通钢厂，安装转炉的经验较为匮乏，尤其是切向键的安装，更是不得要领。普通钢厂安装切向键往往只是依赖于加工精度，安装时只装不配，不能有效保证切向键与接触面的接触精度。所以，普通钢厂要么请有经验的安装公司代为安装，要么请制造厂派人指导安装。

切向键安装过程如下：

（1）安装前，首先检测键槽实际尺寸和切向键配对后的外形尺寸，然后，确定切向键高度方向的留量。按照 1∶100 的斜度进行计算，对切向键进行加工，确保其高度方向有足够的过盈量。

（2）安装时，可在二次减速机箱体顶部焊一横梁伸出，在横梁上挂手动葫芦对切向键进行吊装，也可用汽车吊进行吊装。先将下键打入，并在上下键配对面刷油，在上键与大齿轮键槽接触面涂红丹，再将上键打入。待打到尽头时测量其露出部分的长度，记录该数据，然后将上键拉出，检查上键与大齿轮键槽的接触面积。用软砂轮对接触高点进行打磨，重新打入、检测。如此反复进行，直至切向键上端面与大齿轮键槽接触面积达 80%以上。

（3）切向键接触面积达到要求之后，标记其露出部分长度，将切向键露出部分切割，保证切口平整。最后，安装切向键。

4结束语

转炉倾动装置是炼钢系统中最关键的设备之一，其安装精度直接影响转炉的运转情况。倾动装置的安装有多种方法，笔者通过多年的现场实际安装经验，不断地进行总结、改进，提出二次减速机“滑移法”安装，该方法简单有效、经济实惠，已在多家钢厂成功安装，并被越来越多的钢厂所采用。

参考文献

[1] 饶记珠“.滑移法”在转炉安装中的应用，2007

[2] 仵宗贤，黄景冬.采用顶升平移法实现 120t 转炉整体安装，2006