料箱起重机主副钩起重量分析

2021-01-22胡敦忠

山西冶金 2020年6期

胡敦忠

（太重技术中心，山西太原030024）

YZL70+70 t-20 m料箱起重机安装在某钢厂氧气转炉炼钢厂房加料跨中，主要用于吊运废钢料箱，将废钢兑入转炉、起吊空废钢料箱至料箱运输车（平台）上等作业。料箱起重机规格通常采用A+A模式（A为单小车起重量）。本厂房料箱起重机初选规格为YZL70+70 t-20 m。

1 转炉加废钢工艺及起重机设备配置

转炉炼钢兑铁水时，其中的C、Si、Mn等元素氧化反应放出巨大热量，可以熔化多达30%废钢。废钢作为调整钢水最终吹炼温度的冷却剂，可以降低铁水兑入量、减少造渣材料和氧气的消耗，而且比采用铁矿石冷却的效果稳定，喷溅少。

转炉兑铁水、加废钢和炉前冶炼操作都在加料跨进行，转炉车间的铁水和废钢一般布置在加料跨的两端，一端兑铁水，另一端加废钢，中部为转炉炉前操作区。

该转炉跨共设置2台转炉，转炉的最大容量为210 t。加料跨厂房上下两层共配置4台起重机，上层设置2台铸造起重机用于兑铁水，1台料箱起重机用于将废钢加入转炉；下层设置1台电磁盘起重机用于吊运废钢进入料箱，如图1所示。

图1 转炉炼钢加料跨设备布置

氧气转炉冶炼时间约35 min/炉。为了减少加料时间，每炼一转炉加一次废钢。

转炉加废钢工艺流程如图2所示。

图2 转炉加废钢工艺

2 料箱起重机主副钩起重量配置分析

料箱起重机共设置主、副2套起升机构。依照转炉加废钢工艺，料箱起重机加废钢过程中，一套起升机构进行料箱起升、倾翻时，另一套起升机构应停止动作。与此同时，摇动转炉与起重机小车运行应相互配合使废钢顺利进入转炉。起重机加废钢入转炉过程某一位置示意图如下图图3所示。

2.1 料箱主要参数

料箱是用来盛放废钢的容器，其外形：10.375 m×2.0 m×2.4 m，理论容积40 m3。料箱吊点水平距离7.1 m，料箱自身质量G0=30 t，料箱内壁应光滑，装满系数一般取0.8～0.9。料箱外形如图4所示。

图3 起重机加废钢入转炉位置示意图

图4 废钢料箱（mm）

2.2 起重机的额定工作载荷

JB/T 7688.2《冶金起重机技术条件第2部分：料箱起重机》3.3.1条规定：起重机的额定工作载荷为料箱与被起升物品的总和，也即主副钩起重量之和。

与转炉最大容量相应的废钢最大加入量：

本料箱起重机的额定工作载荷为：

2.3 主副钩起重量

料箱与废钢的质量由料箱起重机的主、副钩共同承担，其重心位于主、副钩之间，其钩间距为L。根据杠杆原理：

式中：G2为主钩起质量；G3为副钩起重量；L2为料箱水平位置时主钩中心至料箱重心水平距离；L3为料箱水平位置时副钩中心至料箱重心水平距离；α为料箱旋转角度。

同时，G=G2+G3=93 t

废钢在通过起重机兑入转炉的过程中，料箱旋转角度从水平位置变化到最大，废钢全部兑入转炉，然后再逐步返回水平位置。期间主副钩钩间距不断发生变化，主副钩起重量也随之发生变化。下面以几种典型料箱翻转角度进行分析，详见表1。

表1 几种典型料箱翻转角度

从表1中可知，当废钢料相对于料箱静止时，主、副钩起质量在料箱翻转过程中保持不变。废钢正常流动进入转炉的过程中，主、副钩起重量不断减小，直至最后只承担空料箱的部分自重。料箱翻转角度-5°时，料箱前端略微抬高，以确保废钢在吊运时不至于滑出料箱。翻转角度60°时，废钢应该与料箱间产生完全滑动进入转炉，此时钩间距最小。假如废钢完全卡在转炉口时，副钩起重量可能为0，主钩起重量此时可能为废钢与料箱的的总和（这种工况起重机除副小车外，其他机构均保持静止，因此需校核主钩承载结构的安全性）。主、副钩起重量与料箱翻转角度、钩间距具体关系如图5所示。