60吨转炉倾动力矩的计算与分析

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60吨转炉倾动力矩的计算与分析6 0吨转炉倾动力矩的计算与分析
宋 磊 陈 辉 胡占伟 焦宏伟
( 日照钢铁有限公司 山东 日照 2 7 6 8 0 6)
[ 摘 要] 本文以日照钢铁 6 O T转炉倾动的安全性能为研究对象。通过对转炉的重心位置和空炉力矩，炉液力矩，摩擦力矩进行计算，得
出倾动总力矩的极值，以此校核倾动电机的力矩。得出了转炉倾动设备能力偏小但是通过采取必要的应对措施，设备可靠的结论。
[ 关键词] 倾动 力矩 质心 电机力矩 校核
中图分类号：T B 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 9 - 9 1 4 x( 2 0 1 0 ) 0 2 - 0 0 0 6 - 0 1
当前安全工作成为全国各行业 的重要工作内容之-，我公司第 -
炼钢厂有 4座 6 0t转炉 ，均由4 5t转炉扩容而成，是生产的关键
设备，也是安全管理的重点。在以前的生产过程中，曾经发生过倾动
电机带不动转炉的问题 ，根据相关要求，我们对 6 0 t转炉的安全性
能进行核算。
1，前言
当转炉倾动时，作用在耳轴上的静力矩称为倾动力矩 。它是转
炉的基本载荷参数。倾动力矩由三个部分所组成，即空炉力矩、液体
力矩和摩擦力矩。其中，空炉力矩由炉壳和炉衬的重量引起，空炉力
矩是倾转角的正弦函数；液体力矩是由铁水和熔渣引起的力矩，倾动
时因液体的形状随炉体倾动角度的不断变化，其质心位置变化复杂。
通常计算炉液质心方法有三种：公式法、切片法和积分法，本文采用
积分法；摩擦力矩是指倾动时耳轴上摩擦力引起的力矩，方向始终和
倾动方向相反，其值大轩本不变化。
根据 日照钢铁 6 0t转炉的相关图纸 ，参数如下：耳轴中心高
度到炉底距离L 3 5 9 5 m m，炉壳总重 7 3 t，炉衬总重 l 6 0 t ，炉体尺
寸见简图 l 。
2 转妒倾动力矩的计算
2 . 1空炉 力矩
由于炉壳结构复杂，为了简化计算，把炉体划分成三个简单的
M ± m 。 ， m m ) g 竿 ；式中：炉体m k 2 3 3 t ，炉液
m d 6 8 t ，托圈及附属件m t 7 0 t，倾动机构m x 7 2 t ，耳轴轴承摩擦系
数 u 0 . 03 ，耳轴直径d 0 . 8 m。
当放炉 时，取正 号；当抬炉 时，取负号 。
计 算得 M ：土 ( 2 3 3 6 8 7 0 7 2 1 × 9 . 8 × ： ： ： 土 5 2 K N.
2
2 . 4倾动的总力矩
M 总 M 空 M 液 ± M
计算得：倾动力矩在 60度的峰值为：M max 2 2 Si n60。
43 6 52 1 4 60 KN·m
现在利用计算机技术，可计算出转炉在任何角度 的倾动力矩
值，根据有关资料，转炉在垂直位置时力矩为零，倾动总力矩在倾动
时逐渐增加，达到6 O 。时达到最大然后再呈下降的趋势。
2 . 5转炉在倾动时的特殊情况
由于机械经常处于频繁起制动状态 ，经常出现最大扭振力矩，
扭振的存在，成为零部件疲劳损坏的主要因素，此载荷称为基本计算
载荷，过载动荷系数 k e为取值范围为L 0 5 ～1 . 1 ，作为校核电机容量
和零件强度的主要参数。M d k d X M ( 1 . 0 5～1 .1 )X 1 4 6 0
1 55 3～ l 6 06 KN·m
3 电机力矩校核