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轉(zhuǎn)爐氧槍橫移臺車鋼絲繩索具由普通套環(huán)改為楔

發(fā)布時間:2020-03-04 14:29 文章來源:未知 文章作者:admin 點擊數(shù):

1背景 3#轉(zhuǎn)爐氧槍升降小車于2016年8月3日上午9:01分發(fā)生墜槍,經(jīng)分析是由于鋼絲繩在較大拉力作用下迫使繩卡緊固螺栓松動,致使鋼絲繩從繩卡處滑出通過索具最終使得氧槍小車發(fā)生墜


1背景
3#轉(zhuǎn)爐氧槍升降小車于2016年8月3日上午9:01分發(fā)生墜槍,經(jīng)分析是由于鋼絲繩在較大拉力作用下迫使繩卡緊固螺栓松動,致使鋼絲繩從繩卡處滑出通過索具最終使得氧槍小車發(fā)生墜落。通過對現(xiàn)場相關設備進行檢查發(fā)現(xiàn),氧槍槍身結(jié)渣處最大直徑達到了420mm,已接近氧槍氮封口處的直徑426mm,氧槍刮渣器支座已發(fā)生了傾斜,電腦監(jiān)控畫面顯示此時間段的鋼絲繩張力最大達到了9.5噸(張力報警值4.5噸),從各種跡象表明,鋼絲繩卡所受的外力是由氧槍槍身粘渣嚴重,在氧槍提槍到氮封口處卡阻產(chǎn)生的。

2改型前情況
3#轉(zhuǎn)爐氧槍橫移臺車測力傳感器裝配上的鋼絲繩用索具結(jié)構形式為普通套環(huán)結(jié)構,主要功能為拉緊與承載。經(jīng)過查閱資料,繩卡安裝標準:對于鋼絲繩直徑為21-
26mm,應設5個繩卡扣,且每個繩卡間距是鋼絲繩直徑的6-8倍;最后一個繩卡(第五個繩卡)與第四個繩卡距離應大于500mm,在兩者間加設一個“安全彎”,便于檢查氧槍小車工作過程中鋼絲繩繩卡的松緊?,F(xiàn)3#爐氧槍鋼絲繩直徑為①24mm,在現(xiàn)場安裝繩卡的有效距離僅為lm左右,所以,在此有效距離處安裝5個繩卡將不能保證每個繩卡的間距與加設“安全彎”,僅安裝4個繩卡,且無“安全彎”,這顯然不符合鋼絲繩卡的安裝標準:再者,當作用在鋼絲繩上的“事故”拉力增加到一定值時,鋼絲繩易從繩卡處滑出,而此時的鋼絲繩索具僅起拉緊、承載的功能,而無任何自鎖功能,對鋼絲繩從繩卡中滑出無“第二層”保護作用,存在極大的安全隱患,所以對鋼絲繩用索具普通套環(huán)結(jié)構進行改型是必須的。

3方案認證
現(xiàn)選用鋼絲繩用索具楔形接頭結(jié)構替換普通套環(huán)結(jié)構,并對其改型可行性進行分析,具體結(jié)構見圖1:楔形接頭結(jié)構示意圖。此楔形接頭由楔套與楔組成,鋼絲繩裝入楔形接頭具有“自鎖”的功能,即鋼絲繩越拉越緊,不易從楔形接頭內(nèi)滑出,為安全起見,另在鋼絲繩的末端加設二個繩卡,起到雙重鎖緊功能。
(D國標GB/T5973-2006中的鋼絲繩直徑④24選用的GB/T5973-24楔形接頭的許用載荷為190KN,而3#轉(zhuǎn)爐氧槍測力傳感器(單邊)的最大承載載荷為10噸(約100KN<190K),所以從承受載荷方面分析,GB/T 5973-24
(鋼絲繩直徑①24)楔形接頭適合替換套環(huán)。
(②國標GB/T5973-2006中的鋼絲繩直徑④24選用的GB/T 5973-24楔形接頭長度方向的外形尺寸為H=
260mm,若考慮加設二個繩卡(繩卡間距離:7xd(①24mm)=
168mm),則楔形接頭至鋼絲繩末端的距離為260+168=
428mm,小于現(xiàn)場安裝繩卡的有效距離(lm),所以從模形接頭安裝于3#爐現(xiàn)場空間位置分析,GB/T5973-24(鋼絲繩直徑①24)楔形接頭適合替換套環(huán)。
(3國標GB/T5973-2006中的鋼絲繩直徑①24選用的GB/T 5973-24楔形接頭①D=50mm,而3#爐中與套環(huán)相連的下連接桿孔徑為①58mm,而螺栓選用M56的高強度螺栓,并且,下連接桿的結(jié)構形式也不相同,所以從安裝尺寸分析,GB/T5973-24(鋼絲繩直徑①20楔形接頭不適合替換套環(huán),若需替換,則需將3#爐的下連接桿與高強度螺栓(M56x170)進行重新設計與選型,以適應模形接頭24#的安裝。
3選型改造
連接普通螺栓M56x170改型:由于3#爐改造鋼絲繩所用楔形接頭的①D=50mm,所以,選擇鉸制孔螺栓M48x170(GB/T28-88),其與楔形接頭安裝部位的尺寸均為①50mm,而楔形接頭安裝位置孔徑的公差為H10,鉸制孔螺栓的安裝位置軸徑公差為h9,公差配合也滿足要求。但螺栓的尺寸由M56降為M48,需對M48螺栓的強度進行校核。
(D從承受載荷力度上分析,普通螺栓能承受橫向和軸向載荷,但橫向的載荷在承受方法上主要是靠預緊力矩帶來的摩擦力,而鉸制孔螺栓可精確定位,構件不能滑動,同樣能承受橫向載荷和軸向載荷,橫向載荷在承受方法上是靠螺栓本身的抗剪強度,它的橫向承載能力遠高于普通螺栓,軸向承載能力和普通螺栓相同,所以單從承受載荷力度上考慮選擇M48鉸制孔螺栓應該滿足3#爐改造所需。
(2)對選用的鉸制孔螺栓M48進行強度校核:將鉸制孔螺栓與楔形接頭連接處的結(jié)構近似成銷軸連接(見圖2),按簡支梁進行計算。
已知,螺栓與楔形接頭連接處的銷軸材料為45號中碳鋼,其屈服應力=355MPa,銷軸p50的抗彎系數(shù)W=
3.14×501-3066×10ms
6464根據(jù)《起重機設計規(guī)范》(GB/T3811-2008)表25,可以得到銷軸軸體的彎曲容許應力為:f=355/1.48=240MPa,式中1.48為強度安全系數(shù),抗剪容許應力為G=0.6×240=144MPa,承壓容許應力為=1.4×240=336MPa。
計算作用力:平行于長度方向的作用力Fx=0,垂直于銷軸的作用力F=l00KN。
最大彎矩:M=EL_100×0.06=1.5KN.m
44彎曲應力:g==-d2×10'G=4.89N/mm'<f=240MPa剪應力:7=號X=4g9%L=33.9Nmm'<4=
144MPa折算應力:Vo +3ra2=V4.89+3×33.97=59.04/
mm2<f=240MPa承壓承載力計算:N2=dEtf.=50x50×336×103=840KN>
100KN所以,經(jīng)以上計算,材質(zhì)采用45號鋼的鉸制孔螺栓M48能滿足3#爐改造所需設計要求。

4結(jié)束語
通過對鋼絲繩索具改型后至今,雖然在轉(zhuǎn)爐治煉過程中出現(xiàn)過氧槍槍身粘碗引起的張力高報警,但是對現(xiàn)場使用的整套鋼絲繩索具結(jié)構進行檢查,均未發(fā)現(xiàn)鋼絲繩從繩卡與索具中滑出的現(xiàn)象,完全解決了由于鋼絲繩因事故狀態(tài)滑出而引起氧槍小車發(fā)生墜落的問題。