轉(zhuǎn)爐自調(diào)螺栓連接裝置力學(xué)行為研究.pdf

1、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐是煉鋼中的主要設(shè)備，其中轉(zhuǎn)爐支承系統(tǒng)承擔(dān)了爐體及其附件的全部重量，同時(shí)還擔(dān)負(fù)著從傾動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞給爐體使其傾動(dòng)的力矩，是轉(zhuǎn)爐機(jī)械的重要組成部分。而爐體支承系統(tǒng)中，將爐體與托圈的連接裝置又是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其工作的可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 本文研究以某鋼鐵公司煉鋼廠90噸轉(zhuǎn)爐自調(diào)螺栓型轉(zhuǎn)爐聯(lián)接裝置為研究對(duì)象，分析其結(jié)構(gòu)型式及運(yùn)動(dòng)原理，確定現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)爐載荷的變化規(guī)律，并結(jié)合CAE技術(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，在理論分析和計(jì)

2、算的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)比分析自調(diào)螺栓破壞件的斷裂情況，從而為轉(zhuǎn)爐連接裝置的設(shè)計(jì)提供出一種切實(shí)可行的方法。論文主要工作及成果如下： 1）對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及力學(xué)分析，明確在轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過(guò)程中螺栓可能發(fā)生的運(yùn)動(dòng)情況與位移形式。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)確定各種工況下的主要載荷包括爐體和鋼水的靜負(fù)荷、傾動(dòng)力矩、頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)、碰撞及沖擊負(fù)荷、環(huán)境熱應(yīng)力載荷等及其變化規(guī)律，最終計(jì)算出三組自調(diào)螺栓的載荷分配及大小，由分析可知當(dāng)轉(zhuǎn)爐處于60°傾斜位置時(shí)處于出鋼口對(duì)

3、側(cè)的自調(diào)螺栓受力最危險(xiǎn)，其最大力矩為1394.0627KN·m。 2）進(jìn)一步基于有限元進(jìn)行接觸分析，對(duì)各個(gè)典型工況進(jìn)行仿真分析，并結(jié)合最新的強(qiáng)度理論進(jìn)行校核及應(yīng)力狀態(tài)評(píng)估，分析可知自調(diào)螺栓在一個(gè)煉鋼全工況中應(yīng)力大小在97.4Mpa～926.99Mpa范圍內(nèi)變化，并且最大應(yīng)力處在螺栓本體的中部。實(shí)際生產(chǎn)中此位置時(shí)間很短，基本滿足強(qiáng)度條件及生產(chǎn)實(shí)際情況，但由于其應(yīng)力安全系數(shù)較低，可以進(jìn)行一些優(yōu)化措施增加強(qiáng)度儲(chǔ)備。 3）對(duì)自調(diào)