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转炉氧枪横移台车钢丝绳索具由普通套环改为楔
发布时间：2020-03-04 14:29 文章来源：未知 文章作者：admin 点击数：
1背景 3#转炉氧枪升降小车于2016年8月3日上午9：01分发生坠枪，经分析是由于钢丝绳在较大拉力作用下迫使绳卡紧固螺栓松动，致使钢丝绳从绳卡处滑出通过索具最终使得氧枪小车发生坠
1背景
3#转炉氧枪升降小车于2016年8月3日上午9：01分发生坠枪，经分析是由于钢丝绳在较大拉力作用下迫使绳卡紧固螺栓松动，致使钢丝绳从绳卡处滑出通过索具最终使得氧枪小车发生坠落。通过对现场相关设备进行检查发现，氧枪枪身结渣处最大直径达到了420mm，已接近氧枪氮封口处的直径426mm，氧枪刮渣器支座已发生了倾斜，电脑监控画面显示此时间段的钢丝绳张力最大达到了9.5吨（张力报警值4.5吨），从各种迹象表明，钢丝绳卡所受的外力是由氧枪枪身粘渣严重，在氧枪提枪到氮封口处卡阻产生的。
2改型前情况
3#转炉氧枪横移台车测力传感器装配上的钢丝绳用索具结构形式为普通套环结构，主要功能为拉紧与承载。经过查阅资料，绳卡安装标准：对于钢丝绳直径为21-
26mm，应设5个绳卡扣，且每个绳卡间距是钢丝绳直径的6-8倍；最后一个绳卡（第五个绳卡）与第四个绳卡距离应大于500mm，在两者间加设一个“安全弯”，便于检查氧枪小车工作过程中钢丝绳绳卡的松紧。现3#炉氧枪钢丝绳直径为①24mm，在现场安装绳卡的有效距离仅为lm左右，所以，在此有效距离处安装5个绳卡将不能保证每个绳卡的间距与加设“安全弯”，仅安装4个绳卡，且无“安全弯”，这显然不符合钢丝绳卡的安装标准：再者，当作用在钢丝绳上的“事故”拉力增加到一定值时，钢丝绳易从绳卡处滑出，而此时的钢丝绳索具仅起拉紧、承载的功能，而无任何自锁功能，对钢丝绳从绳卡中滑出无“第二层”保护作用，存在极大的安全隐患，所以对钢丝绳用索具普通套环结构进行改型是必须的。
3方案认证
现选用钢丝绳用索具楔形接头结构替换普通套环结构，并对其改型可行性进行分析，具体结构见图1：楔形接头结构示意图。此楔形接头由楔套与楔组成，钢丝绳装入楔形接头具有“自锁”的功能，即钢丝绳越拉越紧，不易从楔形接头内滑出，为安全起见，另在钢丝绳的末端加设二个绳卡，起到双重锁紧功能。
（D国标GB/T5973-2006中的钢丝绳直径④24选用的GB/T5973-24楔形接头的许用载荷为190KN，而3#转炉氧枪测力传感器（单边）的最大承载载荷为10吨（约100KN<190K），所以从承受载荷方面分析，GB/T 5973-24
（钢丝绳直径①24）楔形接头适合替换套环。
（②国标GB/T5973-2006中的钢丝绳直径④24选用的GB/T 5973-24楔形接头长度方向的外形尺寸为H=
260mm，若考虑加设二个绳卡（绳卡间距离：7xd（①24mm）=
168mm），则楔形接头至钢丝绳末端的距离为260+168=
428mm，小于现场安装绳卡的有效距离（lm），所以从模形接头安装于3#炉现场空间位置分析，GB/T5973-24（钢丝绳直径①24）楔形接头适合替换套环。
（3国标GB/T5973-2006中的钢丝绳直径①24选用的GB/T 5973-24楔形接头①D=50mm，而3#炉中与套环相连的下连接杆孔径为①58mm，而螺栓选用M56的高强度螺栓，并且，下连接杆的结构形式也不相同，所以从安装尺寸分析，GB/T5973-24（钢丝绳直径①20楔形接头不适合替换套环，若需替换，则需将3#炉的下连接杆与高强度螺栓（M56x170）进行重新设计与选型，以适应模形接头24#的安装。
3选型改造
连接普通螺栓M56x170改型：由于3#炉改造钢丝绳所用楔形接头的①D=50mm，所以，选择铰制孔螺栓M48x170（GB/T28-88），其与楔形接头安装部位的尺寸均为①50mm，而楔形接头安装位置孔径的公差为H10，铰制孔螺栓的安装位置轴径公差为h9，公差配合也满足要求。但螺栓的尺寸由M56降为M48，需对M48螺栓的强度进行校核。
（D从承受载荷力度上分析，普通螺栓能承受横向和轴向载荷，但横向的载荷在承受方法上主要是靠预紧力矩带来的摩擦力，而铰制孔螺栓可精确定位，构件不能滑动，同样能承受横向载荷和轴向载荷，横向载荷在承受方法上是靠螺栓本身的抗剪强度，它的横向承载能力远高于普通螺栓，轴向承载能力和普通螺栓相同，所以单从承受载荷力度上考虑选择M48铰制孔螺栓应该满足3#炉改造所需。
（2）对选用的铰制孔螺栓M48进行强度校核：将铰制孔螺栓与楔形接头连接处的结构近似成销轴连接（见图2），按简支梁进行计算。
已知，螺栓与楔形接头连接处的销轴材料为45号中碳钢，其屈服应力=355MPa，销轴p50的抗弯系数W=
3.14×501-3066×10ms
6464根据《起重机设计规范》（GB/T3811-2008）表25，可以得到销轴轴体的弯曲容许应力为：f=355/1.48=240MPa，式中1.48为强度安全系数，抗剪容许应力为G=0.6×240=144MPa，承压容许应力为=1.4×240=336MPa。
计算作用力：平行于长度方向的作用力Fx=0，垂直于销轴的作用力F=l00KN。
最大弯矩：M=EL_100×0.06=1.5KN.m
44弯曲应力：g==-d2×10'G=4.89N/mm'<f=240MPa剪应力：7=号X=4g9%L=33.9Nmm'<4=
144MPa折算应力：Vo +3ra2=V4.89+3×33.97=59.04/
mm2<f=240MPa承压承载力计算：N2=dEtf.=50x50×336×103=840KN>
100KN所以，经以上计算，材质采用45号钢的铰制孔螺栓M48能满足3#炉改造所需设计要求。
4结束语
通过对钢丝绳索具改型后至今，虽然在转炉治炼过程中出现过氧枪枪身粘碗引起的张力高报警，但是对现场使用的整套钢丝绳索具结构进行检查，均未发现钢丝绳从绳卡与索具中滑出的现象，完全解决了由于钢丝绳因事故状态滑出而引起氧枪小车发生坠落的问题。