AOD炉倾动力矩精确计算及耳轴中心安全高度位置确定.doc

AOD炉倾动力矩精确计算及耳轴中心安全高度位置确定第7卷第2期 2007年6月 上海应用技术学院 JOURNALOFS~,NGHAIINSTⅡUIEOFHNDIoGY V01.7No.2 Jun.2007 文章编号:1671—7333(20o7)02—0087—04 AOD炉倾动力矩精确计算及耳轴 中心安全高度位置确定 刘莹,钟晓勤,瞿志豪 (上海应用技术学院机械与自动化工程学院,上海200235) 摘要:运用solidworks软件建立AOD炉及钢液的三维实体模型,以获取其重心坐标,并对新 炉,旧炉倾动力矩进行了精确的计算,依据倾动力矩变化曲线提出了防止炉体自动倾翻的耳轴 中心安全高度的合理位置. 关键词:实体建模;倾动力矩;耳轴中心高度 中图分类号:TH341.5文献标识码:A RefinedCalculationonTiltingMomentforAODConverterand PresentationoftheSafetyPositionoftheTrunnion L,UYing,ZHONGXiao-qin,QUZhi—hao (SchoolofMechanicalandAutomationEngineering,ShanghaiInstituteofTechnology,hai200235,China) Abstract:Byusingsolidworkssoftware,ThemodelsofAODconvertershellandmoltensteelforobtaining thearealcoordinatesarecreatedtomakerefinedcalculationaboutthetiltingmomentsoftheneworoldcon— verters.Basedonthetiltingmomentgraph,thereasonablesafetypositionofthetrunnioncenterheightis presentedtoavoidtheautomaticdumpingoftheconverter. Keywords:modeling;tiltingmoment;centerheightoftrunnion D炉是生产不锈钢最常用的精炼炉.在 实际生产过程中,随着炉龄的增加,由于冶炼过程 中钢水的不断侵蚀使炉衬耐火砖层减薄,以及炉 口钢渣的堆积,会造成炉体重心位置上移,从而导 致检测钢水时有可能引发倾翻事故,为此,需对 AOD炉的安全性加以评估并及时进行设备改造 以确保安全生产. 进行安全性评估和设备改造的关键,是确定 收稿tt期:2007—03—14 基金项目:上海市教育委员会科研基金资助项目(O6OZ031) 作者简介:刘莹(1972一),女,讲师,硕士. 电机倾动力矩的大小和正确选择耳轴的高度位 置.目前在做AOD炉设计时,为了安全起见,均 按全正力矩设计,即在炉役各期的所有倾角位置, 倾动力矩均为正值.因此需要计算出新,旧炉在 工作范围内各个转动角度上倾动力矩的大小,然 后找出最大力矩,核算它的值不大于工作电机额 定力矩的二分之一;同时找出最小倾动力矩,其值 必须大于零,以此求得使炉体稳定的重心下移距 上海应用技术学院第7卷 离,即耳轴中心高度调整值. 1炉体在各个角度下的电机倾动力 矩计算 AOD炉的最大倾动力矩与炉型及耳轴位置 有关.AOD炉倾动过程中,钢水在不断的改变位 置,倾动力矩随倾动角度而不断变化,对于炉役后 期的炉型,由于炉衬受到钢水的侵蚀剥落,使炉型 发生改变,重心位置也发生相应的改变. 转炉倾动时倾动设备给予的倾动力矩可分配 成两部分,一部分是对炉体的倾动,另一部分是对 炉液的倾动.具体计算时实行分步分析,然后再 集中叠加的方法.其步骤为: (1)计算新炉炉体(包括炉壳,永久隔热层, 耐火砖层,炉底填充料等组成部分)的重心,并以 此求出各个角度下的倾动力矩. (2)考虑炉衬减薄率及炉口结渣率及有,无 配重等情况,计算出特定炉龄的旧炉炉体重心,并 以此求出各个角度下的倾动力矩. (3)求取冶炼m吨钢水时不同转角位置下 钢液的重心,并计算各个转角炉位下的倾动力矩. (4)分别计算当量配重情况下新,旧炉空炉 及含钢水时的倾动力矩. (5)依据叠加计算结果,并令倾动力矩最小 值大于零,由此得出耳轴中心需要调整的高度值. 2实体建模获取AOD炉各部分重心 AOD炉结构如图1.可将炉体组成分成炉 壳,永久隔热层,耐火砖层,炉底填充料等几部分. ●Y 图1AOD炉结构 由于炉体是固态的,其重心位置固定,重心的 求取可严格按照图纸通过solidworks建模工具 对各组成部分进行三维实体建模,分别赋予相应 的材料密度,通过查询实体特性的办法,便可直接 获得各组成部