高爐開鐵口機鉆削系統(tǒng)及整機仿真研究與優(yōu)化.pdf

1、鋼鐵行業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是國家綜合國力和經(jīng)濟水平的重要體現(xiàn)。近年來,隨著鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展,對高爐煉鐵技術(shù)以及爐前設(shè)備提出了更高的要求。高爐爐前設(shè)備能否持續(xù)、高效、安全工作直接影響到煉鐵的生產(chǎn)效率與鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。然而,作為爐前重要機械設(shè)備之一的開鐵口機目前存在著鉆具系統(tǒng)壽命短、開口效率低、爐前生產(chǎn)成本高等問題,這些問題已經(jīng)成為制約鋼鐵行業(yè)發(fā)展的因素之一,需要有效地解決。本課題作為“濟鋼全液壓開鐵口機項目”的一個子課題,主要針對

2、濟鋼集團爐前開鐵口機目前存在的問題提出改進與優(yōu)化方案,提高開鐵口機的工作效率,降低爐前的生產(chǎn)成本。
　　 首先對開鐵口機鉆鑿系統(tǒng)中的連接形式進行改進,采用新型整體式的連接套連接形式代替原有的分體式連接套連接形式。借助運動學(xué)與動力學(xué)分析軟件ADAMS對改進前后的能量傳遞過程進行仿真分析,并且對爐前現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計,結(jié)果表明整體式的連接套減少了源動力在傳遞過程中的能量損失29.5％,提高了開鐵口機的工作效率。
　　 運用有

3、限元分析軟件ABAQUS對開鐵口機鉆具進行了溫度場模擬,分析結(jié)果表明開鐵口機鉆具在工作環(huán)境中的高溫對鉆具的影響較大。為了對鉆具有效地冷卻,研究開發(fā)了一種霧化水冷卻系統(tǒng)。生產(chǎn)現(xiàn)場使用情況表明,該系統(tǒng)可以在開鐵口機工作過程中對鉆削系統(tǒng)進行有效冷卻,提高了開鐵口機的工作效率,減少易損件的使用量,降低生產(chǎn)成本。同時,減少了粉塵排放量,改善了爐前的工作環(huán)境,具有推廣應(yīng)用價值。
　　 對開鐵口機工作過程中的鉆頭受力進行了理論分析,并借助于運

4、動學(xué)與動力學(xué)分析軟件ADAMS對鉆頭的受力進行了仿真分析;在有限元分析軟件ABAQUS中建立了鉆頭的有限元模型,將動力學(xué)分析結(jié)果和溫度場作為載荷施加到模型上進行了有限元仿真分析,得到了鉆頭在工作過程中的應(yīng)力與變形情況。分析結(jié)果表明鉆頭失效主要是因為鉆刃脫落,并據(jù)此設(shè)計了一種新型鉆頭。
　　 對全液壓開鐵口機進行了機械零部件的測繪,建立了開鐵口機的整機模型。運用ADAMS軟件對開鐵口機的工作過程進行了運動學(xué)與動力學(xué)仿真研究,測出各