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摘要：在设计过程中，设备结构的改进是一个随着现代科技高速发展必经的环节，即与时俱进，特别是托圈、耳轴套、倾动装置大齿轮减速箱等设备的创新改进。在长达一年的现场实践中我们发现：经改进后的器械在开关时运行平稳，噪音更小。本文在此以50吨转炉设备的工程设计为例，对转炉炼钢设备主要结构的改进进行相关论述。
关键词：转炉设备；托圈；耳轴套；减速箱
在50吨转炉设备的改进中，设计小组的人员通过维度画图等软件将设备的改进与现实作业情况巧妙的结合在一起，从而对装置构造合理改进。在改良设备投产一年多后，我们通过分析日常监测记录下来的各项数据，用数字证明了改进后的设备运行状态优良，生产效率得到显著提高。
一．托圈结构改进
托圈作为轴承及传动部件，是转炉的重要组成部分。然而在转炉的实际生产过程中，因热负荷过高而发生托圈失效的现象屡屡可见，因此，对托圈降温，使其能正常工作，是一项必须攻克的阻碍。现有的冷却方法中以水冷方式使用居多，但由于无法控制冷却效果一致，从而导致托圈使用年限受影响。
此次设计的托圈是在原有的水冷冷却方式上加以改进，通过优化托圈冷却水流动轨道，及时排出冷却过程中形成的气（汽）体，使得冷却效果明显提高。托圈是一种箱体结构，主要由内圈、外圈、上盖板、下盖板、中间隔板以及多个立隔板等焊接而成。[1]中间隔板位于箱体中间，有多个通水孔道，将箱体分为上下体积相等的两部分。立隔板位于中间隔板两边,将箱体分成多个空腔,中间隔板上有通水圆孔，每个通水圆孔都包含在被箱体分出的一个空腔内。立隔板上间隔开有的通水孔使得它与中间隔板形成了多孔交替结构,冷却水流以波浪形式在托圈内上下起伏流动，因此延长了水流路径，增长了流动时间,使得冷却效果有了明显提高，从而延长了托圈使用期限。[2]此外，上盖板上方还安装有排气系统，充分释放冷却过程中产生的气（汽）体，辅助散热，增强冷却效果。
投入生产实践后，相关工作人员进行了长达一年多的跟踪观察，结果表明：改进后的托圈运行状态更优良。综合分析红外测温仪实测数据，可以看出，在出钢状态下，托圈表面最高温度约为96摄氏度；在平时炼钢状态下，托圈内侧与转炉炉壳相对侧温度为40摄氏度，托圈表面温度基本稳定在60摄氏度左右。由此得出，经改进后的托圈在工作过程中热负荷较低，不会产生过高温度，工作状态安全稳定。
二．耳轴套结构改进
在转炉冶炼过程中，耳轴上轴向开设的多个圆柱孔向来是多种冷却用气液体等物质的通道。为了方便介质导引出耳轴，不但要在某一截面集中开设径向圆孔，而且还要在耳轴上开设多个长孔，由此导致了集中开孔处应力集中的现象，潜在安全隐患形成。此外，在加工制造过程中，由于圆柱孔细长，不便于生产，因此会使得加工成本增加。为了延长耳轴使用期限，保证耳轴安全，耳轴结构的改进势在必行。
结合耳轴日常工作情况，研发人员设计了一种特定轴套，位于耳轴和底座之间，采用圆筒模式，并沿轴向在轴套筒壁中间开出某一数量的圆柱形通孔，便于冶炼冷却所需的各种介质流通。[3]事实上，耳轴并未与介质有过真正接触，因此介质本身的变化是不会对耳轴产生伤害的，特定轴套的设计成功保护了耳轴，使得耳轴保质期得以延长。
三．大齿轮减速箱结构改进
作为倾动装置重点设备的大齿轮减速箱，它的安全性对整个倾动装置的运行有直接影响，因此必须确保大齿轮减速箱具有一定标准的强度与刚度。从日常工作实践分析得知，减速箱的刚度及强度可以从以下两个方面来提高：一，增加材料厚度；二，完善设备结构。第一种方法无疑会增加厂家的设备成本，不太容易被接受，因此此次改进主要从第二种方法着手。经分析讨论，最终决定选用短应力线结构，即将起轴向定位作用的双列圆锥滚子轴承二、四定位在二次减速箱体同侧，这样一来应力线即为最短。与此同时，在轴承座圈处腹板外侧增加的U形筋板，能增强箱体刚度，从而减小箱体轴向变形。[4]
为了验证设计效果，借助相关软件对箱体进行受力分析后得出如下结论，即在重量不变的前提下，改进后的减速箱刚度及强度都得到了明显提升。
结语
一年多以来的跟踪观察表明：在炼钢过程中，改进后的转炉炼钢设备开关时运行平稳，噪音更小，停位也更加精准，是一台设计优良的装备。时代在进步，需求在更新，转炉炼钢设备结构的完善仍亟待广大相关工程技术人员的不断改进创新，坚信在科技高速发展的今天，转炉炼钢设备的性能会更好，祖国钢铁企业的发展也定会蒸蒸日上。
参考文献
[1]董建广.转炉炼钢设备结构改进分析[J].科技创新与应用,2015(15):147-147.
[2]谭牧田.氧气转炉炼钢设备[M].北京：机械工业出版社，1983.
[3]朱立江，王贤慧.转炉倾动装置二次减速机短应力线箱体结构的有限元分析及优化[J].钢铁增刊，2008（1）：435-439.
[4]王贤慧,肖孝华,张宏伟.转炉炼钢设备结构改进[J].冶金设备,2010(S1).