鋼水包傾翻力矩的計(jì)算

《鋼水包傾翻力矩的計(jì)算》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、q穢傭翻力，，大連特殊鋼47·專題研究·鋼水包傾翻力矩的計(jì)算孫玉琢(設(shè)計(jì)院)1F761D1前言鋼承包傾翻力矩的計(jì)算是鋼水包設(shè)計(jì)過程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。計(jì)算鋼承包傾翻力矩的主要方法有：計(jì)算機(jī)法、切割法、公式法等。本文僅就如何利用公式法計(jì)算鋼水包的傾翻力矩做簡要介紹。2計(jì)算原則和步驟鋼水包的傾翻力矩=M=M—M+M。+M皿M：空包力矩，即由包殼重量及耐火材料重量引起的順翻力矩M。；鋼水力矩，即由鋼液及鋼渣重量引起的順翻力矩M：摩擦力矩，即由吊鉤與耳軸之間的摩擦引起的力矩。其中；M=G：包殼、耐火材料、鋼液及鋼渣重量的總和D；耳軸直徑；；摩擦系數(shù)。‘從

2、上述公式中很顯然可班看出M與鋼包各部分的重心位置無關(guān)。但是另外兩項(xiàng)主要力矩，即空包力矩M和鋼水力矩M。剛與各部分的重心位置有關(guān)。因此可說傾翻力矩計(jì)算的問題在很大程度上可以歸結(jié)于重心位置計(jì)算的問題。所謂公式法計(jì)算鋼水包的傾翻力矩，就是如何選用合適的或近似的公式計(jì)算出各部分的體積及重心位置，從而最終完成慣翻力矩的計(jì)算。2．1M的計(jì)算r0．．j481994年第3期空包力矩是由包殼及耐火材料重量引起的傾翻力矩。它的計(jì)算由兩部分內(nèi)容組成。一是重心的計(jì)算；二是力矩的計(jì)算。在錒水包慣翻過程中，由于包殼及耐火材料的幾何形狀不發(fā)生變化，因此它們的重心位置相對于本

3、體也不發(fā)生變化(但相對于所選定的座標(biāo)系是變化的)。因此其要計(jì)算出各部分的體積和重心位置，則M的計(jì)算就很容易了。(1)重心的計(jì)算空包重心的計(jì)算也由兩部分組成，即包殼重心的計(jì)算和耐火材料重，L-的計(jì)算。每一部分的計(jì)算可按以下公式進(jìn)行：=·plx，-Fp24-??+pnpipj-Fp2+??+一塑一±!!±：：：：：：±，v：卸f+pl+Pz-}-??+p式中；p，pz??P是根據(jù)包殼結(jié)構(gòu)或耐火材料的布置情況而計(jì)算出來的包殼各部分或耐火材料各部分的重量；X1，?“；yt，yz??，分別是包殼各部分或耐火材料各部分豹重心在已選定座標(biāo)系中相對于x軸和y軸

4、的座標(biāo)；x、y分別是包殼各部分或耐火材料各部分合成后的重心在選定座標(biāo)系中相對于x軸和y軸的座標(biāo)。分別計(jì)算出包殼和耐火材料兩部分的各自霞心后，仍利用上述公式求出合成后的空包重心?！灰徽眨菏繅櫍?ply墮蔓L。p十pH(2)力矩的計(jì)算空龜重心位置計(jì)算出來以后，則可根據(jù)在某一顫翻角度下重心相對于耳軸的力臂，最后計(jì)算出M。2．2M的計(jì)算鋼水力矩是由鋼液和鋼渣重量引起的傾翻力矩。在實(shí)際計(jì)算中，鋼渣重量可以忽略不計(jì)，或可以一并作為鋼液重量進(jìn)行計(jì)算。鋼水力矩的計(jì)算是全部計(jì)算中最重要也是晟復(fù)雜圉i的一項(xiàng)。因?yàn)樵趦A翻過程中，隨著傾翻角度的變化，鋼液的幾何形狀和體

5、積不斷地發(fā)生變化，因此其重心位置也在變化。如圖l所示。鋼水包熔池的幾何形狀是一個(gè)上口大下口小的倒圓臺形，在傾翻過程中，當(dāng)包底還完全被鋼水愛蓋時(shí)，整個(gè)鋼液形成一個(gè)斜截圓臺體。隨著傾翻角度的增大，鋼液不斷地流出，包底開始裸露，這時(shí)包中的鋼液成一不規(guī)則的馬蹄形體。對于斜截圓臺體和不規(guī)則的馬蹄形體來說，找不到合適的計(jì)算其體積和重心的公式。這就給用公式法計(jì)算慣翻力矩帶來困難。為了解決這一難題，可以設(shè)想把整個(gè)錒液看做一個(gè)圓柱體。其直徑取為大口與小口直大連特殊鋼49徑的平均值。由于鋼水包設(shè)計(jì)中，其錐度一般都很小(10往右)，因此這種假設(shè)是能夠成立的。實(shí)際計(jì)算

6、結(jié)果也表明，由此而引起的誤差是很小的。按照這種假設(shè)，鋼包在順翻過程中，當(dāng)包底全部被鋼水覆蓋時(shí)，構(gòu)成整個(gè)鋼液體積的是一個(gè)斜截圓柱體，當(dāng)包底露出時(shí)，整個(gè)鋼掖是一個(gè)馬蹄形體對于這兩種幾何形體都可以找到合適的公式進(jìn)行體積和重心的計(jì)算。根據(jù)這一原則，下面分兩種情況討論M的計(jì)算(1)從開始傾翻到包底還未露出以前。如圖2所示原鋼液上口直徑為。，下口直徑為：，高為h。當(dāng)傾翻角度為n時(shí)，整個(gè)鋼液形成一個(gè)斜截圓柱體，其長邊高度與短邊高度分別為h：和hi,其半徑R一，A為耳軸位置分別按以下公式計(jì)算其積V和重心位置G(x，y)。v=f～R(hz—h。)一ly一+圖2如

7、前所述，鋼液體積V和重心位置計(jì)算出來后，再利用三角函效關(guān)系，計(jì)算出G(x，y)相對于耳軸的力臂，則M就可以計(jì)算出來了(2)當(dāng)傾翻到包底局部裸露時(shí)，如圖3所示。圖中A點(diǎn)為耳軸位置。設(shè)此時(shí)傾翱角為，包底已局部露出，包中的鋼液成一馬蹄形體。從包底處截開，在截面圖A—A中可以看出液面角為2鼽。此時(shí)馬蹄形體鋼液的體積V：V=R。(3

8、n吼一{sin啦一啦c0s甲2)tgal重心位置{G(x，Y)fx。一({一{s．m2+s．m4)tgaIy一Vr8+{~zcos2一{g{n2一壺sin4％)tg需要注意的是上述計(jì)算出來的x與Y。是相對于座標(biāo)系x一o一y。

9、的，其座標(biāo)原點(diǎn)O-是鋼液面與鋼水包軸向中心線的交點(diǎn)。另外，關(guān)于X與Y正負(fù)的確定t由座標(biāo)原點(diǎn)o，豎直向上Y值為負(fù)，向下Y，為正值；由O水平向右X。為正值