目前,钢铁冶金行业铁水热供过程中逐渐采用“一包到底”工艺,即将高炉出铁到炼钢区转炉兑铁使用同一铁水包的工艺。为了减少敞口铁水包的温降损失,同时兼顾环保要求,铁水包的加盖装置得到大量应用,唐钢不锈钢公司铁水包加盖装置在应用过程中,出现了开合不畅、卡死等传动故障以及杆体变形等结构问题,严重影响了铁水倒运的生产组织。本文结合了唐钢不锈钢公司铁水包加盖装置的实际应用中出现的问题,设计了一种新型加盖装置,建立了铁水包加盖装置模型,通过仿真分析,对其结构进行了改进。系统分析了国内外铁水包/钢包加盖技术的研究动态,在研究唐钢不锈钢公司铁水包现有加盖装置的特点基础上,结合实际应用中出现的问题,设计了一种基于销齿传动的新型铁水包加盖装置,给出了主要参数的设计过程。建立了铁水包加盖装置的动力学模型,在给定驱动轴运动规律的条件下,对模型进行了动力学仿真分析,得到了终端包盖的整体运动状态和包盖质心位置、速度及加速度变化规律,分析表明,新型铁水包加盖装置运动平稳,完全能够满足加盖装置的实际使用要求。建立了加盖装置及铁水包的热-结构有限元模型,对其在外载荷和边界条件下进行了热-结构仿真分析,得到了稳态温度场,通过点检仪进行了测温验证;得到了加盖装置应力分布情况和变形分布情况,分析了加盖装置的疲劳寿命;设立对照组,对比确定了包口高温引发的热应力对加盖装置结构的影响非常明显。采取了在包口增加隔热棉、改进两侧连杆底部倒角尺寸等改进措施,对比改进前后的分析结果,结果表明,改进后加盖装置受到热应力的影响显著下降,有效延长了加盖装置的使用寿命。新型铁水包加盖装置进行现场应用,近一年时间内,加盖、开盖动作卡滞情况得到明显改善,连杆变形、裂纹及断裂情况得到消除,未发生过明显设备故障,大大降低了加盖装置的使用维护成本,实际应用情况中效果良好。