转炉炉体主体设备
虚拟仿真平台实习思考题-201906
思考题(2019年6月4日)高炉炼铁：(1)高炉的主体设备有哪些？答：1.高炉本体：由耐火材料砌筑成竖式圆筒形，外有钢板炉壳加固密封，内嵌冷却设备保护。
高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。
2.供料设备：高炉上料是炼铁高炉系统中最重要的一环，及时、准确的配料、上料是保证高炉产量和产品质量的前提。
(2)高炉炼铁有哪些主要的辅助设备？主要功能是什么？答：1.送风设备：高炉送风系统包括：鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路以及管路上的各种阀门等。
其中鼓风机和热风炉是送风系统的主要设备。
a.高炉鼓风机：高炉鼓风机是高炉最重要的动力设备。
它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。
b.高炉热风机：热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。
现代热风炉是一种器热式换热器。
目前风温水平为1000C~1200 C，高的为1250 C-1350 C，最高可达1450 C~1550 C。
2.喷吹设备：高炉喷吹主要有固体燃料、液体燃料、气体燃料，可单独喷吹也可混合喷吹。
我国高炉以喷煤为主，其工艺流程一般包括煤粉的制备、煤粉的喷吹。
3.煤气处理设备：高炉煤气的回收除尘系统包括:炉顶煤气上升管、下降管、煤气遮断阀或水封、除尘器、脱水器。
高压操作高炉还有高压阀组等。
除尘工艺：除尘工艺主要有湿法除尘和干法除尘两种。
a. 湿法除尘工艺流程：荒煤气→重力除尘器→冼涤塔(半精除尘) →文氏管(精除尘)→脱水器→高压阀组→净煤气。
b. 干法除尘系统工艺流程：荒煤气→重力除尘器→旋风除尘-布袋除尘→压力控制→净煤气。
4.渣铁处理设备：高炉渣铁处理系统主要包括:炉前工作平台、出铁场、渣及铁沟、开口机、泥炮、堵渣机、铸铁（撤渣器或渣铁分离器）的一段为主沟。
(3)高炉炼铁的主要原材料有哪些？答：铁矿石（烧结矿，球团矿，块矿），燃料（焦炭，煤粉）、熔剂（石灰石，白云石，硅石，萤石等）原料作用：铁矿石：提供铁元素；焦炭：提供热量，提供还原剂，作料桩的骨架；熔剂：使炉渣化为液体，去除有害元素硫（S），除去杂质(4)高炉炼铁的产品是什么？去向是什么？答：生铁；形成的铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂进行转炉炼钢。
涟钢3#转炉设备安装工艺
转炉本体设备安装工艺一、100t转炉的构造特点该转炉由武汉钢铁设计研究总院设计，首钢机械厂制造。
其主要结构特点为：（1）托圈与炉体采用3套球铰装置联接，能够吸收较大的热变形。
（2）全悬挂式倾动装置（3）由于运输条件的限制，托圈及炉体均分为三段运至现场组装、焊接（由首钢负责组装、焊接）二、转炉及倾动装置安装工艺如下：轴承座解体轴承底座及轴承座安装托圈耳轴轴承装配轴承底座、轴承盖及轴承安装恢复转炉承运台架制作、安装托圈、炉体及球铰支承装置组装转炉安装就位扭力杆装置就位事故止动挡座就位二次减速机安装切向键装配一次减速机安装电动机及制动器安装扭力杆装置安装事故止动挡座安装三、托圈耳轴轴承的装配轴承装配前必须认真审阅图纸，注意两轴承内侧哪些零件必须在轴承入轴径前套在轴承内侧的轴径上，认真测量外径、内径，计算过盈量。
轴承装配采用加热膨胀轴承方法进行：即将轴承加热达到一定的温度和膨胀值后，使轴承与轴径之间形成一定的间隙，从而使轴承装入轴径。
轴承膨胀采用油箱加热的方法，油箱制作如图所述。
加热膨胀后的内径尺寸，量杆制作时应用外径千分尺确定其精确度，并由质检员确认后投入使用。
另外准备一个电子温度计。
轴承与轴径的配合为φ900r7，理论最大过盈量为0.42mm,满足装配的线膨胀量应≥0.5mm,此时轴承加热温度在180℃—200℃左右，轴承加热温度不应超过300℃。
用温度计观测油度，当轴承加热到150℃左右时，应用标准量杆检测轴承膨胀情况；并作好记录，以后温度每上升10℃检测一次，直到膨胀量能满足装配要求为止，然后进行装配。
装配前应清洗检查轴径表面，不得有破损、凸痕、拉伤、压痕等缺陷，轴径尺寸不应超过设备技术文件规定的允许差范围。
装配时耳轴摆放应基本呈水平，装配时应将轴承吊平正，尽量做到孔心对准轴心，轴承套入轴径时，除有人负责找平找正轴承外，左右两侧各配备一名装配工，每人准备一根100×200长1400mm的方木板，装配时将方木竖直压住轴承向里堆，并准备两把8磅大锤，必要时锤击方木，使轴承压向轴径根部。
高炉车间主要设备有供料设备
.高炉车间主要设备有供料设备、上料设备、装料设备、辅助设备。
2.称量漏斗可分为杠杆式称量漏斗和电子式称量漏斗。
3.电子式称量漏斗由传感器、固定支座、漏斗本体、启闭阀门组成。
4.给料机一般有电磁式振动给料机和电动机式振动给料机。
5.料车上料机有斜桥、料车、料车卷扬机组成。
6.转炉主体设备包括转炉炉体、转炉支撑装置、转炉倾动设备。
7.倾动机构的配置形式有落地式、半悬挂式、全悬挂式、液压传动倾动机构。
8.连铸机主要参数有：铸坯断面、拉坯速度、弧形半径和连铸机流数。
9.供料设备有贮矿槽、焦仓、称量漏斗、振动筛、给料机。
10.氧枪设备有氧枪本体、氧枪升降装置、换枪装置。
11.转炉支撑系统包括托圈与耳轴、炉体和托圈的连接装置、耳轴轴承和轴承座。
12.液压联轴器作用过载保护、减少冲击振动、提高启动能力、均衡负载13.浇铸设备包括钢包、钢包运载装置、中间罐、中间小车。
14.中间包作用减压、稳流、除渣、分流、贮钢。
15高炉生产原料：铁矿石、焦炭、石灰石，产品有煤气和炉渣。
16炉前设备有：开铁口机、堵铁口机、堵渣口机、桥式吊车。
1.高炉有效容积利用系数：每立方米高炉有效容积一昼夜生产生铁的吨数。
P/Vn 【t/(m^3.d)】2.冶炼强度：指每昼夜每立方米高炉有效容积消耗的焦炭量。
I=Qk/Vn3.焦比：每吨生铁所消耗的焦炭量。
K=Qk/P (kg/t)4.重力除尘：在炉气自下折回向上的过程中尘气倒转180，大颗粒在重力作用下沉降。
5.文氏管：高炉含尘煤气进文氏管口形成高速气流将水雾化，雾气与煤气结合在一起减速后下沉。
6.电除尘：粉尘被气态的离子或电子加以电荷后，带电的粉尘在电场的作用下使其移向集尘电极并失去电荷，利用震动或冲刷收集粉尘。
7.顶吹：通过采用双层水水冷氧枪从转炉炉顶向炉内金属熔池喷入氧气进行冶炼。
8.复合吹：采用顶吹的同时，从炉底向炉内金属熔池内吹入一定数量的气体。
9.电弧炉：以废钢作为原料，利用炉料进与电极间产生的电弧热量来熔化炉料并进行冶炼的。
转炉系统机械设备概述
转炉系统机械设备概述一、转炉炉体转炉炉体是转炉系统的核心部件，也是转炉冶炼过程中承载高温和高压力的关键设备。
转炉炉体由壳体、炉座和炉衬三部分组成。
壳体通常由钢板焊接而成，用以承载和隔离高温和高压气体和钢水。
炉座是支撑炉体和连接炉体与烟道系统的部分，通常由钢水包、冷却壁和翻转支撑装置组成。
炉衬是炉体内衬部分，通常由碳砖或镁砖制成，用以保护炉体免受高温和冲击的损伤。
二、转炉倾吊装置转炉倾吊装置是转炉系统中的重要设备，主要用于转炉倾炉和吊装转炉炉盖。
倾炉装置由吊架、转台和千斤顶组成，通过转动转台和升降千斤顶，将炉体倾斜至一定角度，使炉内钢水和渣浆能够顺利排出。
吊装装置由吊电机、吊钳和绳索组成，用以吊装炉盖和其他炉体部件。
倾吊装置需要具备高强度、高精度和稳定性的特点，以确保转炉冶炼过程的安全和可靠性。
三、转炉倾吊机转炉倾吊机是转炉系统中的关键设备，用于操作转炉倾吊装置进行倾炉和吊装工作。
倾吊机通常由主吊机和辅助吊机组成，主吊机能够精确控制吊装装置的运动，辅助吊机负责支撑和平衡炉体。
倾吊机需要具备高起重能力、高精度和快速响应的特点，以适应转炉系统冶炼过程中的不断变化的工况和要求。
四、转炉电气设备转炉电气设备是转炉系统中的重要组成部分，主要包括电动机、变压器、控制系统和电缆等设备。
电动机用于驱动转炉系统中的各种机械设备，如倾吊机、风机和冷却设备，具备高起动力和可靠性的特点。
变压器用于将外部电源的电压和电流调整为适合转炉系统的工作要求，保证转炉系统正常运行。
控制系统用于监控和控制转炉系统的运行状态，包括转炉倾炉角度、温度、压力和气体流量等参数。
电缆用于传输电能和信号，连接转炉系统中的各种设备和控制系统。
总结起来，转炉系统机械设备包括转炉炉体、转炉倾吊装置、倾吊机和转炉电气设备等，它们都是转炉冶炼过程中不可或缺的关键设备。
这些设备需要具备高强度、高精度、稳定性和可靠性的特点，以确保转炉系统的安全和高效运行。
转炉机械设备讲义
4.炉体支撑系统
(3)耳轴与托圈直接焊接。这种结构由于采用耳轴与托圈直接焊接， 因此，重量小、结构简单、机械加工量小。在大型转炉上用得较多。 为防止结构由于焊接的变形，制造时要特别注意保证两耳轴的平行度 和同心度。
图7-16 耳轴与托圈的焊接连接
4.炉体支撑系统
4.3炉体与托圈连接装置 ①支撑夹持器 法兰螺栓联接是早期出现的吊挂式联接装置，如图7—17a、b 所示。在炉壳上部周边焊接两个法兰，在两法兰之间加焊垂直 筋板加固，以增加炉体刚度。在下法兰上均布8～12个长圆形 螺栓孔，通过螺栓或销钉斜楔将法兰与托圈联接。在联接处垫 一块经过加工的长形垫板，以便使法兰与托圈之间留出通风间 隙。螺栓孔呈长圆形的目的是允许炉壳沿径向热膨胀并避免把 螺栓剪断。炉体倒置时，由螺栓(或圆锁)承受载荷。炉体处于 水平位置时，则由两耳轴下面的托架(见图7—8中的7)把载荷传 给固定在托圈上的定位块。而在与耳轴连接的托圈平面上有一 方块与大法兰方孔相配合，这样就能保证转炉倾动时，将炉体 重量传递到托圈上。
4.炉体支撑系统
(2)静配合连接。其耳轴具有过盈尺寸，装配时可将耳轴用液氮冷缩 或将轴孔加热膨胀，耳轴在常温下装入耳轴孔。为了防止耳轴与耳轴 座孔产生转动或轴向移动，在静配合的传动侧耳轴处拧入精制螺钉。 由于游动侧传递力矩很小，故可采用带小台肩的耳轴限制轴向移动。 这种连接结构比前一种简单，安装和制造较方便，但这种结构仍需在 托圈上焊耳轴座，故托圈重量仍较重。而且装配时，耳轴座加热或耳 轴冷却也较费事，故目前国内没广泛使用。
4.炉体支撑系统
炼钢生产有冶炼和浇铸两个基本环节。为了保证冶炼和浇
铸的正常运行，转炉车间主要包括原料系统（铁水、废钢和散 装料的存放和供应），加料、冶炼和浇铸系统。此外，还有炉
120转炉设备介绍
一、120吨转炉装置的组成------太重提供1、转炉炉体1套2、转炉托圈装置1套3、转炉倾动装置1套二、120吨转炉装置基本技术参数托圈耳轴轴向总长：13905 mm托圈断面宽度：850 mm托圈断面高度：2100 mm托圈内径：φ7250±8 mm转炉倾动角度：±360°水冷却系统：通过水气套八路进水，通过驱动侧旋转接头回水底吹配管：通过水气套八路进气三、120吨转炉成套设备技术说明1、转炉炉壳转炉炉壳为全焊接式固定炉底结构，采用16MnR、厚度75mm钢板焊接而成，炉体直径为Ø6800mm，炉壳高度为9196mm。
主要由炉口法兰、上下部圆锥段、圆柱炉身段以及锥柱间、锥球间均匀过渡用的圆环段和球形炉底等部分组成，炉口段和炉底段材料下料不准超过三块。
炉壳上部、中部、下部焊接后应进行消除应力退火；退火后，应保证尺寸和公差，圆柱度≤10mm，然后对这几个部件进行组装检查，最大错边量≤3mm。
炉口法兰用钢板拼焊而成。
上部圆锥段顶部焊接有加筋法兰，供固定炉口用。
上部圆锥段外表面有半割钢管及角钢焊接而成的冷却水循环通道。
在出钢口上部、下部焊有两圈法兰，上部法兰厚度为90mm，下部法兰厚度为140mm，材质为：16MnR，中间联以立筋，形成开放式箱形结构，用于安装炉体支承结构。
筋板及人孔材质为Q235。
炉壳分为四段八块运输，到安装现场后进行现场组焊，并进行超声波探伤检查，合格后采用加热方式进行退火处理以消除内应力。
水冷炉口分六块，材质为耐热球墨铸铁，采购厂家为宝钢铸造有限公司。
2、托圈、耳轴装配2.1托圈托圈的作用是托住炉体并在倾动装置的驱动下带动炉体旋转，是转炉设备的关键件。
托圈的主要尺寸为Ø8950 / Ø 7250×2100，托圈采用16MnR钢板焊接而成。
内弧板、外弧板厚度为60mm，上盖板、下盖板厚度为120mm。
转炉托圈为焊接箱形结构，其内通循环水冷却，两侧耳轴为空心结构，以容纳托圈冷却水、水冷炉口冷却水和炉壳上部圆锥段冷却水及转炉底吹供气管的通道。
任务2 转炉炉体和支撑装置及其维修 (1)
炉体支撑装置
•
•
2.耳轴（阶梯形圆柱体）
托圈和转炉的全部重力都是通过耳轴经轴承座传递给基 础的。一般用合金钢锻造或铸造加工而成，驱动侧常采 用35CrMo或40Cr，从动侧也可采用45锻钢制造，空心 水冷。
炉体支撑装置
• 3.耳轴与托圈的连接
•
• •
（1） 法兰螺栓连接：工作安全可靠。
（2） 静配合连接：简单，安装和制造较方 （3）耳轴与托圈直接焊接：质量小，结构
• （1）隔热层：石棉板，厚度为10～20mm,贴炉壳，维 修时不拆除（不用石棉板直接永久层贴炉壳） • （2）永久层：保护炉壳，正常生产不损耗，标准型镁 砖，一层砌筑即可。 • （3）填充层：60～100mm，焦油镁砂或焦油白云石 散状捣打而成，减轻对炉壳挤压应便于拆除（可不设，增 加工作层厚度）（用于炉帽和炉身部位） • （4）工作层：决定炉衬寿命，受高温化学侵蚀，机械 冲刷和冲击，温度剧变 • • 炉身：400～800mm 炉底和炉帽：350～600mm
（3）连接装置带有球铰短设施的，其衬套和球 体表面应吻合，并做好润滑工作
炉体支撑装置
• 三．耳轴轴承装置 • 1．耳轴轴承形式和特点
• 工作特点：负荷大，转速低，工作条件恶劣（高温、多尘 、冲击）启动制动频繁，一般转动角度在280°～290°范围 内，轴承零件处于局部工作的情况。
• 2.耳轴轴承支座结构有两种
• 1 ． 炉帽 • • 形状为截锥形，上部有炉口和出钢口、护板 作用：减少吹炼时地喷溅损失以及热量地损 等部分。 失，有利于引导炉气排出。
•
• • •
炉口：位于炉帽顶部，属于炉帽部分
炉口作用：加料，插入吹氧管，排出炉气和 水冷炉口 水箱式 埋管式
转炉的构造及主要尺寸
立志当早，存高远
转炉的构造及主要尺寸
转炉由炉体、燃油装置、炉口、转动装置、炉尾烟道、余热利用设备等主要部分组成。
一、炉体。
炉体为圆筒形，卧式，用锅炉钢板焊成，两端钢板与圆筒用螺钉联结固定，一端设重油燃烧孔，一端炉尾烟道与水平固定烟道相接。
二、重油燃烧系统。
采用100 号重油作燃料。
燃烧系统包括下述主要设备：齿轮油泵、流量计、压力式温度计、电加热器、减压阀、低压油嘴等。
三、炉口。
炉口在转炉中部，如图1 所示。
炉口有两个作用：炉料从炉口装入炉内：熔体（粗铋、冰铜、炉渣）从炉口放出。
四、转动装置。
用4.5 千瓦电动机经减速箱后，以6 分／转的转速转动炉体至任意位置。
五、炉尾烟道。
转炉炉头安装重油喷嘴，炉尾设烟道排送烟气，炉尾烟遭与水平固定烟道之间，用法兰盘螺钉密封联接，其联接部位示意图如图1 所示：
图1 铋转炉烟道接口示意图
1－固定部分；2－转动部分；3－接口部分
六、余热利用设备。
转炉炉尾烟气温度在1150℃左右，在水平固定烟遭中安装套管式换热器，如图2 所示。
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上托架
下托架
自调螺栓连接装置
转炉主体设备
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耳轴轴承装置
工作特点
负荷大、转速低(每分钟转速为1r／min 左右)、工作条件恶劣(高温、多尘、冲 击)，启制动频繁，一般转动角度在 280°～290°范围内，轴承零件处于局 部工作的情况。
转炉炉体-炉衬砌筑
下修法，即转炉作成活炉底，炉底可以拆卸，卸下的炉 底由炉底车开出至其他位置修砌，炉身和炉底分别修砌 完毕后再组合成一个整体。
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转炉炉体-炉衬砌筑
若采用上修法，此时烟罩下部应作成可移动式，修炉 时烟罩下部或侧向向炉后开出，并考虑修炉吊车及运 送衬砖的布置。
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炉体支撑装置-耳轴
耳轴是重要的承载件，一般用合金钢锻造 或铸造加工而成，转炉两侧的耳轴是阶梯 形圆柱体构件。为通水冷却托圈、炉帽和 耳轴本身，将耳轴制成空心的。
传动端
游动端
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转炉炉体-炉壳受力
静负荷
炉壳温度 分布不均 引起的负 荷
动负荷
炉壳受炉 衬热膨胀 影响产生
的负荷
炉壳材料 降低温度 旋转使用
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转炉炉体-炉壳常见故障
炉壳裂纹 炉壳变形 炉壳局部过热和烧穿
制造过程内应力没有消除， 钢板材质不适应温度变化不 均，材质不合适
转炉炉体-炉衬砖型选择
①在可能条件下，尽量选用大砖，以减少砖缝，还可提 高筑炉速度，减轻劳动强度；
②力争砌筑过程中不打或少打砖，以提高砖的利用率和 保证砖的砌筑质量；
③出钢口用高压整体成形专用砖，更换方便、快捷；炉 底用带弧形的异形砖；
④尽量减少砖型种类。
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炉体支撑装置-托圈与耳轴连接
法兰 螺栓 连接
过盈配合（静配合）
焊接
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炉体支撑装置-托圈与炉体连接
要求联接装置一
方面炉体牢固地
固定在托圈上；
另一方面，又要
能适应炉壳和托 圈热膨胀时，在
考虑 问题
径向和轴向产生
承受热负荷不均匀， 承载外部负荷不均匀
炉衬浸蚀过量和掉转
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转炉炉体-炉衬材质选择
耐火度高
材
高温下机械强度高
质
资源广泛，价格便宜
选
择
化学性能稳定
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炉身 炉底
炉壳 炉壳
1—炉口冷却水箱；2—挡渣板；3—炉壳；4—永久层；5—填料层； 6—炉衬；7—制动块；8—炉底； 9—下吊架；10—楔块； 11—上吊架；12—螺栓
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转炉炉体-炉壳
1、炉帽通常做成截锥形，这样可以减少吹炼时的喷溅损失以及热 量的损失，并有利于引导炉气排出。炉帽顶部为圆形炉口，用来 加料，插入吹氧管，排出炉气和倒渣。为了防止炉口在高温下工 作时变形和便于清除粘渣，目前普遍采用通入循环水强制冷却的 水冷炉口。
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炉体支撑装置-托圈与耳轴
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炉体支撑装置-托圈
中小型托圈采用铸造和焊接。做成剖分的，在现场进行装配一 般剖分成两段或四段较好，剖分位置应避开最大应力和最大切 应力所在截面。
装料
冶炼
出钢
浇铸
加料跨
转炉跨
炉前出渣、炉后出钢
浇铸跨
转炉炼钢车间概况
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主厂房各跨间布置
转炉炼钢车间概况
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车间主要设备
供料设备
供氧设备
浇铸设备 修炉设备 辅助设备
主体设备
除尘净化 设备
主菜单
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转炉炉体
转炉炉体
炉衬
炉壳
工作层、永久层及填充层
炉帽、炉身、炉底
转炉主体设备
炉帽
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相对位移的情况
下，不使位移受
到限制，以免造
成炉壳或托圈产
生严重变形和破
坏。
联接装置支架的 数目
联接装置支架的 部位
联接装置支架的 平面
转炉主体设备
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炉体支撑装置-托圈与炉体连接
支承托架夹持器
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转炉主体设备
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转炉炉体-炉壳
2、炉身。炉身是整个炉子的承载部分，一般 为圆柱形。
3、炉身。炉身是整个炉子的承载部分，一般 为圆柱形。
“死炉帽，活炉底”、“活炉帽，死炉底”等 结构形式。
转炉主体设备
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概况及主体设备
1 炼钢车间概况
2 转炉主体设备
单击按钮，进入相应部分
转炉炼钢车间概况
Hebei Institute of Vo从装料、冶炼、出钢到浇铸的工艺流程 ，顺序排列加料跨、转炉跨和浇铸跨。