第三章高炉上料设备

二、皮带类型及基本结构
（也称夹芯皮带）
1. 类型：普通帆布胶皮带（高炉上现在一般不 用）、钢绳芯胶带
2.夹芯皮带特点：



优点：抗拉强度高、延伸率小、运力大、寿命长 缺点：横向强度低、易断丝 代号： GX***** ，GX—钢绳芯 ******数字，表示整个厚度上每cm宽度的名义破断拉力
教学重点： 1.料车上料工作原理、受力分析 2.卷扬机工作原理、驱动功率计算 3.液力联轴器工作原理与结构
教学难点： 1.料车上料工作原理、受力分析 2.卷扬机驱动功率计算 教学进度： 总学时 教学备忘：
3h
第三章、高炉上料设备
§3—1 概述 一、上料设备的作用 同学们想一想
这就要求空料车在自重作用下对瞬时转动 中心所产生的自返力矩 M 1 应大于阻力矩 M 2
图3-22 空料车自返能力计算
¦Α
¦Β
—考虑车轮缘对轨道摩擦系数
（对滚动轴承一般取3）
—车轮滚动轴承的摩擦系数，取=0.015；
d—车轮轴径； D—车轮直径； f—车轮与轨道的滚动摩擦系数，取f=0.08㎝ 一般取： M1/M2=2~3
六、卷扬机卷筒圆周力计算
（一）、静圆周力计算 要点：卷扬机圆筒上竟圆周力为重料车钢丝绳张
力与空料车钢丝绳张力之差。
（二）动载荷计算 Fg = M‘ . a M’——所有运动部件换算到卷筒圆周上 质量 a——卷筒圆周上的线加速度或减速度
七、料车驱动功率计算过程
一般已知条件为：
带式上料机的缺点：
（1）运距更长，站地较大 （2）环境温度条件高求较高，不宜过高温度，尤其不能运热烧结矿 对高炉节能有一定影响。
斜桥料车式上料机 1—料车坑；2—卷扬机；3—料车卷扬机室； 4—支柱；5—轨道；6—斜桥；7、9—绳轮；8—钢绳；10料车
§3—2高炉上料车
一、工作原理


教材P41图3-3 请同学们画出卷扬机传动原理图
2.生产效率计算 料车上料机的生产效率就是上料机每昼夜能够运输原料的重量。一般设 计能力为120%。主要原因是满足“赶料线”时要加快上料的需求和为今 后挖潜能力做保障。 主要计算： （1） 一批料能生产的铁水量： q=焦碳量/焦比=Qc/C 根据q可以确定一批料中各种炉料的重量。 矿石批重Qo=kq 由Qc、Qo可求出每批料中焦碳、矿石的体积，再根据料车的有效容积 就可以算出每批料焦碳、矿石所需料车数量 （2）高炉每昼夜所需总上料批数： N=P/q 或 N=PC/Qc ， P——每昼夜生产铁水产量 上料机一昼夜最大可能上料批数： N‘=86400/T，T——提升每批料需要的总时间（包括料车上下时 间、装焦碳时间、装矿石时间，后两者时间一般分别为15~25s （3）高炉上料机作业率：J=N/N’ *100%
2.张力计算 采用最小张力法、等圆周力分配法、 等驱动单元 法、圆周力任意分配法 （1）最小张力法原则：最大程度地利用驱动卷筒的包 角，使驱动卷筒张力比最大，而皮带中的张力最小。 两个驱动卷筒圆周力比值为eμθ （2）等圆周力法原则：每个驱动卷筒传递的圆周力相 等，比值为1：1 （3）等驱动单元法原则：每个卷筒的驱动装置相同， 而套数不同，使驱动卷筒传递圆周力的比值为2：1 （4）圆周力任意分配法原则：两个驱动卷筒传递的圆 周力按任意比值分配。
如果在卷筒Ⅰ上布置二套驱动装置，卷筒Ⅱ上布置一套驱动装置， 把两套工作驱动装置配置到2上，而把备用驱动装置放在卷筒1上 使驱动卷筒传递圆周力的比值由等圆周力法的1 ：1变成2 ：1
圆周力任意分配法
它是把两个驱动卷筒所传递的圆周力按任意比值进行分配， ( 为 系数)，只要满足每一驱动卷筒两侧的胶带张力之比小于或等于其 值的条件即可。最小张力法、等圆周力法、等驱动单元法实际上都是 它的特例。
二、料车行车轨道


分为三段： 料坑内直线段、 斜桥上直线段（一般为47~60度） 炉顶卸料曲线段（该段很特殊），见P44 图3-5 卸料段特殊性体现：总体为自动卸料、自动返回 具体为： （1）后车轮轮压在轨道上而不出现负轮压 （2）料车能自返：空料车能在自重作用下从曲轨的上限 位置迅速返回 （3）卸料迅速 （4）保证卸料时料车嘴不与炉顶设备相碰 （5）运行过程中牵引钢丝绳张力不急剧变化
四、液力联轴器（一）
1.工作原理（同学们想一想：联轴器的工作 实质）
它们都是由与电动机轴连接的主动轮l与负载轴连接的从动轮2以及“键”3把主动 轮转矩传给从动轮的，不过前者的键是橡胶带，而后者的键却是液体，即液力联 轴节是通过液体“键”来传递转矩的。
（1）利用液体动压力（冲击力）传递扭矩。机械能——液压能转换 讲读教材P79图3-37 电机转动—主动工作轮旋转—液体产生离心力 —形成一定速度、压力能—液体在 环状流道中 流动——流向被动工作轮的环状流道—产生冲击力—被动轮旋转— 被动轴转动—液体流动流回主动工作轮 再次循环工作 主动工作轮——泵轮， 被动工作轮——涡轮
图3—3 料车上料机运动示意图
三、料车上料机的料车运动分析与 生产率计算
1.速度图、加速度图、钢丝绳行程图 讲读教材 P53~54
在时间内料车刚开始启动，重料车直轨上升，空料车自炉顶卸料曲线极限 在t3时间内，一般取 在时间内，为了较快地过渡到最大速度，加速度应大 位置下行，为防止空料车牵引钢绳松弛，从卷筒上放出的钢绳加速度不应超 v3=v=3~4m/s 些 过空料车在自重作用下返回时能产生的钢绳加速度，故加速度应小些。 为重料车进入曲轨前的第 一次减速时间 为重料车在卸料曲轨段行走 的时间 为卷扬机第二次减速到停车的 时间
6.
料车卷扬机钢丝绳张力（二）
（二）、空料车直轨段下降时钢丝绳静张力 也采用逐点计算法，此时料重Q=0 结论： S‘= A’ + 2qLisina 空料车在直线段下降时，钢丝绳拉力S‘与 钢丝绳行程Li也成直线关系，随空车下降而 逐渐增加。
料车卷扬机钢丝绳张力（三）
（三）料车曲轨段运行时钢丝绳静张力 1.求料车车辕处钢丝绳处静张力 采用作图法，求得车辕拉力 分析重料车提升、空料车下降情形 要点：1.作图求得拉力 2.分情形，按照直线段求各接点处张力 过程与方法可求出各接点处张力

1.料车及轨道几何尺寸 2.料车空车重量、装料重量 3.料车速度图、加速度图 计算程序： 1.计算和绘制钢丝绳行程图 2.计算重料车和空料车对应于速度图上各 接点的瞬间钢丝绳静张力S、S‘并画出张力变 化图 3.求出料车各运行时期卷筒上的静圆周力并作图 4.计算卷筒圆周上的动力Fg和总圆周力，绘制卷扬机的 负荷图 5.求上一车料的等效力Fx和等效功率Nx 6.求一批料期间的电动机等效值功率Nx 7.校核电机
四、料车静力学分析
1.直轨段受力分析

讲读教材P57 图5-18
2.曲轨段受力分析 3.料车自返条件

讲读教材P58~59 图3-19、3-20、3-21
空料车在自重作用下对瞬时转动中心所产生的自返力矩M1应大于 阻力矩M2。 M1=G.a （空料车时Q=0），M2=F1.a1+F2.a2 讲读教材P60图3-22 一般设计时取；M1 / M2 =2~3
图3-33 双卷筒驱动时力的分析图
Θ ¦1 ¦Θ 2
等圆周力分配法
使每一个驱动卷筒传递的圆周力相等,即
使每一个驱动卷筒传递的圆周力相等,即
图3-33 双卷筒驱动时力的分析图
Θ ¦1 ¦Θ 2
图3-34 传动装置的配置情况 备用驱动装置放在卷筒2 等圆周力配置 备用驱动装置放在卷筒1
等驱动单元法
分析比较： 最小张力法情况下，两个驱动卷筒的驱动功率相差eμθ倍，导致装置结构差别 很大，而张力皮带减小比例仅为等单元法的4%，实用性不大，故高炉皮带机不采 用； 等圆周力法情况下，两个驱动功率相同，即为1：1，但离eμθ较远； 等驱动单元法情况下，卷筒传递圆周力为2：1，而每套驱动装置都一样。从而 达到既能减少胶带中张力，又能保证驱动装置具有通用性，减少了备品种类，便 于维修。“ 高炉皮带机采用等驱动单元法。

将高炉冶炼过程所需的各种原料（矿石、焦碳、熔剂 等）从地面提升到高炉炉顶并到入炉内。
二、上料设备应满足的要求
1.足够上料能力（适应高炉生产工艺、节奏、产量、料品种、粒度等） 2.连续、可靠（适应高炉规定时间内连续冶炼生产，休风率应小于1%） 3.自动安全（计算机化全程控制、操作） 4.结构简单、易维修 1.
3.夹芯皮带结构：

kg值 皮带组成：上、下覆盖胶、芯胶、钢绳芯 皮带段间接头采用硫化方法处理，接头形式有对接、搭接、错位 接
三、传动装置
1.机构简图 讲读教材P74图3-32
图3-32 胶带上料机传动机构简图 1-电动机 2-液力联轴器 3-减速器 4-制动器 5-驱动卷筒 导向滚筒 7-行星减速器 8-小电动机 9-制动器
第三章、高炉上料设备
教学目的： 了解高炉上料工作系统原理
及 满足的条件分析，掌握整机 设备的 设计计算基本过程及计 算要点和典 型装置的结构 教学内容： 1.高炉上料设备作用、形 式及基本功能 2.料车式上料小车工作原 理、受力分析 3.卷扬机工作原理、驱动功 率计算 4.皮带上料机工作原理、上料 能力计算 5.液力联轴器工作原理与结构


一、构成 示例：2500m3皮带机（教材P70图3-28） 描述皮带上料机的主要技术参数：同学们想 一想： 输送量（t/h）、带宽（mm）、带长（m） 带速（m/s）、电机功率（Kw）、带厚 （mm）、钢芯直径（mm）、输送料品种
高炉上料主皮带机
§3—3皮带上料机
4.料车外形设计
讲读教材P60图3-23 一般空料车重心与前轮中心线的水平距离约为后轮中心距的0.6~0.65 5.