炼铁机械_布料器

4炉顶装料与传动设备4．1概述炉顶装料设备是用来装入原料，并使炉料在炉内得到合理分布，同时又起到炉顶密封作用的设备。

双钟式炉顶是目前国内中小型高炉上使用较多的装料设备(图4—1)。

它由受料漏斗、布料器(由小钟和小料斗等组成)和装料器(由大钟、大料斗和煤气封罩等组成)所组成。

4．1．1装料设备的基本型式炉顶装料设备的型式与高炉上料机的型式有密切联系。

装料设备按上料方式分为料罐式、料车式以及带式上料机等型式。

其中料罐式已基本淘汰，料车式结构目前在中小型高炉上用得较多，带式上料机已成为目前大型高炉优先采用的一种型式。

按炉顶煤气压力大小，炉顶装料设备又可分为常压高炉与高压高炉两种型式。

原料由料车或带式运输机按装料顺序和数量先倒入小钟的漏斗内，然后根据布料器工作制度旋转一定角度，打开小钟，把料装入大料斗。

通常，小钟下四次料，大料斗内装满一批料。

待炉喉炉面下降到预定位置时，提起探料设备，同时发出装料指示，打开大钟，把一批料装入炉喉炉面。

这样原料成批地入炉，最后炼成生铁。

4．1．2对装料设备要求现代大型高炉每天要把上万吨炉料从炉顶加入炉内，炉顶装料设备在工作中启动制动频繁，设备不断受到原料的冲击和磨损，并受高温带尘煤气的冲刷和腐蚀，如采用烧结矿装料时，炉顶煤气经常在400～500℃的范围内波动。

随着高压操作和炉顶压力的提高，炉顶装料设备应满足下列要求：(1)在炉喉应合理布料，能按冶炼要求对炉料在炉喉分布进行合理调节；(2)保证炉顶可靠密封，满足高压操作要求；(3)在满足上述要求下，设备结构力求简单合理，便于制造、运输、安装；(4)零件寿命长，维护和修理方便；(5)能实现操作自动化。

4．2固定受料漏斗受料漏斗的形状与上料方式有关。

图4—2是用料车上料时采用的一种结构型式。

受料漏斗的倾斜侧壁，特别是在四个拐角上与水平面应有足够的角度(至少45°，最好为60°)，以保证物料顺利地滑下。

受料漏斗的外壳是焊接结构，内表面由铸造锰钢板用螺栓固定，作为耐磨内衬。

目前也有用钢轨作为衬板。

为了便于安装，通常受料漏斗沿纵断面分为两半，用螺栓连接。

整个受料漏斗由两根槽钢支持在炉顶框架上，它与旋转布料器不连接在一起。

漏斗口的尺寸应保证不发生卡料现象。

4．3布料要求及布料器4．3．1合理布料的意义和要求4．3．1．1合理布料的意义从炉顶加入炉料不只是一个简单的补充炉料的工作，因为炉料加入后的分布情况影响着煤气与炉料间相对运动或煤气流分布。

如果上升煤气和下降炉料接触好，煤气的化学能和热能得到充分利用，炉料得到充分预热和还原，此时高炉能获得很好的生产技术经济指标。

煤气流的分布情况取决于料柱的透气性，如果炉料分布不均，则煤气流自动地向孔隙较大的大块炉料集中处通过，煤气的热能和化学能就不能得到充分利用，这样不但影响高炉的冶炼技术经济指标，而且会造成高炉不顺行，产生悬料、塌料、管道和结瘤等事故。

在高炉操作中，通过布料情况来改变煤气流在炉内的分布已成为高炉顺行和降低焦比，提高冶炼强度的有效手段之一，因此，炉料在炉喉的合理分布具有十分重要的意义。

4．3．1．2合理布料要求根据高炉炉型和冶炼特点，炉顶布料应有下列几方面要求：(1)周向布料应力求均匀；(2)径向布料应根据炉料和煤气流分布情况进行径向调节；(3)要求能不对称布料，当高炉发生管道或料面偏斜时，能进行定点布料或扇形布料。

4．3．2布料器的组成及基本型式对于采用料车上料的炉顶装料设备，当料倒入小钟漏斗内时，原料有两种不均匀性，一种是块度不同的原料所产生的粒度偏析，另一种是容积的不均匀性(图4—3)，前者是由于原料块度和密度的不同弓i起的，后者则由于料车卸料的性质所决定的。

炉料在炉喉圆周上的分布不论在块度方面或体积方面都应力求均匀，当炉顶采用料车上料时，倒入小钟漏斗内的料，由于原料的自然堆角而在卸料处形成“料峰”(图4—3)。

大块料集中于料峰坡下，小块料集中于峰顶。

这样，在小钟料斗内，不但原料分布不均匀，而且原料粒度分布也不均匀，因此，势必造成炉喉四周布料不均。

为了消除这种现象，除在原料使用上进行粒度分级外，还应对不同原料进行分车装入。

在设备方面，可以在受料漏斗内加设导料板，或缩小受料漏斗下料口直径，使原料尽可能地引入小钟漏斗的中部。

此外，近代高炉在炉顶广泛采用旋转布料器。

布料器的形式很多，目前国内料车式高炉采用的型式有马基式旋转布料器、快速布料器和空转螺旋布料器等，其中以马基式布料器用得最多。

马基式布料器的工作原理是，当料车每次卸料后，旋转漏斗(连同小料钟)及其内原料依次转过一个角度，并且每次转动的角度比上次转动的角度增加60。

，例如第一车料卸入后，小钟漏斗不转，在0。

处就地卸料；接着为60。

、120。

、180。

、一120。

、一60。

处卸料。

这样虽然原料在小钟内是不均匀的，但在大钟上(或炉顶)沿圆周方向堆尖接近均匀分布。

这种布料方法即所谓六点布料。

目前在大型高炉上还选用15。

角24个正反旋转点为基本参数的方法进行布料。

实践证明，对于两个料车位于斜桥中心线两侧分别进行上料时，当批料由两车矿石和两车焦炭组成(用00，CC表示)，并采用每批料旋转角度增加60。

时，所得到的布料情况最为有利，目前料车上料的高炉差不多都采用这种布料制度。

4．3．2．1马基式旋转布料器马基式旋转布料器的结构组成随其大小不同也有差异，图4—4和图4—5是用于1000～m高炉上经过改进后的典型布料器。

15003A受料部分受料部分是由小料斗1、小钟2、小钟拉杆11和小钟拉杆保护套19等组成。

布料器的旋转漏斗由内外漏斗组成。

外漏斗由铸钢制成，下部圆筒部分也可用厚钢板卷成焊接。

圆筒外表面需光滑加工，以减少填料密封(图4～5)的摩擦阻力和保证较好的密封效果。

内漏斗1由上下两部分组成，上部是焊接件，其内表面用锰钢板保护。

下部是铸钢件，与小钟的接触表面上堆焊硬质合金，并加以磨光。

由于小钟受到炉料频繁冲击和脏煤气的冲刷，工作条件恶劣。

小钟材质一般采用zGMn3、zG50Mn2，也有在小料钟非密封面，即与炉料接触的表面堆焊硬质合金或装设铸Mnl3保护板的，以延长小料钟寿命。

小钟料斗材质一般采用zG35或ZG 50Mn2。

小钟锥面倾角一般为50°～55°。

为了保护接触表面，也可以加大倾角到65°。

在高压高炉上小钟寿命一般不到一年，为了充分延长第一代料钟寿命，也有把小钟做成整体的。

而第二代小钟一般由两半合成。

小钟拉杆11是中空的，用厚壁无缝钢管制成，大钟拉杆18穿过其中心，由图4—4可知，小钟拉杆的上端，通过拉杆的上接头12与止推轴承14连接，下端则通过拉杆下接头30与小钟固接。

为了防止原料的冲击，外部用锰钢套19保护。

为了更换保护套，每个保护套的高度约为150mm，由两个半环并带有互扣缺口所组成。

其总的长度取决于炉料的冲击范围，外径约350mm，在原料冲击最严重的位置，保护套外径可增至450mm。

B支托和定心装置布料器的环形支座26固定在煤气封罩上，环形支座上装有三个支持辊7和三个定心辊8，三个支承辊在一般情况下只和外漏斗的上法兰的跑道接触以支承小钟料斗，支承辊的下辊面与下面导轨之间间隙为2～3㎜。

当钟间容积过高时，布料器被托起，这时支持辊和下跑道接触以承受炉顶煤气的托力。

三个定心辊起布料器的定心作用。

定心辊和支承辊的材质为45钢或40钢，辊面硬度}HRC>40。

支承辊轴为40Cr，支承辊的锥角取16°。

C布料器的传动系统传动系统的布置应注意避免布料器附近的煤气可能燃烧以及烟尘的污染，故把电机、减速箱和其它高速传动件放置在远离布料器的房间内，然后用十字接头联轴节经传动轴23、锥齿轮对22和小齿轮21带动齿圈20，使外漏斗旋转，从而使小料斗旋转，达到沿圆周方向均匀布料的目的。

这里使用十字头连轴节除考虑加长传动距离外，还应考虑到布料器由于某些原因(如高炉开炉温度升高，布料器随高炉上涨)使布料器产生轴向串动时仍能保证正常传动。

安装时把布料器装得比圆柱齿轮箱那一头低一些。

D小钟的拉杆与吊架的连接装置小钟拉杆1的上部通过螺纹与上接头6连接，接头的上部加工成凸缘4支承在止推辊子的轴承上(图4—6)，止推轴承装在不转动的轴承盒内。

为了便于装拆，该轴承盒由水平接缝分为两部分，上部又有垂直接缝由两半合成。

轴承盒的上端与吊杆相连接，吊杆5通向小钟的平衡装置。

当小钟及其拉杆随小料斗一起旋转时，小钟吊杆和止推轴承盒不转动，但有时由于止推轴承的润滑不良或其它原因，小钟拉杆转动时会带动吊架底座转动，从而使装在吊架底座上的吊杆发生偏转，为此在轴承盒下部设有一个铰接点，与防扭槽钢相连。

该防扭槽钢插入受料漏斗壁的窗口内，只许吊杆移动，限制它随小钟拉杆一起转动。

另一方面，如果由于某种原因使吊杆发生偏转，防扭装置会自动触动开关，使布料器驱动装置断电而停止转动，同时发出信号，以便及时修理。

吊架2上也可设置其它型式防扭安全装置。

为了防止钟间容积的煤气沿大小钟拉杆之间的缝隙出，在止推轴承盒的上部设有多层填料密封(图4—6的8、9、10)。

在这些填料密封中，要经常通润滑油。

定心瓦11和12可以做成迷路密封的结构，并不断地通入蒸气。

4．3．2．2其它型式的布料器A快速布料器上述六点布料法只能通过许多料批使炉喉圆周方向各种原料堆尖分布均匀。

它不能使每车料在小钟漏斗内或炉喉圆周方向均匀。

为了克服这个缺点，出现了快速均匀布料法的装置。

图4—7是带中间快转漏斗的布料器结构示意图。

在小钟4和小钟料斗3的上方装有一个中间旋转漏斗2，该中间漏斗做成双坡底形，漏斗下部开有两个漏料孔，漏斗本身支承在三个驱动辊6上，它们利用摩擦力直接带动漏斗旋转，三个驱动辊由三台电机5分别直接驱动。

在漏斗上缘圆周上，还装有三个定心辊7，以免中间漏斗发生径向偏移。

当料车将到卸料轨道时，中间漏斗开始旋转，料车卸料时，漏斗转速一般不超过19r／min，原料经受料漏斗1经快速旋转漏斗2向小料斗3均匀布料。

为使设备磨损均匀，电动机可以正反交替进行工作。

图4—7 带中间快转漏斗的布料器这种布料器在我国中小型高炉上使用以来情况良好，由于边旋转边布料，故布料均匀。

另外，中间旋转漏斗2与小钟和小钟料斗分开，并处于等压气体(大气)的环境中工作，因此不存在布料器密封问题，布料器的维护和检修比马基式布料简单。

但是由于这种布料器的旋转速度过快，因此加速了传动机构的磨损；另外，由于采用双坡底的结构；故不便于定点布料。

改用单漏孔的结构，能有效地下偏料。

此外，由于采用摩擦辊传动，易产生打滑，因此应进行打滑计算。

空转螺旋布料器的结构形式与单漏斗孔的快速布料器相同，布料器的主体为一歪嘴中间漏斗(图4—8)。

它的动作由大钟指挥(通过电器连锁)，每向炉内装完一批料，大钟关闭后，此歪嘴中间漏斗不以30°的倍数单向、低速、空转，而每次空转63°，每批料间歪嘴相差63°。