炼钢机械转炉炼钢机械设备

• *避免静不定引起附加载荷
• *炉体载荷均匀分布在托圈上减低变形
• 2.联接基本形式：
•
*支撑托架夹持式
• *吊挂式——法蓝螺栓连接式P196图7-17
•
——自调螺栓连接式P197图7-18
•
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第二章、转炉炼钢机械
• 三、耳轴支撑装置
• 1.轴承工作特点：按静载荷选取轴承（不按疲劳）
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第二章、转炉炼钢机械
•
§2-2 转炉支撑系统
• 一、托圈 P193图7-14
• 性质：承载件、传动件
• 结构：箱形断面、整体式或分段式
•
包括环形圈体、耳轴两大部分，水冷
• 材料：低合金钢
• 制造：铸造、焊接（一般采用）
• 工作特点：承载（静载）、受扭、冲击载荷
第一章、炼钢机械设备概述
• 3.炉外精炼方法
• 核心目的：脱气、除杂、调品、控温
• DH法：真空处理提升脱气法（1956年/德国/多特德 —胡德公司）
•
采取真空浇注时提出钢水中的气体
• RH法：真空处理循环脱气法（1957年/德国/Ruhrstahl——Heraeus
•
公司）利用Ar气气泡带动钢水连续通过真空室而循环脱气
炼钢机械转炉炼钢机械 设备
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2020/11/21
炼钢机械转炉炼钢机械设备
本课程主要学习内容
• 一、炼钢基本工艺流程与 • 工厂设备 • 二、转炉炼钢机械设备 • 三、电炉炼钢机械设备 • 四、连续铸钢设备
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
本课程学习进度
•
总学时
18h
• 炼钢工艺流程与工厂设备 2h
• 4.轴承型式：
• 重型双列向心球面滚子轴承、铰链轴承、复合轴承
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第二章、转炉炼钢机械
•
§2-3 转炉倾动机械
• 一、倾动机械工作特点
• 低速大速比、重载、起制动频繁、动载大
• 二、倾动机械配置型式与结构及特点
• 1.形式：
• 落地式、半悬挂式、全悬挂式
• 2.结构：重点在原理（图）、特点
• 讲读P202图7-23、24、26、27 、30
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第二章、转炉炼钢机械
• 三、抗扭缓冲装置
• 1.作用：防止倾翻
• 2.要求：
• *适应耳轴工作倾斜导致整个装置位移变化
• *不对耳轴形成附加载荷
• *缓冲性能好，能降低传动件的尖峰载荷
• *结构简单、紧凑、易维修
• 转炉炼钢机械
6h
• 电炉炼钢机械
2h
• 连续铸钢机械
8h
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第一章、转炉炼钢机械设备
*教学目的：
让学生了解炼钢基本工艺及生产过程， 掌握炼钢生产所需设备的基本原理、结构、 性能参数、特点，能够进行炼钢机械设备 的初步设计计算、结构设计
*教学内容：
—炼钢基本工艺与方法、工厂布置 —转炉炼钢机械 —电炉炼钢机械 —连铸机械
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第一章、炼钢机械设备概述
• 二、炼钢工厂基本机械设备
• 1.炼钢工厂布置
•
讲读参考教材P185~186
•
300t转炉车间平面布置
•
• 2.炼钢机械设备
• （1）转炉炼钢机械设备按用途划分：
• 原料设备——铁水车、混铁炉、铁水预处理设备、吊
•
车、散料供应设备、称量设备
第一章、炼钢机械设备概述
• 2.特殊钢冶炼基本工艺：
• （1）基本工艺
•
熔化 吹氧 处理、浇注
• 废钢/合金——钢液——钢水—————锭/坯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• （2）主要方法
• 电弧炉、感应炉、电阻炉、矿热炉、电子束
• 炉、等离子炉等
• （3）主要产品
• 高级优质钢及合金钢
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
• 环保——设备工况不断改善，废气、水、物处理好、公害越来越小
• 监控——设备状态监测系统不断更新，更时时逼真设备运转真实状
•
况，改善设备运转参数，更安全可靠，寿命更长
•
•
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第二章、转炉炼钢机械
•
§2-1 转炉体
• 一、转炉炉体结构
• 1.转炉的总体结构形式：P187图7-7
•
优点：吹炼平稳、喷溅及烟尘少、冶炼速度快、投资更省
•
缺点：寿命较低、作业率影响大、消耗大、系统复杂、维修大
• **顶底吹法（LD-OB）：采取顶吹氧底吹搅拌性气体，提高顶吹溶池搅拌能力与克服
•
底吹化渣、去磷的困难。
•
优点：金属收得率高，炉子可控性强、去磷能力强
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
• 3.炼钢机械设备主要特点
• 重载、受力复杂、连续——连续生产、冶炼强度
•
高、动载荷波动大
• 工况恶劣——高温、多尘、酸碱环境、液体、气体、固 体混合
• 大型、可靠、自动化——装备构成大、自动化程度要求高
•
设备安全系数要求高
• 4.炼钢机械设备的发展概况
• 容量——转炉容积不断加大、冶炼速度不断提高
S——单元体截面面积（为一个弓形面积） Xs——单元体dv重心距Z轴的距离
用理论力学计算重心公式： 重心=体积矩/体积
炉液重心计算值为： 炉液对Z轴的体积矩
Xd= 炉液体积
炉液对X轴的体积矩 Zd=
新炉与老炉的炉腔不同，应分别计 算重量和重心；
G1，G2…Gn——各个简单几何体的重量 Zc，Xc——合成重心的Z、X坐标值
（2）炉壳与炉衬各部分形状及重量 Z1，Z2，…Zn；X1，X2，.Xn各个简单几
均按简化为均质回转体及其组合体， 何体重心的Z，X坐标值
主要为圆柱体、圆台、球缺、球台；
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• 2.转炉总体构成：P188图7-8
• 炉体——炉壳（钢板，包括炉帽、炉身、炉底三部分）
•
炉衬（耐火材料，包括工作层、永久 层、填
•
充层三层）
• 炉体支撑系统——托圈、连接装置及轴承、支座
• 倾动机构——驱动电机、传动装置、抗扭装置
•
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第二章、转炉炼钢机械
• 二、炉壳受载特点与变形 • 属薄壳结构、高温、重载、连续受载 • 载荷性质——静载荷、动载荷、热负荷 • 三、炉壳钢板厚度的确定 • 按照经验，类比方法 • 常用材料Q235、16Mn • •
• 转炉设备——转炉体、炉体支撑装置与倾动装置、修炉机
• 供氧系统——氧枪、提升装置
• 出渣、出钢、浇注设备——盛钢桶及运输车、渣罐及渣罐车、钳式
•
吊车、钢包回转台、连铸机
• 烟气净化与回收设备、炉外精炼设备等
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第一章、炼钢机械设备概述
• （2）转炉炼钢设备按设备属性与生产联系划分
• 特点：外力矩转化为内力矩（扭力杆承担）、不
•
产生附加载荷，能适应耳轴挠变形，确保悬挂减
•
速器在空间做相应位移，不影响传动啮合
• 原理：讲读P220图7-34
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
§2-3转炉倾动力矩计算
• 一、转炉倾动力矩的组成
• 包括三部分：
（1）炉体重量Gk引起的力矩Mk，称 为空炉力矩
•
（频繁起动、制动、生产载荷变化）
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第二章、转炉炼钢机械
• 二、炉体与托圈的联接装置P198图7-19
• 1.联接基本要求：满足热变形要求
•
一般托圈与炉壳之间的间隙为0.03DL
• *转炉任何位置，静、动均匀传递给托圈
• *适应炉体径向、轴向热膨胀，不产生窜动
• 炉子主体设备——转炉炉体
• 各种专用冶金起重设备——原料起重机、
•
桥式和地面加料机、铸锭起重
•
机、脱模起重机
• 连铸机——钢包回转台、连铸机主体、
•
切割机
• 其他设备——混铁炉、铁水预处理设备、
•
吹氧设备、炉外精炼设备、修炉
•
机等
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炼钢机械转炉炼钢机械设备
第一章、炼钢机械设备概述
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（1）基本积分法
求炉液重心
•Z
原理图
•θ
•r •弓 形
•z •e
•S
•b
•dz
•b •z
•a •0
•x
•x s
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§2-3转炉倾动力矩计算
单元体炉液在倾动角度为a情况下， 分别对x轴和y轴的体积矩为：
a Zdv= Z.Sdz—对X轴的体积矩
b a
Xsdv = Xs.Sdz —对z轴的体积矩 b
• 负荷大、转速低（1rpm）、起制动频繁、
• 转动范围大（2800~2900）、轴承零件局部受载
• 2.设计基本计算：
•
讲读教材P197~198
•
（提问：有关轴承受力的设计计算）
• 3.选取轴承考虑的因素：原则为载荷大值选两侧轴承
• 载荷波动情况（附加载荷）、倾动动载、起制动惯性
• 力、热膨胀附加力、炉渣造成偏载
M= Mk+ Md + Mf