冶炼机械

第一章在钢铁联合企业中，炼铁生产处于先行环节。

高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段(约占生铁总产量的99％)。

高炉生产时，铁矿石、燃料(焦炭)、熔剂(石灰石等)由炉顶装入，热风从高炉下部的风口鼓入炉内。

高炉生产的主要产品是炼钢生铁和合金生铁，同时提供铸造生铁。

高炉生产的副产品有煤气和炉渣，高炉煤气可以作为燃料，也可用来发电或取暖，高炉渣可以用来制造水泥、建筑材料和肥料。

高炉生产的顺利进行是保证整个钢铁联合企业有节奏地生产的先决条件之一。

一、高炉生产的主要工艺过程①供料。

②上料。

③装料。

④冶炼。

⑤产品处理经高炉顶部导出的煤气通过逐级除尘清洗后，煤气管道输往各用户使用。

从防尘器排出的炉尘，经处理回收后运往烧结厂作为烧结原料。

二、高炉车间主要设备①供料设备。

包括桥贮矿槽、焦仓、称量车或称量漏斗、振动筛、给料机等②上料设备。

主要包括料车、斜桥和卷扬机(或皮带上料机)。

③装料设备。

主要包括料漏斗、旋转布料器、大小钟料斗、大小钟平衡杆和卷扬机(或大小钟液压驱动装置)、探尺及其卷扬机。

高炉高压操作还有均压阀及均压放散阀和传动系统。

钟阀式和无料钟炉顶有受料闸门及密封阀或旋转溜槽及气密箱。

④辅助设备。

主要包括出铁口机、高炉泥泡，渣铁处理设备、煤气防尘系统统等，送风系统等。

三、对机械设备的要求①满足生产工艺的要求。

②要有高度的可靠性。

③长寿命并易于维修。

④结构简单，易于实现自动化。

⑤设备要定型化和标液化。

高炉生产总的要求是高产、优质、低耗、长寿。

先进的经济技术指标主要是指：合适冶炼强度、高焦炭负荷、高利用系数、低焦比、低冶炼周期、低体风率。

这些指标除与冶炼操作有直接关系外，还和设备是否先进，设计、维修、管理是否合理有密切的关系。

因此设备工作人员对上述各项经济技术指标，必须给予足够的重视。

四、提高高炉生产经济技术指标的途径①精料。

精料是高炉优质、高产、低耗的基础。

精料的基本内容是提高矿石品位，稳定原料的化学成分，提高整粒度和熟料率等几个方面。

稳定的化学成分对大型高炉的顺利操作有重要意义。

而炉料的粒度不仅影响矿石的还原速度，而且影响料柱的透气性。

具体措施是尽量采用烧结矿和入炉前最后过筛等。

②综合鼓风。

综合鼓风包括喷吹天然气、重油、煤粉等代替焦炭，它是降低焦比的重要措施。

此外还有富氧鼓风、高风温和脱湿鼓风等内容。

③高压操作。

高压操作是改善高炉冶炼过程的有效措施，可以延长煤气在炉内的停留时间、提高产量、降低焦比，同时可以减少炉尘吹出量。

④电子计算机的控制。

高炉实现计算机控制后可以使原料条件稳定和计量准确，热风炉实现最佳加热，有利于提高风温和减少热耗。

从而达到提高产量，降低焦比和成本的目的。

因而近年来各国都在加强研究利用计算机控制高炉生产。

⑤高炉大型化。

第二章1、高炉供料的形式有哪几种？供料系统有料车上料系统、皮带上料机上料系统两种不同的形式。

2、对高炉供料设备的要求有那些？①供料系统应适应多品种的要求。

②生产率要大，能满足高炉生产日益增长所需的矿石和焦炭的数量③原料称量准确，维持装料的稳定，这是操作稳定的一个重要因素④在运输过程中，对原料的破碎要少；在组成料批时，对供应原料要进行最后过筛。

⑤设备力求简单、耐磨，便于操作和检修，使用寿命长。

3、称量漏斗的形式有几种？各有什么特点？按照称量传感原理不同可分为杠杆式称量漏斗和电子式称量漏斗。

特点：杠杆式称量系统存在刀刃口磨损变钝后，称量精度降低的缺点。

而且杠杆系统比较复杂，整个尺寸比较大。

电子式称量装置体积小、质量轻、结构简单、装拆方便，而且称量精度高，克服了刃口磨损的缺点。

4、给料机的形式有几种？各有什么特点？给料机有链板式给料机、往复式给料机和振动给料机三种。

现在常用的是振动给料机。

振动给料机有电磁式和电动机式两种形式。

特点：1．电磁式振动给料机电磁振动给料机已有定型设计。

由给料槽1、激振器6、减振器7三部分组成，其结构如图2—6所示。

通过弹簧减振器7把给料机整体吊挂在料仓的出口处。

激振器6与给料槽槽体1之间通过弹簧组4连接。

2．电动机式振动给料机电动机式振动给料机的优点为：更换激振器方便，振动方向角容易调整，特别是激励可根据振幅需要进行无级调整。

激振器的工作原理是：交流电源经过单相半波整流，当线圈接通后，在正半周电磁线圈有电流通过，衔铁和铁芯之间便产生一脉冲电磁力相互吸引，这时槽体向后运动，激振器的主弹簧发生变形，贮存了一定的势能。

在后半周线圈中无电流通过，电磁力消失，在弹簧的作用下．衔铁和铁芯朝相反方向离开，槽体向前运动。

这样，电磁振动给料机就以3000次／min 的频率往复振动。

该种给料机在共振情况下工作，所以驱动功率小。

另外由于其结构简单，与电子式称量装置联锁控制。

其缺点是噪声大，电磁铁易发热，弹簧寿命短，由于衔铁与铁芯的气隙受灰尘影响而使振幅变化影响输送量，适应外部条件变化的能力小（如料层厚度、料柱压力等的变化)。

选择振动筛的要求有：过筛效率要高、振动筛寿命要长、操作要简单，而且要能实现自动控制。

概率筛：概率筛也是一种振动筛，但其工作原理与惯用的振动筛完全不同。

它具有的特点是：产量大，其单位面积产量是普通振动筛的五倍以上；消耗能量小，在近共振情况下工作，所需的激振力和电动机功率小；筛面用橡胶筛板，耐磨性高、寿命长；噪声小，主弹簧用橡胶，工作时无刺耳的噪声；防尘较好，筛机采用全封闭结构、设备紧凑、结构简单。

目前已受到重视，被分别安装在每个矿槽下，作焦炭和烧结矿等的筛分。

概率筛的工作原理是利用物料通过筛孔的概率差异来完成筛分要求的，这种筛子的显著特点是大筛孔、多层筛面、大倾斜角。

第三章高炉上料设备的作用是把高炉冶炼过程中所需的各种原料(如矿石、焦炭、熔剂等)，从地面提升到炉顶。

目前应用最广泛的有斜桥料车上料机和带式上料机。

使用热烧结矿的高炉大多数都采用料车上料机。

高炉冶炼对上料设备有下列要求。

①有足够的上料能力。

不仅满足目前高炉产量和工艺操作的要求，还要考虑生产率进一步增长的需要。

②长期、安全、可靠地连续运行。

为保证高炉连续生产，要求上料机各构件具有足够的强度和耐磨性，使之具有合理的寿命。

为了安全生产，上料设备应考虑在各种事故状态下的应急安全措施。

③炉料在运送过程中应避免再次破碎。

为确保冶炼过程中炉气的合理分布，必须保证炉料按一定的粒度入炉，要求炉料在上料过程中不再出现粉矿。

④有可靠的自动控制和安全装置，最大程度地实现上料自动化。

⑤结构简单，维修方便。

要求上料机的结构具有快速更换、快速修理的特点。

料车上料机主要由斜桥、斜桥上铺设的两条轨道、两个料车、料车卷扬机及牵引用钢丝绳、绳轮等组成料车主要由车体部分、行走部分和车辕部分三部分组成车身外形有斜体与平体两种形式。

斜体式倒料集中，减少偏析，多用在大中型高炉上。

平体型制作容易，多用在小型高炉上。

料车的车轮装置有转轴式和心轴式两种。

料车卷扬机料车卷扬机是提升料车的专用设备。

料车在轨道上的运动如图3-12所示，将料车在斜桥轨道上运动的过程分成六个阶段。

①启动段。

加速度a1应小些，一般a1=0.2~0.4m/s2.启动段科车行程L1设计时多定为L1＝1m。

②加速段.加速段加速度通常选为均＝0.4-0.8m／s2,通常定为v3＝3~4m／s。

③高速运行段。

上下行料车以高速匀速度运行。

④减速段。

通常选用a4＝-(0.4~0.8)m／s2。

本段末速度选用v4＝0.5~1m／s。

⑤低匀速运行段。

运行速度v5=v4⑥制动段。

上下行料车各自运行向终端位置。

制动加速度值通常选用a6＝-(0.4~0.8)m／s2。

带式上料机和料车上料机比较具有以下特点。

①工艺布置合理。

料仓离高炉远，使高炉周围空间自由度大，有利于高炉炉前布量多个出铁口。

②上料能力强。

满足了高炉大型化以后大批量的上料要求。

②上料均匀，对炉料的破碎作用较小。

④设备简单、投资较小。

⑤工作可靠、维护方便、动力消耗少，便于自动化操作。

但是带式运输机的倾角一般不超过120，水平长度在300m以上，占地面积大；必需要求冷料，热烧结矿得经冷却后才能运送。

严格控制炉料，不允许夹带金属物，以防止造成皮带被刮伤和纵向撕裂的事故。

带式上料机组成带式上料机由皮带及上下托辊、装料漏斗、头轮及尾轮、张紧装置、驱动装置、换带装置、换辊装置，皮带清扫除尘装置及机尾、机头检测装置组成液力联轴器的种类分为标准型、安全型和可调型三种。

可调型液力联轴器，调节充液量的方法很多，主要有出口调节式、进口调节式和进出口调节式三种。

液力联轴器的作用①过载保护。

②减少启动时的冲击与振动。

③与鼠笼型电动机连用，可提高鼠笼电动机的启动能力。

④在多台电动机传动链中，可均衡各电动机的负载。

第四章装料设备用来接受上料机提升到炉顶的炉料，将其按工艺要求装入炉喉，使炉料在炉内合理分布，同时起密封炉顶的作用。

目前国内使用最多的炉顶设备是双钟式炉顶和无料钟炉顶。

炉顶装料设备在工作不管采用何种装料设备，都必须满足下述工艺要求。

①能够满足炉喉合理布料的要求，在炉况失常时能够灵活地将炉料分布到指定的部位。

②保证炉顶密封可靠，满足高压操作要求，防止高压带尘煤气泄漏冲刷设备。

③设备结构力求简单合理，便于制造、运输、安装。

④设备寿命长，保证长期可取的工作。

日常检查维护方便，损坏时更换方便。

⑤能实现操作自动化。

双钟式炉顶装料设备主要由受料漏斗、布料器(由小料钟和小料钟漏斗等组成)、装料器(由大料钟、大钟漏斗和煤气封罩等组成)、料钟平衡和操纵设备(也有采用液压控制的，从而取消平衡装置)、探料设备等部分组成。

马基式旋转布料器的组成主要部件有：可以旋转的小钟漏斗、小钟及其拉杆、支托装置、密封装置、驱动和传动机构等。

其他形式的布料器1．快速布料器2．空转螺旋布料器装料器的基本组成装料器用来接受从小料斗卸下的炉料，并把炉料合理地装入炉喉。

装料器主要由大钟大料斗、大钟拉杆和煤气封罩等组成它是炉顶设备的核心。

要求密封性能好耐腐蚀、耐冲击、耐磨、还要能耐温。

它的工作温度一般为200-300℃，最高达500℃。

煤气封罩的作用是使大小钟之间形成足够的容积，达到能贮存一批料(4~5车)，同时要起密封室的作用。

上端有法兰盘与布料器支托架相连接，下端也有法兰盘与炉顶钢圈相连接。

上部为圆锥形，下部为圆柱形。

在锥体部分开有检修孔，平时要保证检修孔密封严密。

安装时下法兰与炉顶钢圈用螺栓固定，为保证其接触处不漏煤气，除在煤气封罩下法兰与炉顶钢圈法兰之间加伸缩密封环外，还在大钟漏斗法兰上、下面加石棉绳，如图4—12所示。

料钟操纵设备的作用就是按照冶炼生产程序的要求及时准确地进行大、小料钟的开闭工作。

按驱动形式分，有电动卷扬机驱动和液压驱动两种。

1．电动卷扬机驱动料钟操纵系统操纵料钟可利用各种机构，一般均采用具有平衡杆的装置，平衡杆是料钟的吊挂装置和驱动装置之间的中间环节。