15MN电极挤压机本体结构设计-开题报告

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1、上 海 电 机 学 院毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告课 题 名 称 15 极 挤 压 机 本 体 结 构 设 计学 院 机 械 学 院专 业 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化班 级学 号姓 名指 导 教 师定 稿 日 期 ： 2015 年 3 月 10 日215 挤 压 机 本 体 结 构 设 计1 选 题 背 景 及 其 意 义本 课 题 来 源 于 企 业 的 委 托 ， 通 过 校 外 企 业 的 委 托 任 务 ， 使 我 们 能 够 将 大 学 4年 学 习和 企 业 工 作 联 系 起 来 。电 炉 炼 钢 的 迅 速 发 展 使 优 质 电 极 的 需

2、求 量 与 日 剧 增 。 电 极 是 电 炉 的 重 要 组 成 部 分 ,它 将 电 能 输 入 到 炉 内 并 与 炉 料 间 产 生 高 温 电 弧 (温 度 可 达 300 一 600 )。 制 造 电 极 ，是 把 含 有 少 量 灰 分 和 硫 磺 的 优 质 石 油 焦 炭 粉 碎 ， 煤 沥 青 作 为 粘 结 剂 与 之 搅 拌 ， 使 其 成 型后 烧 结 ， 在 进 行 石 墨 化 处 理 。 对 于 搅 拌 物 的 成 型 方 法 有 多 种 ， 炼 钢 用 的 电 极 是 采 用 挤 压方 法 。 电 极 在 高 温 下 工 作 受 到 炉 气 的 氧 化 及 塌

3、料 的 撞 击 。 冶 炼 过 程 要 求 电 极 具 有 良 好 的导 电 性 ,耐 高 温 不 易 氧 化 与 烧 损 ,有 足 够 的 强 度 ,不 易 折 断 及 破 碎 ,含 磷 、 硫 等 杂 质 少 。 电炉 用 电 极 有 石 墨 化 电 极 和 炭 素 电 极 两 种 。 石 墨 化 电 极 的 各 项 技 术 指 标 均 比 炭 素 电 极 好 ,导 电 率 约 大 3 4倍 ,故 生 产 中 多 用 石 墨 化 电 极 。电 炉 炼 钢 时 用 的 电 极 的 制 造 相 当 复 杂 ， 从 石 油 焦 炭 的 选 定 开 始 ， 需 要 粉 碎 、 搅 拌 、成 型 、

4、 烧 结 和 石 墨 化 等 工 序 ， 电 极 成 型 用 的 挤 压 机 ， 根 据 成 型 技 术 及 要 求 不 同 ， 也 有 很大 的 不 同 。 电 极 挤 压 液 压 机 ， 大 致 分 为 卧 式 和 立 式 两 种 ， 考 虑 到 成 品 细 长 和 成 品 处 理 难易 以 及 挤 压 机 的 设 备 条 件 ， 近 年 来 大 部 分 都 是 用 的 是 卧 式 挤 压 机 。 又 因 为 要 求 在 长 的 挤压 筒 内 挤 压 原 料 的 力 量 要 求 大 致 一 样 ， 主 柱 塞 必 须 有 长 的 行 程 ， 因 而 使 用 了 油 压 机 。 15 挤 压

5、 机 是 专 供 炭 素 工 业 将 从 热 状 态 下 混 捏 后 的 原 料 糊 经 凉 料 后 按 所 需 小 规 格 挤 压成 型 的 专 用 设 备 。15 极 挤 压 机 本 体 结 构 简 单 ， 有 卧 式 预 压 、 卧 式 挤 压 的 特 点 。 15 极 挤 压 机本 体 结 构 由 前 梁 、 后 梁 和 水 平 方 向 张 力 柱 组 成 一 个 水 平 的 封 闭 受 力 框 架 。 后 横 梁 上 装 有一 个 挤 压 缸 和 二 个 侧 工 作 缸 ， 三 只 缸 均 与 活 动 梁 相 连 。 先 卧 式 预 压 ， 再 卧 式 挤 压 成 型 小电 极 。

6、电 极 挤 压 机 是 炭 素 厂 最 重 要 的 设 备 ， 它 的 吨 位 和 性 能 决 定 企 业 在 行 业 中 的 地 位 。32 文 献 综 述 （ 国 内 外 研 究 现 状 与 发 展 趋 势 ）目 前 ， 世 界 上 有 20几 个 国 家 能 生 产 石 墨 电 极 ， 主 要 有 英 、 日 、 美 、 法 、 德 等 国 。美 国 是 世 界 上 碳 素 工 业 最 发 达 的 国 家 ， 她 所 拥 有 的 挤 压 设 备 无 论 在 技 术 上 ， 还 是 能 力 上都 比 较 先 进 。 早 在 1913年 ， 美 国 便 开 始 使 用 挤 压 机 来 生 产

7、 1200200 毫 米 的 电 极 。随 着 冶 金 、 化 工 、 国 防 等 工 业 部 门 的 发 展 ,石 墨 电 极 的 产 量 逐 年 增 长 。 当 今 ,世 界 上石 墨 电 极 年 产 量 为 130万 吨 ,我 国 1990年 产 量 估 计 达 24万 吨 ,主 要 应 用 于 电 炉 炼 钢 工 业 。近 10 年 来 ,美 国 、 日 本 、 英 国 、 德 国 、 法 国 、 原 苏 联 、 奥 地 利 、 瑞 士 、 意 大 利 等 国 家 都对 电 极 挤 压 成 型 工 艺 和 设 备 进 行 了 不 断 研 究 与 开 发 。 综 合 起 来 ,国 内 外

8、 电 极 挤 压 机 技 术发 展 主 要 有 三 个 方 面 : 吨 位 越 来 越 合 理 化早 在 50 年 代 ,为 满 足 大 型 电 弧 炉 的 发 展 需 要 ,国 外 电 极 挤 压 机 就 朝 大 型 化 ( 超 过10 向 发 展 。 美 国 国 家 炭 素 公 司 下 属 的 尼 阿 加 镶 、 哥 伦 比 亚 和 克 拉 克 斯 泊 尔 工 厂 首先 装 127 机 来 生 产 1125 素 、 或 石 墨 电 极 。 60年 代 ,日 本 东 海 电 极公 司 安 装 了 由 美 国 华 生 一 斯 蒂 尔 受 公 司 设 计 、 日 本 小 松 枷 作 所 和 佐

9、世 堡 重 工 业 株 式 会社 生 产 制 造 的 60 挤 压 机 ,日 本 神 户 制 钢 所 为 昭 和 电 工 公 司 大 盯 电 极 厂 修 改 设 计 并制 造 了 一 台 100 炭 素 电 极 挤 压 机 。 苏 联 新 西 泊 利 亚 叶 夫 列 莫 夫 制 造 厂 设 计 制 造 了63 挤 压 机 。 我 国 上 海 重 型 机 器 厂 和 第 一 重 型 机 器 厂 分 别 研 制 了 250电 极 挤 压 机 。 随 着 超 高 功 率 电 极 的 开 发 与 应 用 ， 国 内 外 电 极 挤 压 机 的 挤 压 能 力 和 生 产 规格 都 远 远 不 及 先

10、前 ,不 再 追 求 超 大 型 挤 压 机 来 生 产 超 大 规 格 的 电 极 ,而 是 注 重 研 究 与 开发 新 技 术 和 新 工 艺 来 生 产 大 型 优 质 电 极 。 70年 代 末 和 80年 代 初 ,国 内 外 电 极 挤 压 机 逐 渐趋 于 3060 压 生 产 直 径 1000 的 电 极 。 80年 代 中 后 期 ,挤 压 机 基 本 上 稳 定在 30 ， 生 产 直 径 为 700 的 电 极 。 国 内 外 大 型 电 极 挤 压 机 技 术 参 数 见 表 0年 代 后 国 内 外 大 型 电 极 挤 压 机 比 越 来 越 高随 着 电 极 品

11、种 、 数 量 与 质 量 要 求 日 益 增 加 与 提 高 ,国 内 外 电 极 挤 压 机 生 产 制 造 厂 商都 致 力 于 挤 压 设 备 和 辅 助 装 置 的 高 效 性 的 研 究 。 型 式 ：自 60年 代 初 日 本 首 先 将 油 泵 直 接 传 动 应 用 于 30 电 极 挤 压 机 以 来 ,国 内 外 除 超大 型 (50 上 )电 极 挤 压 机 仍 保 持 蓄 势 器 传 动 之 外 ,基 本 上 都 采 用 油 泵 直 接 传 动 型式 。 该 传 动 型 式 具 有 工 作 稳 定 、 耐 腐 蚀 、 维 护 方 便 及 效 率 高 的 特 点 。 在

12、 设 备 液 压 系 统 中 ,国 外 采 用 电 液 伺 服 控 制 、 组 合 集 阀 。 为 了 降 低 噪 声 ,甚 至 有 的 挤 压 机 将 传 动 泵 浸 没 在 油箱 内 的 油 液 中 。 方 法 ：目 前 ,国 外 电 极 挤 压 机 的 料 空 和 型 咀 加 热 三 种 方 法 :蒸 气 、 电 气 和 热 油 加 热 。 由 于 蒸气 加 热 费 时 ,且 易 腐 蚀 管 道 及 漏 损 ,电 气 加 热 和 热 油 加 热 较 为 普 遍 应 用 。 其 中 ,电 气 加 热可 实 现 料 室 和 型 咀 温 度 分 区 段 单 独 调 节 ,并 可 借 助 热 电

13、 偶 进 行 自 动 精 确 控 制 温 度 。 结 构 ：电 极 挤 压 机 的 料 室 结 构 来 分 ,有 固 定 式 单 料 室 、 旋 转 式 单 料 室 和 替 换 式 双 料 室 之 别 。60年 代 前 ,国 内 外 电 极 挤 压 机 基 本 上 都 采 用 固 定 式 单 料 室 。 为 了 提 高 电 极 制 品 的 致 密 度5与 提 高 电 极 生 产 率 ,在 6070年 代 中 相 继 出 现 了 替 换 式 双 料 室 和 旋 转 式 单 料 室 。 进 入 80年 代 ,则 以 旋 转 式 单 料 室 应 用 最 广 泛 。 鉴 于 料 室 结 构 的 差 异

14、 ,在 应 用 过 程 各 有 利 弊 。 如 表2 2 种 不 同 型 式 料 室 结 构 的 特 点 比 更 加 完 善 化国 内 外 电 极 挤 压 机 生 产 制 造 厂 商 在 满 足 炭 素 工 业 生 产 工 艺 要 求 、 不 断 采 用 新 技 术 、提 高 挤 压 设 备 和 辅 助 装 置 工 作 效 率 、 实 现 挤 压 过 程 自 动 化 的 同 时 ,乃 致 力 于 研 究 以 提 高电 极 制 品 致 密 度 、 实 现 整 个 生 产 过 程 的 飞 续 化 与 自 动 化 。 空 脱 气 处 理由 焙 烧 石 油 焦 和 焦 油 沥 青 搅 拌 混 合 的

15、电 极 糊 料 ， 虽 然 经 过 混 捏 后 输 送 、 凉 料 与 排 气 ，但 加 入 料 室 时 仍 残 留 着 气 体 ， 会 使 电 极 制 品 产 生 气 孔 而 影 响 电 极 的 密 度 。 为 此 ， 美 国 、日 本 、 德 国 、 奥 地 利 、 英 国 、 原 苏 联 和 中 国 的 电 极 挤 压 机 生 产 制 造 商 在 80 年 代 先 后 研究 与 采 用 真 空 脱 气 处 理 工 艺 ， 对 电 极 糊 料 的 预 压 过 程 与 挤 压 过 程 进 行 抽 真 空 ， 以 提 高 电极 制 品 的 致 密 度 。 咀 型 结 构在 电 极 生 产 过 程 中 ， 电 极 挤 压 成 型 的 质 量 影 响 着 电 极 制 品 的 质 量 ， 而 电 极 挤 压 成 型质 量 又 取 决 于 咀 型 的 形 状 。 为 此 ， 国 内 外 碳 素 行 业 和 挤 压 设 备 制 造 厂 商 都 将 型 咀 形 状 作6为 提 高 大 型 电 极 密 度 的 主 要 课 题 进 行 研 究 。 机 的 应 用80年 代 中 后 期 ， 随 着 国 内 外 电 极 挤 压 技 术 的 发 展 ， 挤 压 设 备 不 断 完 善 ， 进 而 采 用 计算 机 实 现 单 机 控 制 及 整 个 挤 压 机 生 产 过