高炉上料设备讲义(powerpoint 40页)

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1、第三章、高炉上料设备 教学目的：教学目的： 了解高炉上料工作系统原理及了解高炉上料工作系统原理及 满满足的条件分析，掌握整机设备的足的条件分析，掌握整机设备的 设设计计算基本过程及计算要点和典计计算基本过程及计算要点和典 型型装置的结构装置的结构 教学内容：教学内容： 1.1.高炉上料设备作用、形高炉上料设备作用、形 式及基本功能式及基本功能 2. 2.料车式上料小车工作原料车式上料小车工作原 理、受力分析理、受力分析 3. 3.卷扬机工作原理、驱动功卷扬机工作原理、驱动功 率计算率计算 4. 4.皮带上料机工作原理、上料皮带上料机工作原理、上料 能力计算能力计算 5. 5.液力联轴器工作原理

2、与结构液力联轴器工作原理与结构 教学重点：教学重点： 1.1.料车上料工作原理、受力分析料车上料工作原理、受力分析 2.2.卷扬机工作原理、驱动功率计算卷扬机工作原理、驱动功率计算 3.3.液力联轴器工作原理与结构液力联轴器工作原理与结构 教学难点：教学难点： 1.1.料车上料工作原理、受力分析料车上料工作原理、受力分析 2.2.卷扬机驱动功率计算卷扬机驱动功率计算 教学进度：教学进度： 总学时总学时 3h 3h 教学备忘：教学备忘： 第一页，编辑于星期一：二点 五十五分。第三章、高炉上料设备 31 概述一、上料设备 的作用 同学们想一想 将高炉冶炼过 程所需的各种原料（矿石、焦碳、熔剂等）从

3、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. 第二页，编辑于星期一：二点 五十五分。31 概述三、上料设备的型式 同学们想一想 1.料罐式上料机（已淘汰） 2.料车式上料机（教材P40 图3-1） 3.皮带式上料机*（教材P41图3-2）带式上料机的优点： （1）运料能力更大，可以没有间隙地工作 （2）设备更简单，投资更省 （3）更远程装料和操作，让高炉周围空的空间更多 （4）上料更均匀、

4、平稳，料的粒度损伤小 （5）工作更可靠，维护简单，自动化程度更高 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。 第三页，编辑于星期一：二点 五十五分。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料车第四页，编辑于星期一：二点 五十五分。第五页，编辑于星期一：二点 五十五分。32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 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4760度） 炉顶卸料曲线段（该段很特殊

5、），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第六页，编辑于星期一：二点 五十五分。图33 料车上料机运动示意图第七页，编辑于星期一：二点 五十五分。第八页，编辑于星期一：二点 五十五分。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 P5354第九页，编辑于星期一：二点 五十五分。 在时间内料车刚开始启动，重料车直轨上升，空

6、料车自炉顶卸料曲线极限位置下行，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。在时间内，为了较快地过渡到最大速度，加速度应大些 在t3时间内，一般取v3=v=34m/s 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 第十页，编辑于星期一：二点 五十五分。2.2.生产效率计算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%120%。主要原因是满足主要原因是满足“

7、 “赶料线赶料线” ”时要加快上料的需求和为今后挖潜能力做保障。时要加快上料的需求和为今后挖潜能力做保障。主要计算：主要计算：（1 1） 一批料能生产的铁水量：一批料能生产的铁水量： q= q=焦碳量焦碳量/ /焦比焦比=Qc/C=Qc/C 根据根据q q可以确定一批料中各种炉料的重量。可以确定一批料中各种炉料的重量。 矿石批重矿石批重Qo=kqQo=kq由由QcQc、QoQo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、矿石所需料车数量料焦碳、矿石所需料车数量（2 2）高炉每昼夜所需总上料批数：）高

8、炉每昼夜所需总上料批数： N=P/q N=P/q 或或 N=PC/Qc N=PC/Qc ， P P每昼夜生产铁水产量每昼夜生产铁水产量 上料机一昼夜最大可能上料批数：上料机一昼夜最大可能上料批数： N=86400/T N=86400/T，TT提升每批料需要的总时间（包括料车上下时间、装焦碳时间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、装矿石时间，后两者时间一般分别为1525s1525s（3 3）高炉上料机作业率：）高炉上料机作业率：J=N/N *100%J=N/N *100%第十一页，编辑于星期一：二点 五十五分。四、料车静力学分析1.直轨段受力分

9、析 讲读教材P57 图5-182.曲轨段受力分析讲读教材P5859 图3-19、3-20、3-213.料车自返条件 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 =234.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0.60.65 5.第十二页，编辑于星期一：二点 五十五分。第十三页，编辑于星期一：二点 五十五分。第十四页，编辑于星期一：二点 五十五分。 (1)钢绳牵钢绳牵 引力P大于零。如图图321a、

10、b所示，料车车重心位于交点O的垂线线OO右侧侧。P的存在意味着料车车在倾倾翻后有自行返回的可能性，P力越大，表明料车车反拖钢绳钢绳 的作用力越大，料车车越易返回。 (2)钢绳牵引力等于零。料车重心与垂线OO重合，其力的平衡三角形见图321c所示。此时Q+G与车轮总反力R在一垂线上使P=0，这时料车的重力和车轮总支反力互相平衡，料车处在一种不稳定倾翻的临界状态，料车缺乏自返能力。(3)钢绳牵引力P小于零。料车重心已在OO垂线左侧，其力的平衡三角形。P已出现负值，料车已丧失自返能力，要使料车返回必须在车辕上施加压力，而钢绳是不可能产生这种压力的，这种现象叫“料车上天”，必须加以防止。第十五页，编辑

11、于星期一：二点 五十五分。这这就要求空料车车在自重作用下对对瞬时转动时转动中心所产产生的自返力矩应应大于阻力矩考虑车轮缘对轨 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=23第十六页，编辑于星期一：二点 五十五分。为了保证空料车的自返性和前后轮压均匀，空料车重心位置一般设计在通过前轮中心与水平成30角，通过后轮中心与水平成45角所组成的三角形区域内。第十七页，编辑于星期一：二点 五十五分。五、料车卷扬机钢丝绳张 力（一）（一）、直轨段提升时钢丝绳静张力 采用逐点计算法料

12、车连接处钢丝绳张力各滑轮处钢丝绳张力卷筒处钢丝绳张力 主要注意各接点处拉力方向与该段钢丝绳重力方向是同向还是反向，一致则为两者之和，反之为二者之差。 同时注意力的数值均为沿钢丝绳滑动方向的分量值。 结论： 卷筒张力S=A - 2qLisina满载料车直轨提升时，卷筒圆周上的张力S与钢丝绳行程Li成直线关系，并随着料车上升而有所减小。 6.第十八页，编辑于星期一：二点 五十五分。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

13、渐增加。第十九页，编辑于星期一：二点 五十五分。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第二十页，编辑于星期一：二点 五十五分。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 第二十一页，编辑于星期一：二点 五十五分。

14、七、料车驱动功率计算过程一般已知条件为： 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.校核电机第二十二页，编辑于星期一：二点 五十五分。一、构成一、构成 示例：示例：2500m32500m3皮带机（教材皮带机（教材P70P70图图3-283-28

15、）描述皮带上料机的主要技术参数：描述皮带上料机的主要技术参数：同学们想一想：同学们想一想： 输送量（输送量（t/ht/h）、带宽（）、带宽（mmmm）、带长（）、带长（mm） 带速（带速（m/sm/s）、电机功率（）、电机功率（KwKw）、带厚（）、带厚（mmmm）、钢）、钢芯直径（芯直径（mmmm）、输送料品种）、输送料品种第二十三页，编辑于星期一：二点 五十五分。33皮带上料机二、皮带类型及基本结构1. 类型：普通帆布胶皮带（高炉上现在一般不 用）、钢绳芯胶带（也称夹芯皮带）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3.夹芯皮带结构： 代号：

16、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 第二十四页，编辑于星期一：二点 五十五分。1.1.机构简图机构简图 讲读教材讲读教材P74P74图图3-323-32三、传动装置第二十五页，编辑于星期一：二点 五十五分。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e（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。 第二十六页，编辑于星期一：二点 五十五分。第二十七页，编辑于星期一：二点 五十五分。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,即等圆周力分配法第二十八页，编辑于星期一：二点 五十五分。第二十九页，编辑