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1、炼钢机械设备1概述1.1氧气顶吹转炉炼钢特点氧气顶吹转炉炼钢又称LD炼钢法，通过近几十年的发展，目前已完全取代 了平炉炼钢，其之所以能够迅速发展的原因，主要在于与其它炼钢方法相比， 它具有一系列的优越性，较为更突出的几点如下：1. 生产效率高一座容量为80吨的氧气顶吹转炉连续生产 24小时，钢产量可达到日产 3000 4000吨，而一座100吨的平炉一昼夜只能炼钢 300 400吨钢，平均小 时产量相差甚远，而且从冶炼周期上看，转炉比平炉、电炉的冶炼周期要短得 多。2. 投资少，成本低建氧气顶吹转炉所需的基本建设的单位投资，比同规模的平炉节约30%左右，另外投产后的经营管理费用，转炉比平炉要节
2、省，而且随着转炉煤气回收 技术的广泛推广和应用，利用转炉余热锅炉产生蒸气及转炉煤气发电，使转炉 逐步走向“负能”炼钢。3原料适应性强氧气顶吹转炉对原料情况的要求，与空气转炉相比并不那么严格，可以和平 炉、电弧炉一样熔炼各种成分的铁水。4. 冶炼的钢质量好，品种多氧气顶吹转炉所冶炼的钢种不但包括全部平炉钢，而且还包括相当大的一部 分电弧炉钢，其质量与平炉钢基本相同甚至更优，氧气顶吹转炉钢的深冲性能 和延展性好，适宜轧制板、管、丝、带等钢材。5. 适于高度机械化和自动化生产由于冶炼时间短，生产效率高，再加转炉容量不断扩大，为准确控制冶炼 过程，保证获得合格钢水成分和出钢温度，必须进行自动控制和检测
3、，实现生 产过程自动化。另外，在这种要求下，也只有实现高度机械化和自动化，才能 减轻工人的劳动强度，改善劳动条件。1.2转炉炼钢机械设备系统氧气顶吹转炉炼钢法，是将高压纯氧压力为0.51.5MPa，纯度99.5%以 上，(我厂为99.99%),借助氧枪从转炉顶部插入炉内向熔池吹氧，将铁水吹炼 成钢。氧气顶吹转炉的主要设备有：1. 转炉本体系统：包括转炉炉体及其支承系统托圈、耳轴、耳轴轴承和支承座，以及倾动装 置，其中倾动装置由电动机、一次减速机，二次减速机、扭矩缓冲平衡装置等 组成。2. 氧枪及其升降、氧气装置及配套装置。氧枪包括枪体、氧气软管及冷却水进出软管。根据操作工艺要求氧枪必须随时升降
4、，因此需要升降装置，为保证转炉连续生 产，必须设有备用枪，即通过换枪装置，随时将备用枪移至工作位置，同时要 求备用枪的氧气，进出水管路连接好。3. 散装料系统：氧气顶吹转炉炼钢使用的原料有：(1) 金属料一一铁水、废铁、生铁块；(2) 脱氧剂一一锰铁、硅铁、硅锰、铝等；(3) 造渣剂一一石灰、萤石、白云石等；（4）冷却剂一一废钢、铁矿石、石灰石、氧化铁皮等。（5）供应铁水的设备有：贮存和混匀铁水用的混铁炉，运输铁水用的铁水罐及 铁水罐车，铁水包。（6）废钢及生铁块用专用吊车及废钢斗装入炉内。（7）氧剂主要为合金料，经烘烤、称量后，由叉车运送至炉后，由铁合金旋转 溜槽加入到钢水罐中。而绝大多数造
5、渣剂，则是从低位料仓经斜桥上料皮带输送机送至高位料 仓，需用时，再通过电振给料器、称量斗、汇总斗、下料管直接进入炉内。 4 活动烟罩及提升装置。转炉吹炼时，产生大量气体（烟尘），经烟罩进入烟气处理系统，烟罩分 为固定烟罩和活动烟罩两部分，固定烟罩是装在余热锅炉与活动烟罩之间，活 动烟罩在吹炼时降下，接近炉口，这样可减少大量冷空气进入炉气处理系统， 降低除尘负荷，同时也利于转炉煤气回收。吹炼时需上、下升降活动烟罩，其传动方式为机械式，包括重锤、电机、 提升减速机及绳链装置等。5. 烟气净化处理系统。顶吹转炉吹炼过程中产生的大量高温烟尘，首先进入半余热锅炉（烟道）进 行余热回收和冷却，而后经一级文
6、氏管、重力脱水器、弯头脱水器、二级文氏 管、湿漩脱水器等进行除尘和冷却，脱水后的烟气被抽入一次除尘风机，经水 封器之后，被送入贮气罐（煤气柜）回收利用或进行放散。6. 其它配套设备及系统：转炉配套装置包括前后挡火门、炉下车辆，另外转炉的中压水系统也是很 重要的组成部分。氧枪配套装置包括刮渣器及标尺装置。配套的系统包括了氧枪的供水、供 气系统，以及氮封系统另外，为了准确地判断吹炼终点，提高钢水命中率、炉龄、产量和钢水质 量，以及降低各种消耗等，近年来在许多转炉上，已经应用电子计算机对转炉 冶炼过程进行静态和动态相结合的控制，其中最广泛和有效的手段是采用副枪 装置，测定钢水温度、钢中含碳量和含氧量
7、，并可同时取样供化验分析，包括 测定熔池深度，以供准确确定吹炼枪位等等。2氧气顶吹转炉炉体氧气顶吹转炉炼钢生产的本体系统，是由炉体、炉体支承系统、倾动机构 及扭矩平衡装置组成。2.1炉体结构氧气顶吹转炉炼钢是在1600度以上的高温中进行的，所以，转炉炉壳内部 必须砌筑一定厚度的耐火材料即炉衬。转炉炉体包括炉壳和炉衬。炉壳为钢板焊接结构；炉衬包括工作层、永久 层和填充层三部分。炉体由截锥形炉帽、圆柱形炉身及炉底三部分组成。炉帽顶部为圆形炉 口，工作时用以加料、插入氧枪、排出炉气和倒渣。2.1.1水冷炉口我厂采用的为铸铁埋管式炉口，其结构为180。剖分式，内部为循环水强制冷却，由14套销轴、斜楔通
8、过炉帽法兰与炉体相连接，炉口进出水管分别连在 耳轴上，此种水冷炉口结构，可以大大增强炉口水冷效果，提高使用寿命，同 时也可以减少炉口上的粘结物，降低漏水率，及延长炉帽金属壳与炉衬的使用 寿命。2.1.2炉帽挡渣板挡渣板由24块大小不等的钢板组成，呈环形伞状分布，每块挡渣板通过四 个M36高强螺栓与焊接在炉体上的支撑架相连，这种形式挡渣板强度较高，而 且易于维护和检修。2.1.3出钢口设置在炉帽与炉身交界处，以保证在出钢过程中，炉子维持在接近水平位置时，保持钢液的深度，以便顺利出钢，。2.1.4炉帽及炉身炉帽采用焊管式水冷结构（3#炉上采用），通入冷却水强制冷却，以降低 炉壳温度提高使用寿命，炉
9、身由c =60mm厚钢板制成。2.1.5炉底转炉炉底为活炉底，由18个炉底销及楔铁通过上、下吊架连接炉底与炉身，其中3#炉炉底另配有底吹管路。转炉修炉为下修式。维护要点1. 水冷炉口和溜渣板在清完渣后，要及时喷洒喷涂料；2. 打炉皮渣时，禁止拆炉机正面冲击炉口及溜渣板；3. 控制钢水的喷溅；4. 炉口进出水管及时清渣，防止水管被钢渣包住而失去缓振功能，导致水管 焊缝撕裂以及被挤坏。2.2炉体支承系统转炉炉体及其附件的全部重量皆通过支承系统传递到基础上去。此外，支 承系统的一部分构件，还承担着传递从倾动机械到炉体之间的倾动力矩，使炉 体实现倾转。因此，支承系统是直接关系着转炉能否正常工作的重要组
10、成部 分。炉体支承系统包括支承炉体的托圈、托圈与炉体连接用的连接装置（球绞 支撑），以及支承托圈的耳轴，耳轴轴承及其底座。2.2.1托圈托圈是转炉重要承载和传动部分，在工作中，托圈除承受炉体、钢液及炉 体附件的静载荷和传递倾动力矩外，还要承受频繁启、制动产生的动负荷，以 及各种热幅射、热传导产生的热负荷。因此，它的强度和刚度都要求较高，托 圈采用焊接式整体结构，工作时托圈内通水强制冷却。我厂转炉托圈由厚度为 80和100的钢板焊接组成的箱形结构，它与耳轴焊接成一个整体。托圈内径 为C 5710，托圈与炉壳间隙100 mm。222耳轴耳轴与托圈一样是转炉的重要承载和传动件，它支承者炉体和托圈的全
11、部 重量，并传递倾动力矩。在工作中承受弯、扭力矩，以及托圈传来的高温和周 围热辐射产生的热负荷，和启动、制动、打渣、兑铁水等的冲击载荷等。耳轴分为从动端耳轴和驱动端耳轴。从动轴、驱动端耳轴轴心同样都是空 的，供通冷却水用。2.2.3炉体与托圈的连接装置我厂转炉采用三支点方式支承在托圈上，其支承装置采用球面带销螺栓将 炉体和托圈连接在一起。整个连接装置是由两部分组成，一部分是托圈上三个球面带销活节螺栓与 炉壳上部连接支承法兰组成的倾动、承载部分；另一部分是安装在两耳轴部位 的托圈上下的两组止动托座。三个球面带销活节螺栓与炉壳上部的连接支承法兰，承受炉体在垂直位置 和倾动过程的炉体载荷。其中位于出
12、钢口对侧的活节螺栓传递倾动力矩。而炉 体倾动到水平位置时的炉体载荷则由位于耳轴部位的两组止动托座传递到托 圈。三点支承的球面螺栓中，一个安置在出钢口对侧的托圈中心上，其余两个 与其成120。角布置，每一个支承点都由焊接在托圈上的水平销轴座、水平销、 活节螺栓、两组凹凸球面垫圈，以及固紧螺母组成。维护要点1 每班必须对耳轴进行干油润滑；2 球铰四周的保护罩不允许破坏，防止钢渣侵蚀球铰；3. 炉壳与托圈之间不允许积渣，以保证托圈的散热效果；4. 托圈侧面的圆孔为应力孔，为托圈工作时自然消除应力，不允许被渣或其 它东西堵死；5. 托圈止动座两侧的调整垫要定期检查是否掉落，以免引起炉壳与托圈的相 对运
13、动而酿成事故。2.3倾动机构及扭矩平衡装置能适应托圈变形的全悬挂倾动装置，它由下列几部分组成：驱动电动机、 一次减速机、二次减速机、扭力杆式扭矩平衡装置和润滑装置等。一次减速机共有四台，借其法兰凹缘固定在二次减速机的外壳上。在其输 出轴上安装的小齿轮与安装在耳轴上的悬挂大齿轮相啮合，组成二次减速机。安装小齿轮的输出轴端部支承在二次减速机靠近炉体侧的二次减速机壳上 的轴承中。二次减速机内的悬挂大齿轮用两组切向键固定在转炉耳轴上。扭力杆柔性缓冲支承装置是平衡转炉倾动时引起悬挂减速机（二次减速 机）壳体旋转的旋转力矩平衡装置。它借助于扭力杆本身的扭转变形随时吸收 和缓冲倾动机械正向或反向旋转时交替产
14、生的两个方向的冲击。并将二次减速 机壳上的旋转反力，通过扭力杆支承座作为垂直力传递到基础上。扭力杆一方面通过接近其两端的支座固定在基础上（扭力杆在其支座内可 以自由扭转）。另一方面，它通过其两端的扭转臂（曲柄），借助两根分别连 接在二次减速机机壳底部两侧的拉（或压）杆与二次减速机壳相连。为了防止过载，引起扭力杆的损坏，在二次减速机壳的下方，设置有止动 支座（保护挡铁）。当倾动力矩过正常倾动力矩三倍时，二次减速机壳底部与 止动支座接触，扭力杆不再承受更大的扭矩，同时，止动支座（保护挡铁）可 以在缓冲装置被破坏后，防止一次减速机 360度旋转，造成更大的破坏。四台驱动电动机是直流电动机，采用可控硅
15、直流调压控制速度。四台驱动电动机中，当一台发生故障时，短时间内其它 3台电动机工作, 但出钢时间要延长。并且，如果 3台电动机传动时间过长或重复频繁，则会降 低整个装置的使用寿命。整个装置设有紧急复位电源，强制炉体复位。这样，在出钢过程中，当由 于停电事故炉子无法复位时，可切换事故电源将其并入电源，使炉体复位。整个装置的润滑方式是，一次减速机的齿轮和轴承的润滑都采用油池飞溅 润滑。二次减速机的齿轮和轴承都采用稀油润滑系统强制给油润滑。知识点1扭力杆在倾动系统中的作用？2.转炉供电系统停电时，转炉是通过什么原理复位的，要注意什么问题？操作要点摇炉过程中，在接近出钢位和测温取样位时，应采用低档速度摇炉，防止钢 水从炉口溢出。维护要点1扭力杆东西侧下部连接座的 8个M36调节螺杆，在调整时与曲柄端面保持1毫米左右的间隙，不能顶在曲柄上；2倾动弹性胶圈及螺杆要经常检查，有损坏及脱落者必须及时进行更换；3 稀油站的油泵要经常检查，发现响声异常及漏油严重时，必须及时倒换备 用泵，并进行检修；4 对液压推的油位要定期检查，油位低时要及时补充；发现内泄者必须更换；5倾动抱闸的间隙必须适中，不能过大也不能过松，防止溜车及磨损闸皮。思考题转炉倾动不动作时，怎样操作复位及注意事项。3转炉配套系统
