机械毕业设计（论文）文献综述CX1型圆盘造球机设计.doc

重庆科技学院学生毕业设计（论文）文 献 综 述题目 球团矿CX-1型圆盘造球机设计 院（系） 机械与动力工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师（签字） 文献综述要求1.文献综述是要求学生对所进行的课题搜集大量情报资料后综合分析而写出的一种学术论文。其特点“综”是要求对文献资料进行综合分析、归纳整理，使材料更加精练明确、更有逻辑层次；“述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的描述和评价。2.文献综述中引用的中外文资料，内容必须与课题或专业方向紧密相关，理工类不得少于10篇，其它不少于12篇。3.文献综述不少于2000字。其所附注释、参考文献格式要求同正文。文献综述的评阅评阅要求：应根据学校“文献综述要求”，对学生的文献综述内容的相关性、阅读数量以及综述的文字表述情况等作具体的评价。指导教师的评语：指导教师（签字） 年 月 日文献综述摘要：通过对圆盘造球机相关资料的学习阅读，了解了球团矿在钢铁工业中的使用和作用将会越来越显得迫切和重要，已成为一种不可或缺的高炉炉料。国内外球团设备的发展趋势将朝着设备大型化方向发展，它是目前国内外球团技术发展的一个重要标志，是未来球团工业发展的总趋势。 本综述主要介绍了把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料的球团矿生产的流程及球团设备的发展趋势。认识了圆盘造球机的工作原理，圆盘造球机结构主要包括伞齿轮传动和内齿轮圈传动两种，主要构件包括圆盘、刮刀、加水管、传动装置和支承机构等，并了解其使用中的控制及注意事项，掌握其常见故障及维护。关键词：球团矿、 球团设备、造球机1铁矿球团的地位及发展现状11 铁矿球团在高炉生产中的地位随着现代高炉炼铁向着高产、低耗、长寿目标发展和钢铁冶炼新流程的迅速兴起，球团矿在钢铁工业中的使用和作用将会越来越显得迫切和重要，已成为一种不可或缺的高炉炉料。下图1.1是高炉工艺流程示意图，其主要炉料是球团矿。图1.1 高炉工艺流程示意图同时，随着链蓖机一回转窑、带式焙烧机球团技术的发展，优质球团矿的生产以及球团矿在炉内膨胀问题的解决(镁球团矿的生产)和高炉采用新的布料技术，球团矿的良好的冶金性能得到了进一步发挥。因此，国内外钢铁企业的高炉炼铁几乎都逐渐改变了以往的烧结矿加天然铁矿石的炉料结构，根据自身情况，采用了烧结矿+球团矿+天然铁矿石或烧结矿+球团矿的合理炉料结构，而且，近年来高炉炼铁球团矿的用量在大幅增加，并获得了更好的质量指标和经济效益。 近些年来，我国的炼铁高炉在优化高炉炉料的基础上，也加大了球团矿的用量，如安钢高炉于2000年将球团矿配比由8%提高到了20%，降低了生矿的入炉比例，熟料比提高，减少了入炉料的含硅量与含硫量，入炉品位由调整前的58.23%上升到调整后的59.89%，炉况稳定顺行，渣铁比降低，成渣带下移，风口均匀活跃，炉缸热量充沛，煤气的热能和化学能利用得到改善。杭钢高炉1999年开始采用高配比球团矿后，年纯利润由1998年的1.38亿元增至2.0亿元，2000年上半年进一步提高球团矿配比后，年纯利润又增至2.03亿元，高炉利用系数达到3.15 t/( m3·d),综合焦比达到499.67kg/t ，进入了世界先进水平。 由此可见，球团矿在钢铁工业中的作用显得越来越重要，已经成为一种不可缺少的优质冶金炉料，它在国际上的使用面会越来越广，使用量也会越来越大。12 国内外铁矿球团的发展现状铁矿球团是20世纪40年代开发出来的一种细粒精矿的造块方法，它是富矿资源日益枯竭，贫矿资源大量开发利用的结果。作为细磨精矿，采用烧结的方法来造块实不是一种理想的方法，无论是对造块生产的产量、质量、能耗和环境保护，都是十分不利的，并不能从根本上达到象球团矿那样的冶炼效果。在国外也极少见采用细磨精矿作为烧结料的，美国和其他少数国家也曾在铁矿粉的烧结生产中配加少量细磨精矿，效果也不好，因而将细磨精矿都用来生产球团矿。随着现代高炉炼铁对精料提出的几近苛刻的要求，以及钢铁冶炼短流程的兴起，球团矿在钢铁工业中的作用愈加重要，已成为一种不可或缺的优质冶金炉料。目前，全世界有近20多个国家生产球团矿，主要生产国家有俄罗斯、美国、巴西、加拿大、瑞典和墨西哥等。就我国球团生产而言，虽然产量有所增加，但酸性球团矿的需要量还不够，仅占炉料比例的10%，仍需从国外进口大量球团矿，而且，球团矿品位与国外先进水平相比仍有较大差距。因此，我国球团矿生产在迈向大型化的同时，各个厂家也在致力于提高球团矿品位，降低SiO2含量，改善球团矿抗压强度及冶金性能的研究。2球团矿的生产工艺球团矿生产的流程是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序,如图2.1所示。原料准备：造球中要求原料具有一定的粒度和粒度组成、适宜的水分以及均匀的化学性质。球团原料要求原料粒度细，一般-325目粒级必须大于70%，或者-200目粒级达90%以上；含铁原料的比表面积一般要求在13002100cm2/g。配料的精确性在很大程度上决定于所采用的配料方法。目前主要有两种配料方法，容积配料法是根据物料堆密度一定的道理，通过给料设备控制其容积数量达到配合料所要求的添加比例；重量配料法是按原料的重量进行配料。原料混合的主要目的是将配合料中各组分仔细地混匀，从而得到成分均一的混合料。图2.1 球团矿生产工流程示意图生球干燥过程是由表面汽化和内部扩散两个过程组成。焙烧是通过低于混合物料熔点的温度下进行高温固结，使生球发生收缩而且致密化，并使生球具有良好的冶金性能（如强度、还原性、膨胀指数和软化特性等），以保证高炉冶炼的工艺要求。冷却除满足高炉入炉要求外，主要是保护与延长球团矿运输和储存设备的使用寿命，防止热矿烧坏皮带、改善工人劳动条件，充分回收和利用余热，防止废水、蒸汽和粉尘对厂区周边环境造成二次污染。3球团设备的发展趋势国外球团焙烧设备，近10年来主要是带式焙烧机和链箅机-回转窑二者竞相发展，增世纪长较快。80年代，巴西CVRD公司建成了两台有效面积为780.4 的带式焙烧机。成为迄今为止，世界上带式机面积最大、球团产量最高的球团生产企业，年产能力可达到2500万t。20世纪70年代末，世界上投产的最大的一套链箅机一回转窑建在美国克利夫兰 克利夫斯公司蒂尔登球团厂，回转窑直径7.6m、长48.0m, 生产能力400万t/a。目前世界球团生产（包括中国在内），带式机球团矿生产能力为2.05亿t/a，占世界总能力的66.43%，链箅机一回转窑球团矿生产能力为8060万t/a，占世界总能力的26.17%，竖炉球团矿生产能力为2300万t/a，占世界的7.4%。从带式机、链箅机一回转窑设备如此大的采用比例不难得出，设备大型化是目前国内外球团技术发展的一个重要标志，是未来球团工业发展的总趋势。它在相当程度上反映出一个时期内的球团工艺水平和机械制造水平，同时也从侧面反映出球团的科学研究水平。国内球团设备正在快速向世界球团设备发展模式靠近，现在的以竖炉球团矿为主，将变为以链箅机一回转窑（含带式机）球团矿和竖炉球团矿各占一半的生产格局。国内为适应钢铁工业和炼铁技术不断发展的需要，必须重视现代球团工业建设，应坚持技术上的高起点，瞄准世界先进水平，在球团厂建设中，应采用先进的生产工艺和高效、大型球团设备。我国铁矿原料供应稳定性差，成分复杂多变，加之焙烧球团的热源目前主要依靠燃煤，高热值的燃气和燃油供应相对困难。因此，采用链箅机一回转窑这类大型设备，无疑更能满足和达到球团生产要求。此外，采用链箅机一回转窑和带式焙烧机工艺应尽可能多地采用新技术和新设备，与主机大型化的同时，各相关工艺设备也向着大型化方向发展。4造球机的工作原理及工作特点41 圆盘造球机工作原理图4.1 圆盘造球机的工作示意图圆盘造球机（如图4.1所示）用于铁矿粉造球，它是各类球团厂的主要配套设备之一。原理是将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一50°）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球，通过粒度刮刀将球的粒度控制在5一15毫米。造好的生球落入输送皮带上，经辊轴筛进行筛分，小于5毫米和大于15毫米的返回到混合机42 圆盘造球机结构目前，圆盘造球机的规格繁多，结构比较合理并在生产上获得广泛应用的有两种： （1）伞齿轮传动的圆盘造球机。我国绝大部分球团厂采用这类造球盘。伞齿轮传动的圆盘造球机主要由圆盘、刮刀、刮刀架、大伞齿轮、小圆锥齿轮、主轴、调角机构、减速机、电动机、三角皮带和底座等所组成。（2）内齿轮圈传动的圆盘造球机。内齿轮圈传动的圆盘造球机是德国鲁尔基公司设计的，它是在伞齿轮传动的圆盘造球机的基础上改进的，改造后的造球机主要结构是：盘体连同带滚动轴承的内齿圈固定在支承架上，电动机、减速机、刮刀架也安装在支承架上，支承架安装在圆盘造球机的机座上，并与调整倾角的螺杆相连，用人工调节螺杆，圆盘连同支承架一起改变角度。这种结构的圆盘造球机的传动部件由电动机、摩擦片接手、三角皮带轮、减速机、内齿圈和小齿轮等所组成。43 圆盘造球机工作特点圆盘造球机由于有自动分级作用，无需筛分，运转可靠，生产能力大，因而发展较快。圆盘造球机是一个带边板的平底钢质圆盘，工作时绕中心线旋转。它的主要构件是：圆盘、刮刀、加水管、传动装置和支承机构。为了强化物料和生球的运动、分级和顺利排出合格生球，圆盘通常倾斜安装，倾角一般为45°60°造球物料自给料机给入圆盘造球机。物料加入后，随着洒水管不断加水和造球盘使物料产生滚动，造球物料即逐步变成各种粒度的生球。由于粒级本身的差异，在旋转圆盘作用下，它们将按不同的轨迹进行运动。大颗粒位于表面和圆盘的边缘。因此，当总给料量大于圆盘的填充量时，大颗粒的合格生球即自盘内排出。由于圆盘造球机具有自行分级的特点，所以它的产品粒度比较均匀，粒度小于5mm的质量分数一般不大于3%。5造球机的使用与维护51 造球机的使用（1）控制混合料给料量：当盘内球粒度大于规定要求，且不出球盘时，要增加给料量（根据球盘出球状况，按上述调节量调节加料量至出球正常）。（2）根据生球机内球料状况调节给水方法和给水量：形不成母球时，将球盘内加水位置，选在母球区，开加水节门1/5圈观察球盘内成球状况，35min后，根据盘内成球状况,按上述调节量调节加水量，直至球盘内生球达到标准要求。（3）根据生球状况判断原料配比并及时地反馈信息，易出现整盘小球、整盘大球及生球不出球时及时检查混合料中膨润土配加和混合料水分，发现膨润土过多过少或水分过大过小及时向主控室反馈进行调整。（4）控制生球质量满足焙烧需要：根据链箅机机速要求，结合盘内状况，及时调节球盘下料量，以得到正常机速，当料量与机速相差太大时，要通过调整造球盘的开盘数来保证机速要求。52 造球机的故障与处理 表5.1 造球机的故障与处理常见故障原因处理措施圆盘跳动或运转不平稳（1）圆盘盘底与大齿轮之间的连接螺栓松动；（2）圆盘盘底与主轴系统连接盘之间的螺栓松动；（3）圆盘盘面上的耐磨衬板松动或翘起擦刮刀；（4）主传动装置大小齿轮副啮合差，或齿轮副严重磨损（1）检查、紧固连接螺栓；（2）检查、紧固连接螺栓；（3）处理衬板，调节刮刀架；（4）检查齿轮副的啮合及磨损情况，必要是更换齿轮减速机内有异响及噪声（1）轴承损坏；（2）减速机内缺润滑油；（3）齿轮损坏（1）更换轴承；（2）适量加注润滑油；（3）更换齿轮机壳发热（1）润滑油变质，或润滑油牌号不符合要求；（2）减速机透气孔不通（1）更换润滑油；（2）畅通透气孔参考文献1 张一敏球团矿生产知识问答M. 北京：冶金工业出版社 2005：1-512 张一敏. 球团矿生产技术M. 北京：冶金工业出版社 2005：32-79 3 王悦祥. 烧结矿与球团矿生产M. 北京：冶金工业出版社 2008：193-2304 周乐光. 矿石学基础M. 北京：冶金工业出版社 2005：47-565 宋建成. 高炉炼铁理论与操作M. 北京：冶金工业出版社 2005：3-106 申永胜. 机械原理教程M. 北京： 清华大学出版社2003：148-1817 濮良贵，纪名刚. 机械设计M. 北京：高等教育出版社 2007：1-4198 傅菊英，朱德庆. 铁矿氧化球团基本原理、工艺及设备M.长沙：中南大学出版社2005：1-1659 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