转炉系统设备184361196.docx
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1、转炉系统设备1 转炉的公称吨位怎样表示,我国顶吹转炉的最大公称吨位是多少? 转炉的公称吨位又称公称容量,是用炉役炉平均出钢量来量度。例如120t转炉,即炉役炉平均出钢量为120t;300t转炉,炉役炉平均出钢量是300t。用炉役炉平均出钢量表示公称吨位,既不受装入炉料中铁水比例的限制,也不受浇铸方法的影响。根据转炉的炉出钢量,可以计算出相应的装入量。 出钢量=装入量/金属消耗系数 (11-1) 装入量=出钢量金属消耗系数 (11-2) 金属消耗系数为吹炼1t钢所消耗钢铁料的数量,由于原材料及操作条件的不同,金属消耗系数也不一样。 顶吹转炉公称吨位在lOOt以下的为小型转炉,公称吨位在200t以
2、上的为大型转炉,100200t的为中型转炉。目前我国转炉最大公称吨位是300t。不同吨位转炉的冶炼周期和吹氧时间推荐值见表11-1。表11-1 冶炼周期和吹氧时间推荐值转炉公称吨位/t3030-100100冶炼周期/min28-3222-3838-45吹氧时间/min12-1614-1715-18 注:应结合供氧强度、铁水成分及所炼钢种等具体情况确定。2 什么是转炉炉型,选择转炉炉型的依据有哪些? 转炉炉型指砌砖后转炉的内型的几何形状。选择转炉炉型应考虑以下因素: (1)有利于炼钢过程物理化学反应的进行;有利于炉液、炉气运动;有利于熔池的均匀搅拌。 (2)喷溅要小,金属消耗要少。 (3)炉壳容
3、易加工制造;炉衬砖易于砌筑;维护方便,炉衬使用寿命长。 (4)有利于改善劳动条件和提高转炉的作业率。3 转炉炉型有哪几种,各有什么特点? 已投产的顶吹转炉炉型有筒球型和锥球型两种。推荐采用锥球型。转炉炉型如图11-1所示。图11-1 顶吹转炉炉型示意图a一筒球型;b锥球型 (1)筒球型。熔池由圆筒体与球缺体组合而成,如图11-1a所示。它的特点是炉型简单,炉壳加工容易,内衬砌筑方便,有利炉内反应的进行。如攀钢120t转炉,太钢50t转炉等,都是筒球型的炉型。 (2)锥球型。熔池由倒圆锥台体与球缺体组合而成,如图11-1b所示。锥球型熔池更适合于炉液的运动,利于物理化学反应的进行,在熔池深度相同
4、的情况下,若底部尺寸适当,熔池直径比筒球型相应大些,因而增加了反应面积,有利于脱除P、S。如宝钢300t转炉,首钢210t转炉就是这种炉型。4 转炉的主要参数有哪些? 转炉的主要参数有: (1)转炉的公称吨位。这在前面11-1题中已有阐述。 (2)炉容比。又称容积系数,即转炉砌砖后的工作容积(又称有效容积)与公称吨位之比,可用符号V/T表示,单位是m3/t。炉容比是表明每公称吨位钢所需要的冶炼空间。原料中铁水比例多,或铁水中Si、P含量高,或者冷却剂以铁矿石(或氧化铁皮)为主,炉容比应选择大些。炉容比一般在0.851.0的范围,为减少喷溅,炉容比最好在0.90以上。 (3)高宽比。转炉总高与炉
5、壳外径之比,用H总/D壳表示。高宽比过大,转炉炉体细长,导致厂房高度及相关设备高度增高,因而基建投资费用和设备费用也相应增多;高宽比过小,转炉是矮胖型,喷溅物易于从炉口喷出,热量、金属损失较大,同时也恶化了操作人员的劳动环境。所以,高宽比也是衡量转炉设计是否合理,各参数选择是否恰当的一个标志。一般高宽比在1.351.65的范围内选择。5 转炉为什么采用水冷炉口,怎样维护炉帽? 吹炼过程中,高温炉气以一定速度冲出炉口,同时还带出喷溅物粘附于炉口,很难清理;在加废钢、兑铁水时,炉口还要受到冲撞和高温冲刷;因此炉口部位的耐火衬砖极易损坏,发生炉口变形,与炉衬砖寿命不能同步,又不便维护修理。所以在炉口
6、装有水冷构件,以减缓炉El损坏变形,使其能与炉衬砖寿命同步。 炉帽上设有出钢口,它经常受高温炉气和喷溅物的直接热作用。为了保护炉帽减小变形,在炉帽外壳钢板上焊有环形伞状挡渣板,可以避免喷溅物直接粘附在炉帽外壳钢板上,同时对炉体和托圈也起到了保护作用。还可用环形冷却水管冷却炉帽。6 转炉炉体由哪几部分组成,炉底的结构有哪两种形式?各有什么特点,炉壳采用什么材料制作? 转炉炉体是由炉帽、炉身、炉底3部分组成。其中炉底结构有两种类型,即固定式死炉底和可拆卸式活炉底。固定式炉底的转炉,其炉壳是一个整体,修砌炉衬时,从炉口进入炉内工作,称为上修法。可拆卸炉底的转炉,炉帽与炉身的外壳是一个整体,炉底与炉身
7、用螺栓固定;修炉时首先拆下炉底,炉身内衬与炉底分别进行拆、砌,然后将修砌好的炉底运来安装;修炉时是从炉身下部进入炉内,因此也称下修法。 吹炼过程中,转炉炉壳始终处在高温下工作,制作炉壳的钢板不仅要承受耐火材料、金属液、熔渣液的全部重量;倾动时要承受扭转力矩的作用,还要适应高温频繁作业的特点。为此要求炉壳在高温下不变形,在热应力作用下不破裂,具有足够的强度和刚度。采用优质低合金钢容器钢板制作。炉壳钢板厚度可根据转炉的公称吨位,并参考已投产相应转炉的数据及国家钢板标准选用。7 转炉的托圈与耳轴的作用是什么,其结构是怎样的,各用什么材料制作? 托圈与耳轴是支撑转炉炉体和传递倾动力矩的构件。托圈断面为
8、矩形箱体结构,在中间焊有垂直筋板以增加其刚度,托圈内通水冷却,可降低热应力。其材质可用优质Q345钢板焊接成型,或用铸钢成型。为了制造加工、运输的方便,大型转炉的托圈可分段制造后再组装成一体。图11-4是剖分成4段加工的托圈示意图。 另外还有一种托圈是半圆形开口式结构,称为马蹄形托圈,如图11-5所示。这种托圈,转炉炉体可以整体移出,易地拆炉修砌,能实现一吹一的吹炼模式。图11-5 马蹄形托圈1倾动用机械;2一轴承;3一支撑伸出轴;4一托圈;5一转炉炉体 耳轴必须具有足够的强度和刚度,可用40Cr合金钢锻造加工制造。耳轴受热会产生轴向伸长和翘起变形,因此为适应耳轴伸长的位移,有一侧耳轴的轴承选
9、用轴向游动的,其轴承支座为铰链连接结构;通常将驱动侧耳轴的轴承选用轴向固定的,而另一侧耳轴的轴承选用轴向游动的。耳轴也可通水冷却。8 转炉托圈与炉身的连接固定装置有哪些种,其结构是怎样的? 托圈与炉身连接固定装置的形式有三点球面支撑装置、悬挂式装置、夹持器连接装置、薄片钢带连接装置等。新建大型转炉多采用三点球面支撑装置。 (1)三点球面支撑装置。三个支撑点的位置是:一个在出钢口对侧托圈的中心线上,其余两个与其呈120角位置;每一个支撑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,如图11-6所示。图11-6 托圈与炉身三点球面支撑装置l一活节螺栓;2一上球
10、面垫圈组;3一炉体连接支撑法兰;4一下球面垫圈组;5一水平销轴;6一托圈;7一炉壳 (2)悬挂支撑盘的连接装置结构如图11-7所示。它是三点支撑连接,位于两个耳轴部位支撑点是基本承重支点;在出钢口对侧托圈底面与炉壳相连接的支点8,是一个倾动支撑点,传递倾动载荷称为倾动支座。与倾动支座对称的位置上有导向定位装置7。图11-7 托圈与炉身悬挂式连接装置示意图l一炉壳;2一星形筋条;3一托圈;4一耳轴;5一支撑盘;6一托环:7一导向装置;8倾动支撑装置 在耳轴部位的炉壳上焊有星形筋条2,其中心有托环6,支撑盘5装在托环内,它们不同心,有约l0mm的间隙,不管转炉倾动在任一位置,支撑盘与托环顶面线接触
11、支撑,始终沿托环内滚动。其特点是倾动平稳,无冲击,炉壳膨胀不受约束。 (3)夹持器连接装置结构如图11-8所示。在托圈的上、下装有卡板,每个卡板就是一个支撑点。其数目有4、6、8、10不等,在托圈上的分布也不同。 (4)薄片钢带连接装置 结构如图11-9所示。在两侧耳轴的下面各装有5组薄钢带,每组钢带均由多层薄钢片组成,钢带的下端固定在炉壳上,其上端固定在托圈的底面。在耳轴处托圈上部装有一个绞结连杆结构,它是辅助支撑装置。当炉体直立时,10组多层薄钢带像个“托笼”一样,支撑炉体全部重量;炉体倾动时,由离耳轴轴线最远的钢带传递扭矩;炉体倒置时,炉体的重量由钢带压缩变形与托圈的辅助支撑装置来平衡。
12、9 对转炉的倾动速度和倾动角度有哪些要求? 转炉的倾动机械是处于高温、多尘的环境下工作,其特点是倾动力矩大、速比高、启动和制动频繁、承受较大的动载荷,因此对转炉的倾动机械提出以下要求: (1)炉体能正、反倾动360,平稳而又准确地停在任一倾角位置上,以满足兑铁水、加废钢、取样、测温、出钢、倒渣、喷补炉等工艺操作的要求;并与氧枪、副枪、炉下钢包车、烟罩等设备有连锁装置。 (2)根据转炉工艺操作的要求,转炉的倾动速度为无级调速,以满足各项操作的需要。在出钢、倒渣、人工取样时,转炉要平稳缓慢的倾动,以免钢渣猛烈晃动,甚至喷出炉口;当空炉,或从水平位置竖起时,转炉均可采用较高的倾动速度,以减少辅助时间
13、;当接近预定位置时采用低速运行,以便转炉定位准确,操作灵活。 (3)安全可靠。当发生故障时,应备有继续工作的能力,坚持到本炉钢冶炼结束。 (4)由于托圈翘曲变形而引起耳轴轴线发生一定程度的偏斜,此时各齿轮副仍能保持正常啮合。 (5)倾动机械结构应紧凑、占地面积少、投资省、效率高、维修方便等。 转炉倾动速度在0.151.5r/min。10 转炉倾动机械由哪几部分组成,目前转炉使用的倾动机械有哪几类? 转炉的倾动机械主要由驱动电动机、制动器、一级减速器和末级减速器组成,末级减速器的大齿轮装套在转炉驱动侧耳轴上。减速器可选用蜗轮副减速器、或正齿轮减速器、或行星减速器等。就其传动机械安装的位置,可分为
14、落地式倾动机械、全悬挂式倾动机械。就其驱动动力除用电力驱动外还可用液压驱动。目前以采用电力驱动为主。11 什么是落地式倾动机械、全悬挂式倾动机械,全悬挂式倾动机械结构是怎样的,有哪些特点? (1)落地式倾动机械。除了装套在耳轴上的末级减速器的大齿轮外,电动机、制动器和所有的传动部件全部安装在高台或地面的地基上。 (2)全悬挂倾动机械。二次减速器的大齿轮装套在转炉的耳轴上,电动机5、制动器4、一级减速器3都装在悬挂在耳轴的大齿轮箱体2上。全悬挂倾动机械装有抗扭力装置,可防止箱体转动,并起缓震作用。全悬挂倾动机械的结构如图11-10所示。图11-10 全悬挂倾动机械1一转炉;2一大齿轮箱;3一减速
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