第四講(2)轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備

1、1安徽工業(yè)大學(xué)安徽工業(yè)大學(xué)轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備2考核方式：考試（閉卷考試）/70%平時(shí)成績(jī)/30%授課教師：李冬林聯(lián)系方式：機(jī)械樓341Email：密碼：201509213爐體爐體支撐裝置爐體傾動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備4轉(zhuǎn)爐主體結(jié)構(gòu)1-爐殼；2-擋渣板；3-托圈；4-軸承及軸承座；5-支撐系統(tǒng)；6-耳軸；7-制動(dòng)裝置；8-減速機(jī)；9-電機(jī)及制動(dòng)器5爐殼轉(zhuǎn)爐爐體爐襯爐殼組成爐殼組成 錐形爐帽、 圓筒形爐身和球形爐底。爐殼定義爐殼定義 各部分用鋼板成型后再焊接成整體。 爐殼爐殼作用：作用：保證轉(zhuǎn)爐具有固定的形狀和足夠的強(qiáng)度，能承受相當(dāng)大的傾動(dòng)力矩、耐火材料及爐料的重量以及爐殼鋼板各向溫度梯度所產(chǎn)生的

2、熱應(yīng)力、爐襯的膨脹應(yīng)力等。 用低合金鋼板制作成型，考慮到爐殼各部位受力的不均衡，爐帽、爐身和爐底應(yīng)選用不同厚度鋼板。 爐殼材質(zhì)爐殼材質(zhì)爐殼爐殼7爐帽氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)境形狀爐口/出鋼口冷卻方式爐殼爐殼v 爐帽環(huán)境：高溫爐帽環(huán)境：高溫300400、噴濺物燒損、煙罩輻射熱、噴濺物燒損、煙罩輻射熱、 爐料撞擊；爐料撞擊；爐帽形狀：截頭圓錐體型或球缺截圓錐形兩種。爐帽形狀：截頭圓錐體型或球缺截圓錐形兩種。截頭圓錐型：制造簡(jiǎn)單，但剛度稍差，一般用于30噸以下的轉(zhuǎn)爐；球缺截圓錐型：剛度好，但制造時(shí)需先制作好胎模，加工困難。目 的：減少吹煉時(shí)的噴濺和熱損失，并有利于爐氣的收集。加料排爐氣插入吹氧管倒

3、渣 爐口爐口/出鋼口出鋼口爐口作用：爐口采用水冷卻優(yōu)點(diǎn)：使?fàn)t口不粘渣或很少粘渣，人工易清除。由于水從耳軸經(jīng)過，可對(duì)耳軸進(jìn)行冷卻。提高爐帽壽命，防止?fàn)t口鋼板在高溫下產(chǎn)生變形。作用：u防止?fàn)t口鋼板在高溫下變形,提高爐帽的壽命；u另外還可以減少爐口結(jié)清，而且即使結(jié)清也較易清理 氧氣氧氣轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐煉鋼煉鋼結(jié)構(gòu)形式：l水箱式和鑄造埋管式水箱式水箱式輻射狀隔板水箱式水冷爐口同心圓隔板水箱式水冷爐口定義：用鋼板焊接有若干個(gè)隔水板的水箱。優(yōu)點(diǎn)：冷卻強(qiáng)度大，效果好；制造容易。缺點(diǎn)：但焊口易開裂，安全性較差。水箱式水箱式同心圓鑄造埋管同心圓鑄造埋管式水冷爐口式水冷爐口分瓣式鑄鐵埋管分瓣式鑄鐵埋管式水冷爐口式水冷爐口

4、埋管式埋管式定義：把通冷卻水用的蛇形鋼管埋鑄于鑄鐵中。優(yōu)點(diǎn)：安全性和壽命均比水箱式高。缺點(diǎn)：冷卻強(qiáng)度不如水箱式。埋管式埋管式水冷爐口與爐殼的連接方式水冷爐口與爐殼的連接方式螺栓連接卡板焊接式銷軸加斜楔式-埋管式爐帽上設(shè)有出鋼口。結(jié)構(gòu)：為了便于修理更換，最好設(shè)計(jì)成可拆卸式的； 作用：為了便于渣鋼分離，使?fàn)t內(nèi)鋼水以正常的速度 和角度流入鋼包中； 出鋼口的位置：應(yīng)設(shè)在爐帽與爐身的連接處。 爐口爐口/ /出鋼口出鋼口17爐身爐身v 爐身環(huán)境：爐身環(huán)境：整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐殼受力最大的部分。轉(zhuǎn)爐的整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐殼受力最大的部分。轉(zhuǎn)爐的全部重量全部重量通通 過爐身和托圈的連接裝置傳遞到支承系統(tǒng)上且還要過爐身和托圈的連接

5、裝置傳遞到支承系統(tǒng)上且還要 承受承受傾動(dòng)力矩傾動(dòng)力矩， v 爐身形狀：爐身形狀：圓筒形。圓筒形。v 爐身作用：爐身作用：承載、煉鋼。承載、煉鋼。v 爐身冷卻方式：爐身冷卻方式：爐帽與爐身也可以通水冷卻。爐帽與爐身也可以通水冷卻。18爐底v形狀： 爐底部分有截錐型和球缺型兩種。v爐底與爐身的聯(lián)接： 分為固定式與可拆式兩種。 相應(yīng)地，爐底結(jié)構(gòu)也有死爐底和活爐底兩類整個(gè)爐殼的連接有三種方式：活爐帽死爐底；死爐帽活爐底；整體爐殼?；顮t帽死爐底：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，制造簡(jiǎn)便，安全可靠等。 修爐時(shí)采用上修方式，即把爐襯由爐口送進(jìn) 爐內(nèi)進(jìn)行砌筑。死爐帽活爐底：維護(hù)方便，勞動(dòng)條件好，但需用專用裝卸車輛。整體爐殼

6、：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載能力大，安全可靠，修爐比較麻煩。21爐帽爐帽爐底爐底2223爐襯爐殼定義：金屬爐殼內(nèi)砌筑的耐火材料。組成：由工作層、填充層和永久層組成。24轉(zhuǎn)爐爐襯轉(zhuǎn)爐爐襯 工作層：工作層：材質(zhì)采用材質(zhì)采用鎂碳磚鎂碳磚，其具有良好的耐火度、高溫強(qiáng)，其具有良好的耐火度、高溫強(qiáng)度、耐蝕性和抗熱震性。工作層厚度為度、耐蝕性和抗熱震性。工作層厚度為350800 mm。 填充層：填充層：工作層和永久層之間，由工作層和永久層之間，由鎂砂和焦油搗鎂砂和焦油搗打成，厚打成，厚度在度在80150 mm。 永久層：永久層：保護(hù)爐殼，在靠近爐殼內(nèi)壁砌上一層或多層標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)爐殼，在靠近爐殼內(nèi)壁砌上一層或多層標(biāo)準(zhǔn)磚，修爐

7、時(shí)一般不拆除。一般用磚，修爐時(shí)一般不拆除。一般用標(biāo)準(zhǔn)鎂磚修砌標(biāo)準(zhǔn)鎂磚修砌，其厚度，其厚度65345mm，爐底永久層要厚些。，爐底永久層要厚些。25轉(zhuǎn)爐剖面圖1）提高耐火材料質(zhì)量適當(dāng)提高M(jìn)gO含量，控制好襯磚的結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用鎂碳磚。2）采用均衡爐襯提高砌磚爐質(zhì)量對(duì)侵蝕最嚴(yán)重的部位如裝料側(cè)，渣線區(qū)、爐底等，使用優(yōu)質(zhì)耐火磚或加厚砌磚厚度；在侵蝕較輕的部位則采用普通鎂質(zhì)白云石磚或減薄砌磚厚度。3）改進(jìn)工藝操作改善入爐原料質(zhì)量，控制好爐渣堿度和氧化性，完善供氧制度，防止噴濺，縮短冶煉周期，準(zhǔn)確地控制吹煉終點(diǎn)等。提高爐襯壽命的措施272 2、爐體支撐裝置、爐體支撐裝置耳軸軸承 底座 托圈的發(fā)展 托圈托圈的

8、作用 托圈的結(jié)構(gòu) 托圈的分類托圈的要求托圈的性能 托圈的發(fā)展 托圈 早期建造的爐子不帶托圈 形式：焊接在爐體上的耳軸板或加強(qiáng)圈來支承。 特點(diǎn)：簡(jiǎn)單，但爐殼承載不均，其壽命較短，現(xiàn)已不再采用。近代轉(zhuǎn)爐皆采用托圈結(jié)構(gòu)來支承爐體，托圈是轉(zhuǎn)爐 重要承載部件。 托圈的作用 托圈 支撐爐體 傳遞傾動(dòng)力矩 承受爐體和鋼液的靜負(fù)荷和傳遞傾動(dòng)力矩外，還承受著頻繁起動(dòng)、制動(dòng)以及碰撞產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)荷。 托圈的結(jié)構(gòu) 托圈 大、中型轉(zhuǎn)爐托圈，一般用鋼板焊接成箱式結(jié)構(gòu)， 可通水冷卻。托圈與耳軸連成整體，轉(zhuǎn)爐則坐落在托圈上。托圈的結(jié)構(gòu) 水冷托圈系統(tǒng)簡(jiǎn)圖水冷托圈系統(tǒng)簡(jiǎn)圖托圈的分類托圈 從加工成型工藝：鑄造托圈與焊接托圈 從基本結(jié)

9、構(gòu)劃分：剖分式托圈、整體式托圈和開口式托圈對(duì)于較小容量轉(zhuǎn)爐的托圈，例如30噸以下的轉(zhuǎn)爐，由于托圈尺寸小，不便自動(dòng)電渣焊，可采用鑄造托圈。鑄造托圈目前對(duì)于中等容量以上的轉(zhuǎn)爐托圈都采用重量較輕的焊接托圈。焊接托圈做成箱型斷面。焊接托圈托圈的分類托圈的分類剖分式托圈為了適應(yīng)運(yùn)輸條件，托圈可做成剖分式，一般分為二瓣或四瓣。 四瓣剖分式托圈二瓣剖分式托圈定位塊剖分面位置的選擇應(yīng)避開托圈最大應(yīng)力值所在的斷面，特別是最大切力所在的斷面 托圈的分類整體式托圈托圈是鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)， 兩側(cè)分別同驅(qū)動(dòng)側(cè)耳軸座和 從動(dòng)側(cè)耳軸座焊接成一個(gè)整 體托圈。 鋼板材料是日本鋼號(hào) SM41C。 耳軸座與耳軸是一個(gè)整體鑄件，其

10、材料是SCW49。 托圈的分類開口式托圈結(jié)構(gòu)：托圈做成半圓形開口式，爐體通過 三點(diǎn)支承在托圈上，當(dāng)三個(gè)軸承上 蓋拆開后，整個(gè)爐體可從爐座中退 出。特點(diǎn)：可以快速更換整個(gè)爐體，提高爐座利用率。 托圈的要求h爐體和鋼液的靜負(fù)荷及傾動(dòng)力矩；g頻繁起動(dòng)、制動(dòng)以及碰撞產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)荷；f承受來自爐體、盛鋼桶、渣罐以及噴濺物的熱輻射。足夠強(qiáng)度和剛度托圈的性能（1）托圈與耳軸座之間采用的是一個(gè)整體鑄件，材料是 SCW49；并在兩者之間采用逐漸平緩過渡方法，防 止應(yīng)力集中。（2）為了增強(qiáng)耳軸座焊接處的強(qiáng)度和剛度，在耳軸座焊接 處附近焊有橫隔板；以及在兩耳軸同一側(cè)兩塊橫隔板 之間，焊有7塊均勻分布的立筋板。（3）在

11、兩塊立筋板中間焊有穿通內(nèi)、外腹板的圓管，也是 增強(qiáng)托圈的剛性。（1）在出鋼側(cè)的托圈外腹板上，固定有保護(hù)板， 以防渣罐、盛鋼捅的熱輻射；（2）托圈采取水冷卻，降低熱應(yīng)力；（3）爐體與托圈之間保留一定的間隙。熱應(yīng)力和熱輻射對(duì)托圈的影響39耳軸：轉(zhuǎn)爐工藝要求爐體應(yīng)能正反旋轉(zhuǎn)360，在操作期間，爐子要處于不同的傾動(dòng)角度。為此，轉(zhuǎn)爐有兩根旋轉(zhuǎn)耳軸，一側(cè)耳軸與傾動(dòng)機(jī)構(gòu)相連而帶動(dòng)爐子旋轉(zhuǎn)。托圈 軸承座耳軸40耳軸與托圈的連接法蘭螺栓連接靜配合連接整體焊接41（）法蘭螺栓聯(lián)接（）法蘭螺栓聯(lián)接v 耳軸用過渡配合裝入托圈的 耳軸座中，用螺栓和圓銷聯(lián) 接?？煞乐苟S與孔發(fā) 生轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)。連接件較多，耳軸 上有法

12、蘭，制造較 難。耳軸與托圈的連接耳軸耳軸耳軸座耳軸座螺栓螺栓圓銷圓銷42（）靜配合聯(lián)接耳軸具有過盈尺寸，采用熱裝或冷裝方法將耳軸裝于托圈耳軸座內(nèi)。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，安裝也較 方便，工作可靠。仍需在托圈上焊耳軸座 ，故托圈重量仍較重。耳軸與托圈的連接耳軸座耳軸座耳軸座耳軸座43（）耳軸與托圈直接焊接（）耳軸與托圈直接焊接此機(jī)構(gòu)省去了較重的耳軸此機(jī)構(gòu)省去了較重的耳軸座和連接件，因此重量輕、結(jié)構(gòu)座和連接件，因此重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工量小，安裝方便。簡(jiǎn)單、加工量小，安裝方便。焊接時(shí)，不宜保證兩耳軸焊接時(shí)，不宜保證兩耳軸的同心度和平行度。的同心度和平行度。耳軸與托圈的連接44耳軸與托圈的連接45爐體與托圈連接

13、方式轉(zhuǎn)爐連接裝置所受到的環(huán)境爐殼受機(jī)械載荷的作用爐殼與托圈在高溫狀態(tài)之下發(fā)生熱膨脹牢固地固定托圈與爐體之間要有一定間隙爐體與托圈連接方式連接裝置應(yīng)滿足的要求： 轉(zhuǎn)爐處于任何傾動(dòng)位置時(shí)，均能安全可靠地把爐體靜、 動(dòng)負(fù)荷均勻地傳遞給托圈；能適應(yīng)爐體在托圈中的徑向和軸向的熱膨脹而產(chǎn)生相對(duì) 位移，同時(shí)不產(chǎn)生竄動(dòng)；爐體的負(fù)重，應(yīng)均勻地分布在托圈上，使?fàn)t殼的強(qiáng)度和 變形的影響減少到最低限度；考慮到變形的產(chǎn)生，能以預(yù)先確定的方式傳遞載荷，并 避免因靜不定問題的存在而使支撐系統(tǒng)受到附加載荷。 爐體與托圈連接方式1. 1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2. 2.相對(duì)位移相對(duì)位移爐殼周邊焊接兩個(gè)法蘭，其間加垂直筋板。爐殼周邊焊接兩個(gè)法

14、蘭，其間加垂直筋板。下法蘭上均布長(zhǎng)圓螺栓孔，通過螺栓將托圈下法蘭上均布長(zhǎng)圓螺栓孔，通過螺栓將托圈與法蘭聯(lián)接。與法蘭聯(lián)接。爐體與托圈在軸向的相對(duì)位移不受約束，爐體與托圈在軸向的相對(duì)位移不受約束，徑向相對(duì)位移是靠熱膨脹力克服螺栓連接徑向相對(duì)位移是靠熱膨脹力克服螺栓連接力所產(chǎn)生的磨擦力而進(jìn)行的。力所產(chǎn)生的磨擦力而進(jìn)行的。3.3.缺點(diǎn)缺點(diǎn)解決徑向膨脹問題不夠理想。解決徑向膨脹問題不夠理想。 兩耳軸部位的兩組夾持器 (R1 、R2 ）稱支承夾持器，其作用是承受爐體和液體金屬的重量。托圈中部靠裝料側(cè)夾持器 R3（稱傾動(dòng)夾持器） 來傳遞傾動(dòng)力矩。出鋼口的一組夾持器 (R4)稱導(dǎo)向夾持器，它不傳遞力，只起導(dǎo)向

15、作用。這幾組夾持器構(gòu)成了三點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)。 四點(diǎn)靜不定吊掛聯(lián)接裝置14-水平拉桿；58-垂直拉桿；912-調(diào)心輥?zhàn)訝t體直立時(shí)，其重量由第一系統(tǒng)的四組 （8恨）垂直拉桿 58承受 爐體水平時(shí)，重量由第二系統(tǒng)的四組（8 根）水平拉桿 14 承受 爐體倒置時(shí)，其重量通過四個(gè)調(diào)心輥?zhàn)?R（912）傳給托圈 特點(diǎn)：能夠適應(yīng)爐殼變形，工作性能好，聯(lián)接簡(jiǎn)單，屬靜不定結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)主要在西歐用的較多。52上、下托架上、下托架及自調(diào)螺栓及自調(diào)螺栓托架是焊在爐殼上并嵌入托圈凹槽內(nèi)，托架與凹槽僅在側(cè)面相接觸，以制其橫向位移并承受平行托圈平面方向的載荷。535455組成：由銷軸、活接螺栓及兩組球面墊圈組成組成：由銷軸、活

16、接螺栓及兩組球面墊圈組成。工作特點(diǎn)：活接螺栓用水平銷軸連接在托圈上部支撐座上，可在銷軸上任工作特點(diǎn)：活接螺栓用水平銷軸連接在托圈上部支撐座上，可在銷軸上任意擺動(dòng)，其上部通過兩組球面墊片連接在爐殼法蘭的銷孔中，并用螺母鎖意擺動(dòng)，其上部通過兩組球面墊片連接在爐殼法蘭的銷孔中，并用螺母鎖緊，它的最大特點(diǎn)是能夠在兩組球面墊片中產(chǎn)生相對(duì)位移，從而適應(yīng)爐體緊，它的最大特點(diǎn)是能夠在兩組球面墊片中產(chǎn)生相對(duì)位移，從而適應(yīng)爐體自由膨脹。自由膨脹。爐體是通過下法蘭圈和三個(gè)自調(diào)螺栓在圓周上呈120布置，其中兩個(gè)在出鋼側(cè)與耳軸軸線呈30夾角的位置上。另一個(gè)在裝料側(cè)與耳軸軸線呈90的位置上。 57耳軸軸承座是支撐爐殼、爐

17、襯、鐵水的全部重量的部件。耳軸軸承座是支撐爐殼、爐襯、鐵水的全部重量的部件。托圈 耳軸 軸承座環(huán)境：負(fù)荷大、轉(zhuǎn)速慢、溫度高工作條件十分惡劣；要求：重負(fù)荷、靜、動(dòng)負(fù)荷等；設(shè)計(jì)：一側(cè)固定、一側(cè)軸向游動(dòng)?；蛘邇蓚?cè)均固定等方式；型式：重型雙列向心球面滾予軸承、復(fù)合式滾動(dòng)軸承裝置 、 鉸接式軸承支座和液體靜壓軸承。軸承座重型雙列向心球面滾予軸承有自動(dòng)調(diào)位的性能，在靜負(fù)荷作用下，軸承的極限偏斜度為 1.5，基本上能滿足耳軸傾斜的要求，并能保掙良好的潤(rùn)滑， 減少磨損。 復(fù)合式滾動(dòng)軸承 在主軸承箱底部增加一對(duì)軸向直線滾針軸承。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是當(dāng)托圈耳軸受熱膨脹時(shí)，軸承可沿導(dǎo)向套作軸向移動(dòng)，以補(bǔ)償其變形。這種結(jié)構(gòu)

18、由于采用滾針軸承，其軸向移動(dòng)阻力較小， 因而不能承受橫向載荷 鉸接式軸承支座 鉸接式軸承支座的下部用銷軸鉸接在固定基礎(chǔ)上的底座中，其上部安裝著耳軸軸承座。 液體靜壓軸承 在軸與軸承間通入約34Mpa, 高壓油，在低速重載情況下仍可使耳軸與軸承襯間形成一層極薄的油膜。 61傾動(dòng)機(jī)構(gòu)62（l） 低轉(zhuǎn)速、減速比大。低轉(zhuǎn)速、減速比大。（2）重載、傾動(dòng)力矩大。）重載、傾動(dòng)力矩大。（3）起動(dòng)、制動(dòng)頻繁，）起動(dòng)、制動(dòng)頻繁， 承受較大的動(dòng)負(fù)荷。承受較大的動(dòng)負(fù)荷。（4）在高溫、多渣塵的環(huán)境）在高溫、多渣塵的環(huán)境中，工作條件十分惡劣。中，工作條件十分惡劣。工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)63l要求： 在整個(gè)生產(chǎn)過程中，滿足工藝要求。 安全可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。 適應(yīng)高溫、動(dòng)載荷、扭振的作用，具有較長(zhǎng)的壽命。 結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、機(jī)械效率高、安裝維修方便。作用：傾動(dòng)爐體，以滿足兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等操作的要求。64類型：類型： 落地式；落地式； 半懸掛式：部分中型轉(zhuǎn)爐采用；半懸掛式：部分中型轉(zhuǎn)爐采用； 全懸掛式：我國大部分大中型轉(zhuǎn)爐都采用全懸掛式：我國大部分大中型轉(zhuǎn)爐都采用此種類型此種類型。65一：落地式一：落地式 定義：傾動(dòng)機(jī)構(gòu)除末級(jí)