（毕业论文）40吨氧气顶吹转炉设计与研究论文 ㊣ 精品文档 值得下载

用三支点自调螺栓联接式。

该装置采用三个支承点支承在托圈上，其支承装置采用带球面垫圈的自调螺栓将炉体与托圈联接在起，三个螺栓在圆周上呈度布置，其中两个在出钢侧与耳轴轴线成度的夹角上，另个在装料侧与耳轴轴线成度的位置上，炉体的垂直重量有着三个点来支承，另外，本装置在托圈的上部有三组卡板其中两组位于两耳轴的上部，另组位于出钢口的下方，在托圈的下部有四组卡板，分别位于与耳轴轴线成度夹角的位置上，当炉壳产生热胀冷缩位移时，自调螺栓本身倾斜并靠其球面垫圈自动调位，使炉壳中心位置保持不变，七组卡板除可使转炉中心位置保持不变外，当转炉倾动到水平位置时，也可以把转炉的负荷传给托圈。

主动端轴承座是采用双列向心滚子轴承，将其设计成轴向固定结构，在靠转炉侧设有挡渣板，并固定在轴承座上轴承端盖为双层密封，轴承座为剖分式结构，采用铸造而成整个轴承座支架采用钢板焊接结构。

从动端轴承座为铰链式轴承支座，耳轴轴承处和主动端轴承该处结构相同，轴承固定在轴承座上，轴承座通过两个铰链支承在基础上，两个铰链的销轴在同轴线上，此轴线位于与耳轴轴线垂直的方向上，依靠支座的摆动来补偿耳轴轴线的位移。

转炉水冷系统包括炉口水冷，炉帽水冷，及托圈两耳轴水冷炉口和炉帽的冷却水是由装在从动端耳轴上的四孔旋转接头进入耳轴，在由耳轴法兰处接管分别进入炉口炉帽在水流通过从动端耳轴时，也同时起到了冷却从动耳轴的作用，从动端耳轴有六个孔，其中四个为水冷炉口，水冷炉帽的进出水口，另两个为转炉复吹预留孔四孔旋转接头的结构为中心设直径为毫米的长销轴，在其周向均布由四个长短不的盲孔，分别在其末端沿径向打孔与之连通，其外套为四节环形套筒，与长销轴密封，每节外套对应路，长销轴固定在耳轴上，随耳轴旋转长耳轴水冷也是采用循环冷却，长耳轴中心开个毫米的通孔，在耳轴内侧靠近转炉侧用端盖将通孔的端封闭，另端封闭通孔的端盖上开圆孔，在此处将主动端耳轴水冷旋转接头安装上，接头法兰固定在端盖上，中间双层冷却管插入耳轴内腔，中间细管为进水管，外层为回水管，形成循环冷却长耳轴。

全悬挂倾动装置组件全悬挂倾动装置组件是由次减速机，二次减速机，扭力杆装置，控制设备安装及倾动装置稀油润滑系统组成。

倾动机械通过转动炉体来完成转炉兑铁水出渣出钢修炉等系列工艺操作，因此倾动机械是实现转炉炼钢生产的关键设备之。

它的工作特点是低转速大减速比重载大倾动力矩起动制动频繁，承受较大动载荷。

根据倾动机械的工作特点和工艺操作要求，倾动机械应具有以下性能倾动机械驱动着转炉能连续回转，并可停在任意倾角位置上，还应根据工艺操作要求具有调速性能。

在运转过程中，必须具有最大的安全可靠性，即使电气或机械中部分发生故障，倾动机械应有能力继续进行短时运转，维持到炉钢冶炼结束。

倾动机械应具有良好的柔性性能，以缓冲撞击产生的动载荷和起制动所产生的扭振，此外，倾动机械还应对事故载荷具有保护能力。

结构紧凑重量轻机械效率高，安装维护方便。

吨转炉倾动机械的选型及设备组成在转炉倾动装置结构上，主要出现了三种不同的结构形式，即落地式半悬挂式和全悬挂式落地式落地式是最早采用的转炉倾动装置的结构形式，它的布置特点是全部传动机构均安装在转炉基础上，通过联轴器或大齿轮与耳轴连接，实现转炉的倾翻。

图为厂吨转炉落地式倾动机械。

图厂吨转炉落地式倾动机械。

它采用小齿轮带动装在耳轴上的大齿轮实现炉体倾动。

当托圈受载下凹变形严重，引起耳轴轴线发生较大偏斜时，齿轮间正常的啮合关系被破坏，这不但降低齿轮的承载能力，而且加速了齿轮的磨损和破坏。

为解决这个问题，采用在倾动机械与耳轴之间加万向联轴器或圆弧齿形联轴器的方法，它可以允许耳轴有定的倾斜而不影响传动装置的正常工作。

落地式倾动机械般用于小型转炉，它的缺点是倾动设备庞大，占用转炉操作平台面积，设备投资大，啮合点数受到限制，运转的安全性，特别是对事故状态下的应付能力较差等。

半悬挂式半悬挂式是在落地式的基础上发展起来的倾动装置结构形式，其特点是将最末级齿轮副的主动小齿轮装在该齿轮副的壳体上，与大齿轮起都悬挂在耳轴上，而其它部件仍安装在基础上。

初级减速机与末级减速机即悬挂减速机之间，仍用万向联轴器或齿形联轴器连结。

图器等均通过支座与二次箱用螺栓联接。

扭力杆装置通过心轴曲柄，关节轴承和上下联接座与二次减速机相连，上下联接座中间以螺栓联接，用垫片来调整联接中心距，曲柄与扭力杆以柱销联接，扭力杆两端采用关节轴承及轴承座支承，为防止扭力杆过载，还装有事故挡块，当倾动力矩过大时，二次箱底部与事故挡块靠紧，扭力杆受力不再继续增大，避免扭力杆发生断裂。

转炉控制设备主要包括光电编码器，和主令控制器其中光电编码器由电机制造厂安装在电机尾部主令控制器安装在个钢板焊接的架子上，架子通过螺栓与二次减速机的外侧端相连接，主令控制器通过对相同齿轮和主动端耳轴联接，个齿轮和主令控制器轴端连结，另个齿轮用螺栓与和耳轴连为体的端盖紧固，当转炉倾动时，控制设备也跟着产生动作，发出信号，以便于工艺操作。

倾动装置润滑系统的作用是为二次减速机进行集中润滑，它包括润滑站台和润滑管路附件及流量计，截止阀和针型阀等。

本系统采用工业齿轮油，润滑站有两台流量为升分的齿轮泵供油，台正常工作，台备用当工作泵损坏时，自动切换到另台工作。

本润滑站带有冷却器和电加热器，可对油温进行控制，系统的压力由压力开关控制，当液位达到上限或下限时，液位开关将发出报警信号，为了保证各润滑点达到设计所需的供油量，在进入各轴承及四个啮合点的管道上均设有计量检测器件，以便进行流量的调整。

通过以上的选型配置和设计，该套四点啮合全悬挂扭力杆倾动机械具有以下特点整套倾动机械全部悬挂在耳轴上，能够适应运转中耳轴的挠曲变形，从而保持齿轮传动系统的良好啮合。

四台直流电动机及四台次减速机同时驱动二次减速机的个大齿轮，构成四个啮合区，分担倾动负载，从而减小了二次减速机的大齿轮尺寸及重量，便于加工制造及提高齿轮精度，台电动机发生故障，另外三台电动机仍能短期运转，提高了运转的可靠性。

采用扭力杆柔性缓冲装置，用来平衡转炉倾动时引起二次减速机的旋转力矩，并可吸收和缓冲正反倾动时交替产生的冲击，极大地降低了冲击及扭振的不良作用，还可将二次减速机壳体上的旋转反力，通过扭力杆支座作为垂直力传到基础上。

为了防止过载，引起扭力杆破坏，在二次减速机壳体下方，设有弹性止动支座。

，当倾动力矩超过正常工作力矩的倍时，二次减速机箱体底部与支座的最小间隙消除，二次减速机壳体底部与止动支座接触，扭力杆不再承受更大的力矩。

整体组装，工作可靠，二次减速机壳体是整体分箱式的，齿轮啮合的中心误差由加工精度来控制，以后即使多次拆装，中心距也不会变动。

次减速机采用硬齿面齿轮，从而大大地减小了整个倾动机械的外形尺寸及重量，并可大大地提高使用寿命。

结构紧凑，占地面积小，土建基础小而简单，重量轻。

倾动装置设计计算转炉倾动力矩的计算倾动力矩是转炉倾动机械设计的重要参数，是倾动机械设计的依据。

转炉倾动力矩由三部分组成式中空炉力矩由炉壳和炉衬重量引起的静阻力矩，空炉重心与耳轴中心的距离是不变的，在倾动过程中，空炉力矩与倾动角度存在正弦函数关系。

炉液力矩炉内液体包括铁水和渣引起的静阻力矩，在倾动过程中，炉液的重心位置是变化的，出钢时其重量也发生变化，均随倾动角度的变化而变化，故和倾动角度也存在函数关系。

转炉耳轴上的摩擦力矩，在出钢过程中其值也有变化，但其值较小，为了计算简便，在倾动过程中可视为常量。

由此看来，摩擦力矩可视为常量，空炉力矩也因空炉重心不变计算很简单，而炉液的倾动力矩由于重心随倾角改变而改变，且在出钢过程中炉液的重量也在发生变化，因此不能直接用初等函数来计算。

我们通过建立合理的数学模型，采用计算机分段数值积分，开发了套转炉倾动力矩计算及曲线绘制的软件，由于篇幅有限，模型建立及算法设计过程从略。

下面即是由该程序计算并绘制的吨转炉倾动力矩曲线图。

图中显示转炉最大倾动力矩为为保险起见，设计时取。

电机功率计算及型号选择所需电机功率为η式中考虑到电压降引起的误差及倾动力矩计算误差，取考虑多台电机倾动不同步造成的误差，取为转炉最大倾动力矩，此处为转炉倾动速度，为η传动总效率，包括齿轮传动效率联轴器传动效率及耳轴轴承效率，取电机台数，此处当四台电机工作，转速为时，所需的每台电机功率为，据此本设计选用交流变频调速电动机，其性能参数为型号其中两台带光电编码器，功率，转速，电压变频范围，绝缘等级级，防护等级，工作制次小时，短时过载力矩倍额定力矩，启动力矩倍额定力矩。

电机过载校核塌炉过载转炉最大力矩是塌炉力矩，通常为正常工作最大力矩的倍，因此，要求电机最大过载力矩比倍最大力矩大，即η电机短时过载系数η所以电机过载能力足够。

事故过载当台电机出现故障时，另外三台电机能继续工作，直到炉钢冶炼完毕。

三台电机过载产生的力矩为η即满足事故驱动要求。

传动比的确定在确定传动比时，考虑以下几点所选电机的额定转速额工艺操作要求转炉倾动转速对次二次减速机分配其减速比时，在满足强度的条件下，应尽量减小二次减速机大齿轮的几何尺寸主要是直径，以利于加工运输和安装。

在选择二次减速机齿轮齿数时，要保证齿轮副中小齿轮齿数大于发生根切的最小齿数。

据此确定次减速机的减速比，二次减速机的减速比，总速比。

转炉工作概况转炉倾动装置是用来倾动转炉炉体的，转炉在起动，运转和停止要求平稳可靠，位置控制准确，回转角度为度，在出钢时，回转速度为转分，其他辅助时间回转速度为转分，个熔炼周期出钢到钢约分钟，其中吹炼时间约为分钟，其余为辅助操作时间，本装置采用四台千瓦交流电动机并联运行，变频调速，并采用变频器低频启动，当台电机损坏时，另外三台电机仍维持本炉冶炼完毕，电动机可双向旋转，停车时使用制动器定位。

结束语随着我国钢铁工业的飞速发展，以前国内大量的小型转炉设备，由于生产效率低能耗高环境污染严重将退出历史舞台，为节约投资，在原有小钢厂厂房结构不做大的变动情况下，设计能适应这种厂房条件的非标转炉具有非常重要的意义，本文所介绍的吨转炉结构形式及配置型式，是综合国内外的设计成果，并且经多方案比较计算与论证，采用了国际上先进的转炉倾动机械多点啮合全