第三章高炉上料设备

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2.生产效率计算 料车上料机的生产效率就是上料机每昼夜能够运输原料的重量。一般设 计能力为120%。主要原因是满足“赶料线”时要加快上料的需求和为今 后挖潜能力做保障。 主要计算: (1) 一批料能生产的铁水量: q=焦碳量/焦比=Qc/C 根据q可以确定一批料中各种炉料的重量。 矿石批重Qo=kq 由Qc、Qo可求出每批料中焦碳、矿石的体积,再根据料车的有效容积 就可以算出每批料焦碳、矿石所需料车数量 (2)高炉每昼夜所需总上料批数: N=P/q 或 N=PC/Qc , P——每昼夜生产铁水产量 上料机一昼夜最大可能上料批数: N‘=86400/T,T——提升每批料需要的总时间(包括料车上下时 间、装焦碳时间、装矿石时间,后两者时间一般分别为15~25s (3)高炉上料机作业率:J=N/N’ *100%
3.夹芯皮带结构:

kg值 皮带组成:上、下覆盖胶、芯胶、钢绳芯 皮带段间接头采用硫化方法处理,接头形式有对接、搭接、错位 接
三、传动装置
1.机构简图 讲读教材P74图3-32
图3-32 胶带上料机传动机构简图 1-电动机 2-液力联轴器 3-减速器 4-制动器 5-驱动卷筒 导向滚筒 7-行星减速器 8-小电动机 9-制动器
第三章、高炉上料设备
教学目的: 了解高炉上料工作系统原理
及 满足的条件分析,掌握整机 设备的 设计计算基本过程及计 算要点和典 型装置的结构 教学内容: 1.高炉上料设备作用、形 式及基本功能 2.料车式上料小车工作原 理、受力分析 3.卷扬机工作原理、驱动功 率计算 4.皮带上料机工作原理、上料 能力计算 5.液力联轴器工作原理与结构
图3-23 斜体料车外形图
为了保证空料车的自返性和前后轮压均匀,空料车重心位置一般设计在 通过前轮中心与水平成30°角,通过后轮中心与水平成45°角所组成的 三角形区域内。
计算
图3-23 斜体料车外形图
五、料车卷扬机钢丝绳张力(一)
(一)、直轨段提升时钢丝绳静张力



采用逐点计算法 料车连接处钢丝绳张力——各滑轮处钢丝绳张力——卷筒 处钢丝绳张力 主要注意各接点处拉力方向与该段钢丝绳重力方向是同 向还是反向,一致则为两者之和,反之为二者之差。 同时注意力的数值均为沿钢丝绳滑动方向的分量值。 结论: 卷筒张力S=A - 2qLisina 满载料车直轨提升时,卷筒圆周上的张力S与钢丝绳行程 Li成直线关系,并随着料车上升而有所减小。
二、皮带类型及基本结构
(也称夹芯皮带)
1. 类型:普通帆布胶皮带(高炉上现在一般不 用)、钢绳芯胶带
2.夹芯皮带特点:



优点:抗拉强度高、延伸率小、运力大、寿命长 缺点:横向强度低、易断丝 代号: GX***** ,GX—钢绳芯 ******数字,表示整个厚度上每cm宽度的名义破断拉力
四、料车静力学分析
Байду номын сангаас1.直轨段受力分析

讲读教材P57 图5-18
2.曲轨段受力分析 3.料车自返条件

讲读教材P58~59 图3-19、3-20、3-21
空料车在自重作用下对瞬时转动中心所产生的自返力矩M1应大于 阻力矩M2。 M1=G.a (空料车时Q=0),M2=F1.a1+F2.a2 讲读教材P60图3-22 一般设计时取;M1 / M2 =2~3

将高炉冶炼过程所需的各种原料(矿石、焦碳、熔剂 等)从地面提升到高炉炉顶并到入炉内。
二、上料设备应满足的要求
1.足够上料能力(适应高炉生产工艺、节奏、产量、料品种、粒度等) 2.连续、可靠(适应高炉规定时间内连续冶炼生产,休风率应小于1%) 3.自动安全(计算机化全程控制、操作) 4.结构简单、易维修 1.
如果在卷筒Ⅰ上布置二套驱动装置,卷筒Ⅱ上布置一套驱动装置, 把两套工作驱动装置配置到2上,而把备用驱动装置放在卷筒1上 使驱动卷筒传递圆周力的比值由等圆周力法的1 :1变成2 :1
圆周力任意分配法
它是把两个驱动卷筒所传递的圆周力按任意比值进行分配, ( 为 系数),只要满足每一驱动卷筒两侧的胶带张力之比小于或等于其 值的条件即可。最小张力法、等圆周力法、等驱动单元法实际上都是 它的特例。

1.料车及轨道几何尺寸 2.料车空车重量、装料重量 3.料车速度图、加速度图 计算程序: 1.计算和绘制钢丝绳行程图 2.计算重料车和空料车对应于速度图上各 接点的瞬间钢丝绳静张力S、S‘并画出张力变 化图 3.求出料车各运行时期卷筒上的静圆周力并作图 4.计算卷筒圆周上的动力Fg和总圆周力,绘制卷扬机的 负荷图 5.求上一车料的等效力Fx和等效功率Nx 6.求一批料期间的电动机等效值功率Nx 7.校核电机
4.料车外形设计
讲读教材P60图3-23 一般空料车重心与前轮中心线的水平距离约为后轮中心距的0.6~0.65 5.
¦Α
图3-19 料车在卸料导轨 上的受力情况
图3-20 料车在斜料导轨 上炉料重心和重心计算 图
¦Α
" ¦Α
(2)钢绳牵引力等于零。料车重心与垂线OO′重合,其力的平衡三角形见图 (1)钢绳牵引力P大于零。如图3—21a、b所示,料车重心位于 R1 R2 (3)钢绳牵引力P小于零。料车重心已在OO′垂线左侧,其力的平衡三角形。 3—21c所示。此时Q+G与车轮总反力R在一垂线上使P=0,这时料车的重 P已出现负值,料车已丧失自返能力,要使料车返回必须在车辕上施加压力, 交点O的垂线OO′右侧。P的存在意味着料车在倾翻后有自行返回的可能性, 力和车轮总支反力互相平衡,料车处在一种不稳定倾翻的临界状态,料车 而钢绳是不可能产生这种压力的,这种现象叫“料车上天”,必须加以防止。 P力越大,表明料车反拖钢绳的作用力越大,料车越易返回。 缺乏自返能力。
分析比较: 最小张力法情况下,两个驱动卷筒的驱动功率相差eμθ倍,导致装置结构差别 很大,而张力皮带减小比例仅为等单元法的4%,实用性不大,故高炉皮带机不采 用; 等圆周力法情况下,两个驱动功率相同,即为1:1,但离eμθ较远; 等驱动单元法情况下,卷筒传递圆周力为2:1,而每套驱动装置都一样。从而 达到既能减少胶带中张力,又能保证驱动装置具有通用性,减少了备品种类,便 于维修。“ 高炉皮带机采用等驱动单元法。
这就要求空料车在自重作用下对瞬时转动 中心所产生的自返力矩 M 1 应大于阻力矩 M 2
图3-22 空料车自返能力计算
¦Α
¦Β
—考虑车轮缘对轨道摩擦系数
(对滚动轴承一般取3)
—车轮滚动轴承的摩擦系数,取=0.015;
d—车轮轴径; D—车轮直径; f—车轮与轨道的滚动摩擦系数,取f=0.08㎝ 一般取: M1/M2=2~3
六、卷扬机卷筒圆周力计算
(一)、静圆周力计算 要点:卷扬机圆筒上竟圆周力为重料车钢丝绳张
力与空料车钢丝绳张力之差。
(二)动载荷计算 Fg = M‘ . a M’——所有运动部件换算到卷筒圆周上 质量 a——卷筒圆周上的线加速度或减速度
七、料车驱动功率计算过程
一般已知条件为:
带式上料机的缺点:
(1)运距更长,站地较大 (2)环境温度条件高求较高,不宜过高温度,尤其不能运热烧结矿 对高炉节能有一定影响。
斜桥料车式上料机 1—料车坑;2—卷扬机;3—料车卷扬机室; 4—支柱;5—轨道;6—斜桥;7、9—绳轮;8—钢绳;10料车
§3—2高炉上料车
一、工作原理


教材P41图3-3 请同学们画出卷扬机传动原理图
图3—3 料车上料机运动示意图
三、料车上料机的料车运动分析与 生产率计算
1.速度图、加速度图、钢丝绳行程图 讲读教材 P53~54
在时间内料车刚开始启动,重料车直轨上升,空料车自炉顶卸料曲线极限 在t3时间内,一般取 在时间内,为了较快地过渡到最大速度,加速度应大 位置下行,为防止空料车牵引钢绳松弛,从卷筒上放出的钢绳加速度不应超 v3=v=3~4m/s 些 过空料车在自重作用下返回时能产生的钢绳加速度,故加速度应小些。 为重料车进入曲轨前的第 一次减速时间 为重料车在卸料曲轨段行走 的时间 为卷扬机第二次减速到停车的 时间
§3—1 概述
三、上料设备的型式
1.料罐式上料机(已淘汰) 2.料车式上料机(教材P40 图3-1) 3.皮带式上料机**(教材P41图3-2)
同学们想一想
带式上料机的优点:
(1)运料能力更大,可以没有间隙地工作 (2)设备更简单,投资更省 (3)更远程装料和操作,让高炉周围空的空间更多 (4)上料更均匀、平稳,料的粒度损伤小 (5)工作更可靠,维护简单,自动化程度更高


一、构成 示例:2500m3皮带机(教材P70图3-28) 描述皮带上料机的主要技术参数:同学们想 一想: 输送量(t/h)、带宽(mm)、带长(m) 带速(m/s)、电机功率(Kw)、带厚 (mm)、钢芯直径(mm)、输送料品种
高炉上料主皮带机
§3—3皮带上料机
图3-33 双卷筒驱动时力的分析图
Θ ¦1 ¦Θ 2
等圆周力分配法
使每一个驱动卷筒传递的圆周力相等,即
使每一个驱动卷筒传递的圆周力相等,即
图3-33 双卷筒驱动时力的分析图
Θ ¦1 ¦Θ 2
图3-34 传动装置的配置情况 备用驱动装置放在卷筒2 等圆周力配置 备用驱动装置放在卷筒1
等驱动单元法
6.
料车卷扬机钢丝绳张力(二)
(二)、空料车直轨段下降时钢丝绳静张力 也采用逐点计算法,此时料重Q=0 结论: S‘= A’ + 2qLisina 空料车在直线段下降时,钢丝绳拉力S‘与 钢丝绳行程Li也成直线关系,随空车下降而 逐渐增加。
料车卷扬机钢丝绳张力(三)
(三)料车曲轨段运行时钢丝绳静张力 1.求料车车辕处钢丝绳处静张力 采用作图法,求得车辕拉力 分析重料车提升、空料车下降情形 要点:1.作图求得拉力 2.分情形,按照直线段求各接点处张力 过程与方法可求出各接点处张力
四、液力联轴器(一)
1.工作原理(同学们想一想:联轴器的工作 实质)
它们都是由与电动机轴连接的主动轮l与负载轴连接的从动轮2以及“键”3把主动 轮转矩传给从动轮的,不过前者的键是橡胶带,而后者的键却是液体,即液力联 轴节是通过液体“键”来传递转矩的。
(1)利用液体动压力(冲击力)传递扭矩。机械能——液压能转换 讲读教材P79图3-37 电机转动—主动工作轮旋转—液体产生离心力 —形成一定速度、压力能—液体在 环状流道中 流动——流向被动工作轮的环状流道—产生冲击力—被动轮旋转— 被动轴转动—液体流动流回主动工作轮 再次循环工作 主动工作轮——泵轮, 被动工作轮——涡轮
教学重点: 1.料车上料工作原理、受力分析 2.卷扬机工作原理、驱动功率计算 3.液力联轴器工作原理与结构
教学难点: 1.料车上料工作原理、受力分析 2.卷扬机驱动功率计算 教学进度: 总学时 教学备忘:
3h
第三章、高炉上料设备
§3—1 概述 一、上料设备的作用 同学们想一想
二、料车行车轨道


分为三段: 料坑内直线段、 斜桥上直线段(一般为47~60度) 炉顶卸料曲线段(该段很特殊),见P44 图3-5 卸料段特殊性体现:总体为自动卸料、自动返回 具体为: (1)后车轮轮压在轨道上而不出现负轮压 (2)料车能自返:空料车能在自重作用下从曲轨的上限 位置迅速返回 (3)卸料迅速 (4)保证卸料时料车嘴不与炉顶设备相碰 (5)运行过程中牵引钢丝绳张力不急剧变化
2.张力计算 采用最小张力法、等圆周力分配法、 等驱动单元 法、圆周力任意分配法 (1)最小张力法原则:最大程度地利用驱动卷筒的包 角,使驱动卷筒张力比最大,而皮带中的张力最小。 两个驱动卷筒圆周力比值为eμθ (2)等圆周力法原则:每个驱动卷筒传递的圆周力相 等,比值为1:1 (3)等驱动单元法原则:每个卷筒的驱动装置相同, 而套数不同,使驱动卷筒传递圆周力的比值为2:1 (4)圆周力任意分配法原则:两个驱动卷筒传递的圆 周力按任意比值分配。
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