炉顶装料设备

优点：
①投资较低；
②在上部结构中所需空间小；
③设备高度与并罐式炉顶基本一致； ④极大的保证了炉料在炉内分布的对称性，减 小炉料偏析。
⑤中心排料，旋转溜槽所受炉料的冲击增大。
4.4.3 无钟炉顶的布料方式
溜槽基本布料方式
环形布料 定点布料 螺旋布料
扇形布料
1. 定点布料： 方位角固定的布料形式称为定点 布料。 2. 扇形布料：
小料斗的容积为料车容积的l.1～ 1.2倍。
马基式布料器的结构
马基式布料器双钟炉顶
1－大料斗；2－大钟；3－大钟杆； 4－煤气封罩；5－炉顶封板； 6－炉顶法兰；7－小料斗下部内层； 8－小料斗下部外层；9－小料斗上部； 10－小齿轮；11－大齿轮； 12－支撑轮；13－定位轮；
14－小钟杆；15－钟杆密封；
变径炉喉
宝钢1号高炉采用的是日本钢管 式活动炉喉护板。
沿炉喉圆周均布有20组水平移动 式炉喉板。行程在700～800mm之间。
示意图：
日本钢管式活动炉喉保护板示意图
1－炉喉板；2－油压缸；3－限位开关箱；4－炉喉板导轨
4.4 无钟炉顶装料装置
并罐式无钟炉顶 串罐式无料钟炉顶 串并罐无料钟炉顶
4.4.1 并罐式无钟炉顶 1. 结构：
由受料漏斗、称量料罐、中心喉 管、气密箱、旋转溜槽等五部分组成。
2 受料斗的结构
固定式 通过斗内的换向翻板分别向左右贮料 罐装料； 摆动式 通过漏斗嘴的移动来实现装料； 水平移动式 通过在轨道上运动来实现；
溜槽布料系统
主要包括溜槽及传动齿轮箱； 溜槽材质为耐热合金钢，可在600℃以下 使用； 溜槽长度确定的原则： 炉喉半径的0.9-1.0倍； 最大倾角可使炉料达到炉喉边沿； 小于料线
行。
1. 马基式旋转布料器：
由小钟、小料斗和小钟杆组成 。
（1）小钟：
壁厚60mm，倾角50º ～55º 。
在小钟与小料斗接触面堆焊硬质合金。
小钟与小钟杆刚性连接 。
（2）小料斗 由内、外两层组成，外层为铸钢 件，起密封作用和固定传动用大齿轮。 内料斗由上、下两部分组成，上部由 钢板焊成，下部是铸钢的。
3. 缺点：
①中心喉管磨损较快；
②存在并罐效应。由于称量料罐中心线 和高炉中心线有较大的间距，会在布料 时产生料流偏析现象，称之为并罐效应。
4.4.2 串罐式无钟炉顶
串罐式无钟炉顶装置示意图
1－上料皮带机；2－挡板；
3－受料漏斗； 5－上密封阀； 7－下节流阀； 9－中心喉管； 11－中心导料器 4－上闸阀； 6－称量料罐； 8－下密封阀； 10－旋转溜槽；
2. 快速旋转布料器
在受料漏斗与小料斗之间设一个旋 转漏斗。
一般转速为10～20r/min。
布料器结构示意图 a－快速旋转布料器； b－空转螺旋布料器；1 －旋转漏斗；2－小料斗；3－小钟
3. 空转螺旋布料器 结构与快速旋转布料器基本相同， 只是操作程序不同 。 小钟关闭后，旋转漏斗单向慢速 （3.2r/min）空转一定角度，然后再 经过受料漏斗、静止的旋转漏斗向小 料斗内卸料。
炼铁设备及车间设计
石永敬 博士后/讲师
重庆科技学院
炉顶装料设备
概述 固定受料漏斗与布料器
钟式装料设备
无料钟炉顶
大小料钟传动装置
均压系统
探料装置
1 概述
炉顶装料设备形式分类 对炉顶装料设备的要求
一. 概念：
炉顶装料设备是将炉料装入高炉并 使之合理分布，同时起炉顶密封作用的 设备。
设备形式分类
炉顶支圈与煤气封罩密封
大料斗支撑在炉顶支圈上；
大料斗与炉顶支圈的密封采用煤气封罩 及焊接密封板； 小料斗与法兰之间采用同样的方法进行 密封；
大小料钟杆之间的密封
大小料钟拉杆保持同心。 措施 采用特殊结构的定心铜瓦； 采用自封式胶环密封结构； 机械密封部位通入高压N2；
钟阀式装料设备
钟阀式装料设备是为适应高炉高压操作 的基础上发展起来的； 特点： 1 密封效果好，炉顶压力可维持在 0.25MPa左右； 2 炉料在小料斗内形成4个料峰，需要与 可调炉喉板配合布料；
④两个称量料罐交替工作 。
4.5 大小料钟传动装置
1 料钟平衡杆 大小料钟的周期性启闭采用平衡装 置来完成。已淘汰。 2 料钟卷扬传动系统 控制大小料钟开关。主要的控制手 段。 3 液压传动系统 控制大小料钟开关。
4.6 均压系统
组成：充压阀、排压阀、管道及附属设 备等 钟式炉顶的均压系统 布置在大小料钟之间的煤气封罩上 无料钟炉顶 主要通过上下密封阀来实现均压控制
小料钟
作用：用来封闭炉顶煤气及布料； 材质：锰钢 结构：纵向两半、整体及横向两段 尺寸：与水平夹角53º ，厚度参考大料钟 要求：拆卸与安装方便
小料斗
结构：圆台柱体，纵向两半或横向两段； 材质：锰钢； 尺寸：厚度为60mm； 有效容积：接近于料车的1.1倍； 与小料钟之间的密封：形状应相互配合， 接触面采用硅橡胶密封；
按上料方式： 料罐式、料车式及胶带运输机； 按装料方式： 料钟式、钟阀式及无料钟炉顶； 按炉顶布料方式： 马基式、空转及快速布料、溜槽布料 按压力高低： 常压炉顶及高压炉顶
发展趋势：
双钟式→钟阀式→无料钟； 炉顶探料设备 钢钎式、链条式及放射性同位素
二. 对炉顶装料设备的基本要求：
①要适应高炉生产能力； ②布料均匀，能够调节炉料堆尖位置； ③保证炉顶可靠密封；
均压制度
指炉顶均压阀充压和排压操作制度。 基本工作制度：大小料钟之间经常保 持大气压力，只在大料钟打开前才充 压，对保护小料钟密封有利。 辅助工作制：大料料钟之间经常保持 高压状态，只在小料钟打开前才排压。 小料钟关闭后立即充压，对保护大料 钟密封有利。
4.7 探料装置
是探测炉喉料面位置位置及形状的设备 探料形式 机械直接接触式探料、同位素放射仪探 料、红外线探料、雷达探料及激光探料 等。 主要使用：机械探尺、链条探尺
④设备结构简单和坚固；
⑤操作方便，尽可能实现自动化。
4.2 固定受料漏斗与布料器
固定受料漏斗
设置在布料器的上面，固定在炉顶框 架的横梁上； 主要作用
使相距较远的两个料车上或皮带上卸 下的炉料，通过卸料口卸到布料器的 中心部位。
二. 布料器
布料器
通过特有的布料方式，使炉料合理
地分布在高炉内，并促进高炉的顺
4.3 钟式装料设备
双钟式装料设备
钟阀式装料设备
钟式炉顶装料设备
双钟炉顶
由大钟、大料斗、煤气封盖、小钟、小
料斗和受料漏斗组成。
1. 大钟
大钟用来分布炉料，一般用35号钢整 体铸造。壁厚一般为60～80mm。钟壁与 水平面一般为53º 。为了保证大钟和大料 斗密切接触，减少磨损，大钟与大料斗 的接触带都必须堆焊硬质合金并且进行 精密加工，要求接触带的缝隙小于 0.08mm,在内壁增加水平环形刚性环和垂 直加强筋。
2. 大料斗： 由35号钢铸成。斗壁倾角大于 70º ，壁厚不超过55mm，不需要加 强筋。 常将大料斗做成两节。
3. 提高大钟、大料斗寿命的措施
（1）缩小大钟与大料斗接触带的缝隙；
（2）采用刚性大钟与柔性大料斗结构 ； （3）采用双倾斜角的大钟，即上部倾角为53º ，下部倾角 为60º ～65º ，其优点 ： →减小炉料滑下时对接触面的磨损作用； →增加大钟对大料斗的压紧力 ； →减小煤气流对接触面以上的大钟表面的冲刷作用 。 （4）在接触带堆焊硬质合金；
方位角在规定范围内反复变化的 布料形式称为扇形布料。
3. 环形布料： 倾角固定的旋转布料称为环形布料。
4. 螺旋形布料：
倾角变化的旋转布料称为螺旋形布 料。
旋转溜槽可以完成两个动作：
①绕高炉中心线的旋转运动；
②在垂直面内可以改变溜槽的倾角。
优点：
①布料理想，调剂灵活；
②设备总高度较低；
③密封性好，能承受高压操作 ；
（5）在大料斗内充压，减小大钟上、下压差。
4. 大钟与大钟杆的连接：
①刚性连接 优点：减少钟的摆动，减小炉料偏析； 缺点：炉顶均压发生故障时，容易引起 大料钟拉杆弯曲变形； ②绞式连接 优点：密合性能好； 缺点：容易造成炉料偏析。
5. 煤气封罩 封闭大小料钟之间的外壳。容积为料 车有效容积的5~6倍。见图4-6中的3
传动齿轮箱
组成 主传动齿轮箱、上部齿轮箱、倾动齿 轮箱、中间齿轮箱、中心喉管布料溜槽、 水冷系统、氮气密封及机电元件等。 结构见图4-23所示。
并罐式无钟炉顶装置示意图 1－移动受料漏斗； 2－上密封阀； 3－均压放散系统； 4－称量料罐；
5－料罐称量装置；
6－节流阀；7－下密封阀； 8－眼镜阀；9－中心喉管； 10－气密箱传动装置； 11－气密箱冷却系统； 12－旋转溜槽； 13－溜槽更换装置
16－轴承； 17－大钟杆吊挂件；
18－小钟杆吊挂件；19－放散阀； 20－均压阀； 21－小钟密封；
22－大料斗上节；
23－受料漏斗
（3）特点 每批料旋转60º ，即0º 、60º 、 120º 、180º 、240º 、360º ，俗称六 点布料 。
（4）缺点：
①布料不均； ②旋转漏斗与密封装置极易磨损 。
作用 准确探测料面下降情况，以便及时上料。 料面情况是上部布料作业的重要依据。
目前使用最广泛的是：机械传动的探料 尺、微波式料面计和激光式料面计。
链条探料尺
1－链条的卷筒；2－重锤
每座高炉设有两个探料尺，互成180º 。 缺点： ①只能测两点；
②容易滑尺和陷尺产生误差。
4.8 HY炉顶装料设备
HY炉顶的原理是漏斗效应。 实验装置如下图
漏斗效应原理实验装置图
1－贮料漏斗；2－钟式阀；3－漏斗口；4－固定钟式布料器；5－承料槽