转炉设备（DOC36页）

0课程名称：转炉设备编制：校对：审定：1目录：前言2页第一章：培训目的第一节基本知识目标2页第二节能力目标2页第二章：转炉设备第一节转炉炼钢设备组成方框图-4页第二节顶底复吹转炉炼钢设备特点5页第三节转炉生产工艺流程图6页第四节转炉设备的组成5页第四章转炉设备安装、试车第一节制作单位预装15-16页第二节现场设备安装16-17页第三节空载荷试运转17-18页第四节转炉试运转应满足的条件和技术要求18页第五章转炉开新炉和冶炼第一节转炉开新炉需要具备的条件18页第二节冶炼过程中的操作要求18-19页第三节设备动行中故障的排除方法19页第四节操作过程中紧急状态下的处理方法20页第五节设备交接班规定21页第六章转炉设备常见问题和解决办法21--23页2前言根据分厂培训计划编写了这本教材,以便我们一起共同掌握转炉炼钢主要工艺设备和机械设备的相关知识和主要工艺操作技能、解决常见的故障处理方法,通过培训能够更进一步的提高使用和维护转炉炼钢设备的能力，并使我们的操作工人和点检员分析和排除故障的能力有所提高。同时，通过学习，进一步让点检人员了解如何更好的与一线员工的沟通。3第一章培训目标第一节基本知识目标1.1.1了解氧气顶吹转炉设备组成和配套设备的构造。1.1.2熟悉和掌握转炉设备结构、工艺参数、设备操作和维护。第二节能力目标1.2.1了解转炉设备选型依据、设备结构特点等方面的能力。1.2.2对转炉设备发生故障的问题点有准确判断能力。1.2.3提高杜绝转炉设备故障、减少故障、处理故障的能力。第二章转炉设备第一节转炉炼钢设备组成方框图4渣车钢车转炉炉底倾动电机倾动减速机水冷旋转耳轴托圈体水冷炉口炉帽上下挡座球铰支撑炉壳扭力杆稀油站炉体托圈驱动投料系统高位料仓称量斗振动给料机称量斗汇总斗氧枪系统氧枪升降小车横移车驱动系统氧气阀门组氮气阀门组氧枪水系统净化环保设备连铸设备运行设备生产准备设备5第二节顶底复吹转炉炼钢设备特点1、冶炼时间短，生产效率高，一般20—40分钟吹氧即可完成一炉钢水的冶炼。而平炉则需要5—6小时才能完成一炉钢的冶炼。2、投资少、成本低、施工速度快。一座顶底复吹转炉的投资只有平炉的70%左右。冶炼的品种也比平炉广。3、顶底复吹可以有效的改变熔池的搅拌力，可以减少喷溅，提高收得率。4、吹氧设备和除尘设备需要较高的厂房6第三节转炉生产工艺流程图7第四节转炉设备的组成3.2.1顶底复吹转炉炼钢是以转炉主体设备、供氧系统设备、铁水供应系统设备、散状料供应设备、废钢供应设备、铁合金供应设备、出渣出钢设备、烟气净化冷却回收系统设备、及修炉机械设备。3.2.2转炉主体设备是由炉体、托圈、炉体支撑装置、倾动机构等组成。1、炉帽：做成上小下大截圆锥形或球缺截圆锥形的目的是减少吹炼时的喷溅和热量损失，有利于炉气的排出；由于炉帽接近高温炉气，炉气温度可以达到1300—1400℃，并且直接受喷溅物烧损，为了防止炉帽和炉口变形，普遍采用水冷形式，但是存在缺点就是炉口容易被钢水烧坏，造成漏水，如果不注意就会引起爆炸，造成事故，因此需要非常注意水冷炉口的质量和维护及标准化操作。82、水冷炉口：国内一般采用焊接和铸造两种结构1）焊接水箱式制作容易，冷却强度大，工作效率高，但是比埋管铸造式容易引起烧穿，且在制作时不注意就会造成水箱上部积气引起爆炸（必须将回水管路的出水接近水箱的顶部）。2）埋管铸造式一般采用无缝钢管弯曲成蛇形埋铸于球墨铸铁或耐热铸铁中，这种结构安全性和寿命均比焊接水箱式炉口高，但是制作困难（也有采用分体埋管铸造式）93、炉身一般为圆柱形，40T以上转炉炉身钢板一般采用16Mn或16MnNb，并且在整体焊接结束后进行整体退火去除应力，炉身上出钢口设计为可拆卸链接形式（便于修栖、维护、更换方便、堵出钢口方便等）。4、炉底有圆锥形和球形两种，球形炉底的制作困难砌筑复杂，但是壳体受载情况好，一般大型转炉（80T）以上采用。也有采用大活炉底和小活炉底形式，使用吊架丁字型销钉和楔板链结，这种链结形式结构简单，拆卸方便，同时切记销钉和楔板不能采用碳素钢，最好使用低合金钢，避免楔板打弯或销钉顶部端口出现毛刺。5、托圈托圈是转炉的重要承载和传动部件，它在工作中承受炉体、炉衬、钢水和自重，还承受频繁启动、制动所产生的冲击负荷，同时来10自于炉体的热辐射而引起的托圈的径向、圆周、轴向所产生的热负荷。托圈一般采用钢板焊接成箱型断面的环形结构，两侧焊接铸钢耳轴座，耳轴装在耳轴座内，耳轴材料一般采用合金钢，锻造毛坯后进行加工和退火。6、耳轴与托圈的链结一般采用三种链接方式：1）法兰螺栓链结（采用过度配合装入托圈的铸造耳轴座中，用螺栓和圆销链结，防止耳轴转动和轴向移动，这种结构制作困难）；2）静配合链接（耳轴具有过盈尺寸，装配式使用液氮将耳轴冷却插入耳轴座或把耳轴座加热装入耳轴，自然冷却，但是加热耳轴座会造成托圈局部变形，同时为了防止耳轴转动和轴向移动，在配合面拧入精致螺栓）；3）耳轴与托圈直接焊接（这种结构节省了较重的耳轴座和连接件，重量轻、结构简单、加工量小，但是需要大型加工设备，耳轴与托圈进行整体同轴加工，以保证耳轴的平行度和同心度）。7、托圈通过结构形式可分为两种1）普通焊接筋板结构（为了加强托圈的刚度在托圈内设有垂直筋板，垂直筋板限制了托圈因外在原因引起的变形，在转炉旋转时交变应力有可能造成钢板疲劳破坏，会出现裂纹在垂直筋板上或附近的内腹板11上，但是可以利用斜筋板代替垂直筋板，可以使耳轴附近托圈有较大的抗扭刚度）。2）水冷托圈两类（水冷托圈又分为内冷式和外冷式两种，内冷式是在封闭断面内直接通入循环水进行托圈冷却；外冷式是在托圈上下盖板和内腹板表面设置冷却水管；不论哪一类水冷托圈都要考虑钢板韧性问题，所以在选择材料时必须考虑韧性、屈服强度和焊接性能）8、炉体与托圈的连接装置—自调螺栓链结装置（球铰支撑）在炉体上部焊接两个加强圈，炉体通过加强圈和三个带球面垫的自调螺栓与托圈链结在一起，成120度分布，其中两个在出钢侧与耳轴轴线成30度夹角，另一个在装料侧与耳轴轴线成90度夹角位置。当炉体产生热张冷缩位移时，自调螺栓本身倾斜并靠其球面垫自动调位，使炉体中心位置保持不变；另外在耳轴位置还设有上下托架装置，在托加上的剪切块与焊接在托圈上的卡板配合，当转炉倾动到水平位置时，由剪切块把炉体的负荷传给托圈，这也属于三点支撑装置，可以适应炉体和托圈的不等量变形，载荷分布均匀，结构简单，维护量少，制作简单。9、炉体挡渣板挡渣板有多块钢板胡成，钢板厚度为16毫米，分为上下两层，上层板焊于炉帽上，下层板焊于球铰装置联接安装环板上，在球铰联接装置安装位置处，挡渣板制成凸起护板以保护球铰联接装置，其它板的焊接以保护托圈为原则。10、耳轴轴承耳轴轴承要承载炉体、铁水或钢水和托圈的全部重量、倾动机构重量，工作条件处于高温和多尘中，另外托圈在高温下还会产生耳轴方向的伸长和挠曲变形，所以要求耳轴轴承达到：有足够的强度，能承受静力和动力载荷、抗疲劳的耐久性、对中性好、安装更换方便、维修容易和经济性好等要求。在耳轴轴承选型时要考虑：操作条件下的静负荷和不正常操作下的附加载荷（兑铁水和加废钢时铁包或废钢斗压在炉口上产生的负荷）、倾动转炉时的倾动机构传递倾动力矩产生的载荷、炉体倾动时的启停所产生的惯性力、清理炉口积渣引起的载荷。1）主动端轴承座主动端轴承座是采用双列调向心滚子轴承，将其设计12成固定结构，在靠转炉一侧设有挡渣，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ZG270-500铸造而成；整个轴承座支架采用钢板焊接结构。2）从动端轴承座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一轴线上，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。11、转炉水冷系统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、炉帽和托圈的冷却水是由装在从动端耳轴上的六孔旋转接头进入耳轴，在由耳轴法兰处接管分别进入炉口、炉帽和托圈，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，作为炉口、炉帽、托圈水路的进回水通道（供水压力要求达到≥0.4Mpa）；1312、转炉倾动机构1）转炉倾动机构应该满足转炉工艺要求，能使转炉360度正反旋转，并且能够准确的停止在任意角度位置，用以满足兑铁水、装料、取样、测温、出钢、出渣、以及返回等工艺操作要求，同时还要于氧枪、烟罩提升、等操作要求进行连锁，以免产生误操作。2）转炉倾动机构的机构操作要求灵活，转炉操作一般应具备两种以上倾动速度转炉在出钢、出渣、测温取样时，要求平稳缓慢的倾动，以避免钢渣猛烈冲击而发生炉液严重喷溅和溢出，当转炉大幅度倾转时则采用较快的速度，来节约辅助时间，缩短冶炼周期。3）倾动机构必须安全可靠，由于转炉工作对象是高温液体金属，在生产过程中，必须避免传动机构任何环节发生故障，，即使在倾动机构的某一个环节发生故障，也要求传动系统具有自备能力，能继续工作，直到本炉冶炼结束。4）倾动机构能够适应载荷的变化和结构的变形，当托圈产生挠曲变形而引起耳轴轴线偏斜时，仍能够保持各传动齿轮副的正常啮合，同炉衬砖内部隔热层水冷托圈本体主动端耳轴，含四孔气体通道被动端耳轴含六孔水道下部挡座四个上部挡座四个炉体外壁与托圈内壁间隙要求达到100mm—120mm粉化层？球铰支撑120度14时还要使机构具有减缓动载荷和冲击载荷的性能。5）倾动机构最大的特点是大扭矩，转炉炉体自身重量大，和炉液一起，整个转炉的倾动部分重量达到百吨，甚至千吨，所以炉体旋转必须在转炉耳轴上施加几百甚至几千千牛×米的力矩，同时转炉在操作中需要进行频繁的摇动，所以倾动机构除承受静载荷外还要承受由于启动、制动引起的动载荷，还有一点就是传动机构中存在较大的啮合间隙，当进行炉口积渣等操作时使机构承受较大的动载冲击，可以达到静载荷的两倍以上。另外倾动机构的速度特点是低转速，一般为0.1---1.5r/min，一般50T以上转炉都有两种以上的倾动速度，慢速0.1---0.3r/min，快速0.7---1.5r/min,30T以下的转炉一般采用0.7—1.5r/min。6）倾动机构的结构形式一般分为落地式、半悬挂式和全悬挂式。6.1）落地式倾动机构主要是使用在30T以下的转炉上，最大的缺点是托圈发生挠曲变形时会因起耳轴轴线偏斜，大小齿轮的正常啮合会备破坏，导致齿轮磨损严重、齿断裂或其他事故。优点是结构简单。6.2）半悬挂式的大小齿轮通过悬挂减速机悬挂在耳轴上，所以耳轴轴线的偏斜不会影响大小齿轮的正常啮合。缺点是有一部分安装在地上，站地面积比较大，笨重等。156.3）全悬挂式结构紧凑，重量轻，站地面极小，运转安全可靠，工作性能好；啮合点一般2――4点，由于采用两套以上传动装置，所以一般1、2套损坏后仍然可以继续操作；因为全悬挂减速机都挂在耳轴上，即便是耳轴发生挠曲变形也不会造成齿轮副的正常啮合；全悬挂式和半悬挂式都要求加强减速机壳体的强度，并且要求有非常好的抗扭装置；缺点是由于啮合点的增加也增加了结构的复杂性，加工和调整要求精度比较高。1613、扭力杆装置是一种性能好的柔性抗扭力缓冲装置（单扭力杆和双扭力杆），原理就是利用细长的扭转杆的弹性变形来吸收能量。悬挂减速机分别与两根立杆铰接，立杆的另一端与曲柄铰接，而曲柄用键装在水平扭力杆上，扭力杆通过轴承支撑在基础的支座上。倾动减速机工作时两侧立杆一个向下压一个向上拉，使水平扭力杆来承受扭矩。当耳轴产生挠曲变形时悬挂减速机箱体可以在相应的空间里位移，不会影响到齿轮副的正常啮合。另外，为防止扭力杆受力过大发生断裂造成事故，在扭力杆下方设置了事故支座，可以对应急事故起到缓冲。14、吹氧装置（氧枪、氧枪喷头、氧枪横移装置、氧枪升降装置）1）氧枪，一般转炉冶炼使用两个氧枪，一个使用，一个备用；由于氧枪在吹炼过程中与高温的钢水接触，所以在设计氧枪时采用了循环水冷却的套管形式(里层、中层、外层，采用无缝钢管和氧枪喷头焊接)，一