精炼炉钢包设计

I精炼炉钢包设计摘要钢包精炼炉，是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。钢包炉是炉外精炼的主要设备之一。钢包精炼炉主要功能：1、使钢液升温和保温功能。钢液通过电弧加热获得新的热能，这不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分，也可以补加渣料，便于钢液深脱硫和脱氧。而且连铸要求的钢液开浇温度II得到保证，有利干铸坯质量的提高。关键词：钢包；液压；滑动水口IIIAbstractLadleTurretincontinuouscastingmachineispouringpositionoverthetopoftheladleusedtocarrycrossandbearingsteelcastingequipmentpackages，itisthemostcommonlyusedinmoderncontinuouscastingandthemostcommonbearingsteelladleforpouringthekeymachineryandequipment.Inthispaper,wemakeadesigncalculationsfortheLadleTurretslewingdevicesystem,helpingtooptimizethelargepackageofturretstructure,reducecostsandincreasetheeconomicefficiency.ThistopicismainlymakingadesigncalculationofcorrelationofLadleTurretslewer,includingthecalculationofthedrivespower,theselectionoftheelectricalmachineandelectricalmachine,thecheckingofexposedgear,theselectionandcheckingofexposedgear,thecheckingofcouplingboltandfoundationbolt.Keywords：TheLadle；hydraulic；slidegate4第一章总论1.1钢包精练炉的简介钢包精炼炉，是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。钢包炉是炉外精炼的主要设备之一。钢包精炼炉主要功能：1、使钢液升温和保温功能。钢液通过电弧加热获得新的热能，这不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分，也可以补加渣料，便于钢液深脱硫和脱氧。而且连铸要求的钢液开浇温度得到保证，有利干铸坯质量的提高。2、氩气搅拌功能。氩气通过装在钢包底部的透气砖向钢液中吹氛，钢液获得一定的搅拌功能。3、真空脱气功能。通过钢包吊入真空罐后，采用蒸汽喷射泵进行真空脱气，同时通过包底吹入氩气搅动钢液，可以去除钢液中的氢含量和氮含量，并进一步降低氧含量和硫含量，最终获得较高纯净度的钢液和性能优越的材质。钢包精炼炉的应用对整个企业来看，至少可增加如下得益：加快生产节奏，提高整个冶金生产效率。应用领域：钢包精炼炉被广泛用于工业、钢铁、冶金等行业。1.2钢包精炼炉的研究意义炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件和生产环境条件等优点日益成为全世界钢铁行业的新宠。钢包精炼炉以其冶金效果好、具有设备费用低、易于操作等特点而成为炉外精炼技术有代表性的设备,正得到普遍应用。1.3钢包精炼炉的研究背景钢铁是国民经济的中流破柱,是国家生存和发展的物质保障。钢铁工业在国民经济的发展过程中,起着举足轻重的作用,是国民经济水平和综合国力的重要标志。我国是发展中国家,正大力发展其国民经济,这使得我国对钢铁材料的需求量增大。同时我国也是钢铁产量世界第一的钢铁大国,在国民经济高速发展的今天,社会对钢材尤其是高质量钢材的需求不断加大,这就需要我们为钢铁强国的伟大目标努力奋斗。在一段时期之内,钢铁工业仍将是我国经济的支柱之一。20世纪以来,钢铁产品被广泛地应用在建筑、机械、汽车、船舶、石油和运输等各个行业中。因此,钢铁一直是国民经济的基础工业之一。现如今,虽然出现了许多新材料,例如陶瓷、塑料、高分子复合材料等等,这些新材料由于自身的一些特点在一定程度上取代了钢材,但是钢材具有其它材料不可比拟的综合性能。同时,与其它材料相比,钢材价格波动趋势相对较小。所以,钢铁材料仍是当代最主要的材料之一。随着市场经济的持续高速发展,使得企业的规模和产量越来越大,钢铁工业5也通过加快结构优化与调整,不断提高满足国民经济对钢材产量、品种、质量、成本等全面要求的能力。但是,随之而来的市场竞争又使各企业面临着生产规模、经济效益、产品质量和环境保护等方面的严峻挑战。企业要想立于不败之地,必须提高自身的竞争能力,提高生产效率、降低成本、降低能源消耗和原材料消耗、减轻对环境的污染和改进产品质量,以适应快速多变的市场需求。近20多年来,由于人类社会的飞速发展对钢材尤其是优质钢材、特殊钢材的需求越来越大,而随着科学技术的发展,钢材的冶炼技术也发生了质的变化。炼钢炉的容量不断扩大,超高功率电炉普遍应用于生产,连续铸钢技术也円臻完善。因此,炼钢的方法也发生了巨大的变化,由原始的一步炼钢法发展成为二步炼钢法即炉内初炼、炉外精炼。炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件、改善生产环境条件等等优点已日益成为全世界钢铁行业的新宠,发展极其迅速。全世界各大钢铁企业纷纷加大了对钢水炉外精炼的研究力度,研制了多种钢水炉外精炼的设备,尤其是提出了各种各样的理论和控制方法,并已创造了极其可观的经济效益。1.4实施方案及主要研究手段（1）本课题对现有钢包精炼炉进行改进，重点解决现有钢包精炼炉的缺陷。（2）根据钢包精炼炉的材料性质，确定工艺材料的选择（3）通过对已有的钢包精炼炉的结构进行改进，主要改善钢包包体、滑动水口、吹氩口。1.5设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：(1)参阅相关资料，了解和掌握钢包精炼炉工作原理及其发展，并查阅和收集相关资料；(2)完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案；(3)对钢包精炼炉结构进行设计；(4)钢包起吊轴加工工艺规程设计；(5)对钢包滑动水口的结构改善，并对结果进行分析；(6)完成所设计部件的装配图和零件图。6第二章钢包设计2.1、钢包尺寸计算此处省略NNNNNNNN字需要完整版请联系QQ九九八七二一八四。3.1.4各工况负载由于忽略了摩擦及惯性负载，且由任务书可知，整个工作过程中，工3.1.5各工况时间将启动和减速过程忽略工进：t1===7.33s退回：t2===7.33s3.2确定液压缸基本参数3.2.1初选系统压力由任务书给出系统工作压力P1=16MPa，液压缸工作过程中，活塞杆主要受压，故取d/D=0.7系统对活塞杆速度有要求，初步构想采用出口节流调速，故初取系统背压P2=1MPa3.2.2计算液压缸主要尺寸A1=去=0.9=71.6846=则A1=7168.46×则液压缸直径D==9.56cm7去标准值D=100cm由d/D=0.7，则A1=2A2，i=0.7则d=70mm则液压缸的有效面积：A1=π·/4=78.5A2=π·()=40.1活塞杆直径A=A1-A2=38.43.3拟定液压系统图3.3.1选择基本回路3.3.1.1调速回路由于出口节流调速始终存在背压，故速度稳定性好。3.3.1.2油源形式的确定由第一部分分析看出，系统工作过程中主要由工进（高压大流量）和退回（低压大流量）两个工况组成，即泵主要要满足高压大流量的要求，故而，选择轴向柱塞泵。3.3.1.3卸荷回路的选择由于钢水包滑动水口特殊的工作条件，要求液压系统在大部分时间内都处于不工作状态，但频繁的启动不仅消耗大量能量，而且对液压系统不利，故而系统应采用卸荷回路，现提出以下卸荷回路：（1）换向阀卸荷（2）先导式溢流阀卸荷8（3）先导式电磁卸荷溢流阀卸荷3.3.1.4锁止回路的确定由于钢水包滑动水口要求在任何位置停止并锁紧，以稳定的调节钢水流出速率，故采用液控单向阀的锁紧回路。3.3.1.5系统图的最终确定(1)（2）93.1.3.6系统的比较系统一采用双缸串联机构，工作中从动缸可随主动缸动作，从动缸的启动与停止完全跟随主动缸动作，运动控制精确，且系统简单，易实现。系统二中，从动缸采用差动连接，并靠主动缸推动滑动水口为从动缸提供机械力，使从动缸运动，在主动缸停止运动时，从动缸可能会在惯性作用下继续运动，从而造成滑动水口的开度定位不精确，且此系统复杂，使系统搭建、调试以及发快的设计变得复杂。系统三才有用先导式卸荷溢流阀，卸荷溢流阀流量大，且系统简单。系统四采用单缸系统，并利用换向阀中位锁紧，系统简单易实现，但单缸系统的液压缸尺寸计算时，须按有杆腔提供工作压力计算，导致液压缸尺寸变大，而由于此液压缸需要经常拆卸，过大的液压缸对工人操作不方便，且对机械机构要求也更高，而换向阀中位机能锁紧回路锁紧不可靠。10综合以上分析，将系统一作为最终选定系统。3.4液压辅件的选择3.4.1选择液压泵及驱动电机3.4.1.1确定液压泵最大工作压力P1=16MPa由于系统管路简单，取ΔP=0.5MPa3.4.1.2确定液压泵的流量取泄露系数K=1.13.4.1.3选择液压泵型号由以上计算数字查阅产品样本，选用规格相近的华德公司的A2F10R2P1轴向柱塞泵3.4.1.4确定驱动液压泵的功率取泵的总效率=0.8其中=10ml/r×1500r/min=15l/min=5KW113.4.2控制阀的选择3.4.2.1先导式溢流阀溢流阀通过的最大流量即为泵的额定流量，q=15L/min，最大调定压力p≥16MPa选择华德公司的DBW10A-2-30B/315X/V3.4.2.2换向阀通过换向阀最大流量为系统工进时流量q=7.065L/min，工作压力p=16MPa系统电磁换向阀选择4WE6J50B/AG24V系统手动换向阀选择H-4WMM6JB/V3.4.2.3调速阀及液控单向阀调速阀及液控单向阀的最大流量为系统工进工况时的流量q=7.065L/min，工作压力p=16MPa调速阀选择Z2F6-30B/S2V单向阀选择Z2S6-40B/V3.4.3蓄能器的选择3.4.3.1蓄能器的参数计算（1）蓄能器充气压力的确定蓄能器的最低工作压力应由实验确定，但由于条件的限制，在此定位12MPa。12则蓄能器的充气压力（2）蓄能器总容积V0的计算由于蓄能器做应急能源使用，并要求在泵不工作时，靠蓄能器可工作2-3次，以下按工作三次计算则蓄能器有效工作容积ΔV=A1·S·3·ζ其中取ζ=1.2ΔV=3.2L工作过程可看做等温过程则3.4.3.2蓄能器的选择有以上计算选择力士乐公司的HAB20-262-2X/10G092N111-SQLO-皮囊式蓄能器3.4.4管道的选择3.4.4.1管道内径的计算管道内径计算公式d=1.13吸油管路:取v=3m/sd=10.3mm回油管路：取v=3.5m/sd=9.5mm/s13压油管路：取v=8.5m/sd=6mm/s3.4.4.2管道的选择液压泵至阀块之间管道的选择:由泵的p口螺纹尺寸为M22×1.5，选择M22×1.5的卡套式管接头，据此选择泵至阀块之间的管道为外径φ18，内径φ12的钢管。阀块至油箱之间管道的选择：由回油管路的上述计算，取内径φ10mm，外径φ14mm的钢管，选择M18×1.5的卡套式管接头。阀块上A、B口至液压缸之间的管道选择：由亚油管路计算，选择内径φ6mm，外径φ10mm的钢管，管接头选择M14×1.5的卡套式管接头。3.5确定油箱容量油箱容量由经验公式确定：V=α·qq=15L/min，取α=6即油箱容量V=90L3.6过滤系统的设计3.6.1过滤器的位置设置系统采用轴向柱塞泵，受泵的吸油特性限制，不采用吸油过滤由系统要求知道，系统大部分时间处于卸荷状态，故只采用压