高炉布料器的应用与有限元分析
发布时间：2020-10-12 22:14
随着时代的进步,全球对钢铁的需求量与日俱增,对钢铁的品质品种要求也越来越多,而且,随着人类生存环境的不断恶化,对钢铁生产提出了更加节能、更加环保的要求。高炉炉顶结构的不断改进,既大幅提高了钢铁产量,又提升了循环经济比重,还起到了节能降耗、绿色环保的作用。我国钢铁产业整体水平不高,低附加值产品过剩,高附加值产品严重不足,导致了目前钢铁行业全行业不景气,有许多中小钢铁企业甚至连年亏损,经营陷入困境。但是,包钢连续几年在全行业不景气的背景下保持了经营盈利状态令人欣喜,包钢的成就取得得益于装备在技术上处于国际前列,良好的设备基础,为包钢加快构建生态循环经济提供了硬件基础,随着这几年不断加大的环保设施的投资运行,较好的解决了高炉高排放的问题,这其中的关键设备就是包钢具有自主知识产权的无料钟炉顶的应用。论文针对企业实际需求对高炉布料器及布料器溜槽托架进行验算研究,内容涉及布料器设计计算、布料器运行模拟、布料器溜槽托架强度校核、建模和有限元分析,取得以下成果。(1)包钢-Ⅲ型布料器各主要传动零件的动力学设计计算,并验证了其可行性。(2)包钢炼铁厂无料钟式炉顶设备的动态仿真,包钢-Ⅲ型布料器的动态仿真,并验证了其可行性,包钢-Ⅲ型布料器的关键零件溜槽托架的三维建模。(3)本文运用Solid works软件系统对布料器溜槽托架进行了动态模拟,动力学仿真,并运用Solid works SimulationXpress对溜槽托架进行有限元分析,得出在使用材料35CrMoV锻作为托架制造材料的前提下,托架的应力应变情况完全能够满足生产需要的结论。以上研究对生产实际中遇到的事故进行了理论上的验证分析,为生产实际提供了帮助。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TF321
【部分图文】：
在溜槽倾角变化的同时溜槽进行旋转布料的布料方式称为螺旋布料，如图1-1 (b) 所示。布料时布料器溜槽在做等速的圆周运动的同时溜槽的倾角连续变大或变小，这样，炉料就可以被布到高炉截面的任一环形面上。这样既可以获得不同的料层厚度来满足生产要求，又能使布下去的炉料平面相对平坦。进行这种方式布料时溜槽倾斜角度的变化是阶梯状的，在每一个倾斜角度等待溜槽旋转够生产所要求的圈数后再跳变到下一个倾角设定值，溜槽倾角内外极限角和溜槽每转一圈后的跳变变化值可以由人工设定，也可以由计算机自动按照预设程序来选择设定。（3）定点布料：即把布料器溜槽的倾斜角度和旋转角度都设定成固定值时，使炉料只往炉喉内的某一固定位置点布料的布料操作方式称为定点布料，如图1-1 (c) 所示。当高炉内产生空心 管道 时，可以使用定点布料方式对 管道上口处进行长时间定点布料来堵管道。这时由人工手动根据 管道 上口的位置来设定布料溜槽的倾斜角度值和它的旋转角度值，使布料溜槽的出料口对准炉内管道 上口的位置。布料时长根据实际情况由人工手动操作，在此段时间内布料位置和角度都不允许变动。（4）扇形布料：布料器溜槽的倾角逐渐变大或逐渐变小的同时溜槽旋转角度在固定的某一范围内做往复渐次变化，在这种情况下进行的布料操作使得炉料进入炉内后分布形状呈扇面状，人们把这种布料方式称为扇形布料，如图 1-1 (d)所示。当高炉内的料柱出现偏析或者小部分料面崩塌时，采用这种布料方式进行布料来使炉内料面重新回到理想状态。采用扇形布料时旋转溜槽的转角范围值由工人根据实际情况手动设定。
图 2-1 耳轴的结构Figure 2-1 structure of the ear axis溜槽质量可按公式（2-1）计算： 7.83.14(0.740.56)2.251.58081412122212112m ρπD DL ，ρ1—溜槽材料密度，t/m3；D2—溜槽外径，m；D1—溜槽内经，m。炉料总质量可按公式（2—2）计算：4.53.140.560.554t81412122221m ρπD ，ρ2—炉料密度，不同的炉料有不同的密度，其中铁矿的密度最大，为 4则溜槽的重力为 15.48kN，炉料的重力为 5.4292kN。1.5809.815.48kN11G mg 0.5449.85.4292kN22G mg 溜槽倾动到极限位置 50°时，耳轴上的扭矩达到最大值。溜槽与炉
在水平面内弯矩如图 2-2d，在垂直面内弯矩如图2-2e。从这些图中可以看出，耳轴 C 截面的弯矩达到最大值，属于危险截面。C截面内的合成弯矩为：13.405kNm22 CCxxM MM(2-27)（4）耳轴强度计算：由于耳轴悬挂溜槽和 U 型驱动臂的部分在高炉内部工作，故耳轴应该具备耐高温的能力。耳轴材料选 37SiMn2MoV，并进行调质处理。其机械性能见表 2-3。
【参考文献】
本文编号：2838352
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TF321
【部分图文】：
在溜槽倾角变化的同时溜槽进行旋转布料的布料方式称为螺旋布料，如图1-1 (b) 所示。布料时布料器溜槽在做等速的圆周运动的同时溜槽的倾角连续变大或变小，这样，炉料就可以被布到高炉截面的任一环形面上。这样既可以获得不同的料层厚度来满足生产要求，又能使布下去的炉料平面相对平坦。进行这种方式布料时溜槽倾斜角度的变化是阶梯状的，在每一个倾斜角度等待溜槽旋转够生产所要求的圈数后再跳变到下一个倾角设定值，溜槽倾角内外极限角和溜槽每转一圈后的跳变变化值可以由人工设定，也可以由计算机自动按照预设程序来选择设定。（3）定点布料：即把布料器溜槽的倾斜角度和旋转角度都设定成固定值时，使炉料只往炉喉内的某一固定位置点布料的布料操作方式称为定点布料，如图1-1 (c) 所示。当高炉内产生空心 管道 时，可以使用定点布料方式对 管道上口处进行长时间定点布料来堵管道。这时由人工手动根据 管道 上口的位置来设定布料溜槽的倾斜角度值和它的旋转角度值，使布料溜槽的出料口对准炉内管道 上口的位置。布料时长根据实际情况由人工手动操作，在此段时间内布料位置和角度都不允许变动。（4）扇形布料：布料器溜槽的倾角逐渐变大或逐渐变小的同时溜槽旋转角度在固定的某一范围内做往复渐次变化，在这种情况下进行的布料操作使得炉料进入炉内后分布形状呈扇面状，人们把这种布料方式称为扇形布料，如图 1-1 (d)所示。当高炉内的料柱出现偏析或者小部分料面崩塌时，采用这种布料方式进行布料来使炉内料面重新回到理想状态。采用扇形布料时旋转溜槽的转角范围值由工人根据实际情况手动设定。
图 2-1 耳轴的结构Figure 2-1 structure of the ear axis溜槽质量可按公式（2-1）计算： 7.83.14(0.740.56)2.251.58081412122212112m ρπD DL ，ρ1—溜槽材料密度，t/m3；D2—溜槽外径，m；D1—溜槽内经，m。炉料总质量可按公式（2—2）计算：4.53.140.560.554t81412122221m ρπD ，ρ2—炉料密度，不同的炉料有不同的密度，其中铁矿的密度最大，为 4则溜槽的重力为 15.48kN，炉料的重力为 5.4292kN。1.5809.815.48kN11G mg 0.5449.85.4292kN22G mg 溜槽倾动到极限位置 50°时，耳轴上的扭矩达到最大值。溜槽与炉
在水平面内弯矩如图 2-2d，在垂直面内弯矩如图2-2e。从这些图中可以看出，耳轴 C 截面的弯矩达到最大值，属于危险截面。C截面内的合成弯矩为：13.405kNm22 CCxxM MM(2-27)（4）耳轴强度计算：由于耳轴悬挂溜槽和 U 型驱动臂的部分在高炉内部工作，故耳轴应该具备耐高温的能力。耳轴材料选 37SiMn2MoV，并进行调质处理。其机械性能见表 2-3。
【参考文献】
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本文编号：2838352
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