转炉本体系统

转炉设备模型转炉本体系统设备操作与维护转炉金属结构倾动机构转炉吹炼工艺对倾动机构的要求转炉本体系统设备包括转炉炉体（包括炉壳和炉衬）炉体支承系统（包括托圈、耳轴、耳轴轴承及支座）倾动机构一、炉体1、炉衬氧气转炉的炉衬一般由工作层、填充层和永久层所构成。工作层是指直接与液体金属、熔渣和炉气接触的内层炉衬，它要经受钢、渣的冲刷、熔渣的化学侵蚀、高温和温度急变、物料冲击等一系列作用。同时工作层不断侵蚀，也将影响炉内化学反应的进行。因此，要求工作层在高温下，有足够的强度，一定的化学稳定性和耐急冷急热等性能。填充层介于工作层和永久层之间，一般用散状材料捣打而成，其主要作用为:减轻内衬膨胀时对金属炉壳产生的挤压作用，拆炉时便于迅速拆除工作层，并避免永久层的损坏。也有一些转炉不设置填充层。永久层紧贴炉壳钢板，修炉时一般不拆除，其主要作用是保护炉壳钢板。该层用镁砖砌成。2、炉壳图9-5转炉炉壳图(1)转炉炉壳的作用:①承受耐火材料、钢液、渣液的全部重量，②保持炉子有固定的形状，③倾动时承受扭转力矩。(2)炉壳的组成:锥形炉帽圆柱形炉身炉底(3)制作要求：各部分用普通锅炉钢板、或低合金钢板成型后，再焊成整体。三部分联接的转折处必须以不同曲率的圆滑曲线来联接，以减少应力集中。2.1炉帽A形状半球型——半球型的刚度好，但制造时需要做胎模，加工困难；截头圆锥体型—制造简单，但刚度稍差，一般用于30吨以下的转炉B出钢口出钢口最易烧坏，为了便于修理更换，最好设计成可拆卸式的。小转炉的出钢口可直接焊接在炉帽上。C水冷炉口结构形式（两种）作用：①防止炉口钢板在高温下变形，提高炉帽的寿命；②可以减少炉口结渣，而且即使结渣也较易清理。水箱式埋管式在锥形炉帽的下半段还焊有环形伞状挡渣护板（裙板），以防止喷溅出的渣、铁烧损炉帽、托圈及支承装置等。1)水箱式①结构：水箱式水冷炉口用钢板焊成，如图所示。在水箱内焊有若干块隔水板，使进入的冷却水在水箱中形成一个回路。同时隔水板也起撑筋作用，以加强炉口水箱的强度。②特点：这种水冷炉口在高温下，钢板易产生热变形而使焊缝开裂漏水。在向火焰的炉口内环用厚壁无缝钢管，使焊缝减少，对防止漏水是有效的。水箱式埋管式2)埋管式埋管式水冷炉口是把通冷却水用的蛇形钢管埋铸于灰口铸铁、球墨铸铁或耐热铸铁的炉口中，如图所示。这种结构不易烧穿漏水，使用寿命长；但存在漏水后不易修补，且制作过程复杂的缺点。埋管式水冷炉口可用销钉-斜楔与炉帽连接，由于喷溅物的粘结，拆卸时不得不用火焰切割。因此我国中、小型转炉采用卡板连接方式将炉口固定在炉帽上。2.2炉身炉身一般为圆筒形。它是整个转炉炉壳受力最大的部分。转炉的全部重量（包括钢水、炉渣、炉衬、炉壳及附件的重量）通过炉身和托圈的连接装置传递到支承系统上，并且它还要承受倾动力矩，因此用于炉身的钢板要比炉帽和炉底适当厚些。炉身被托圈包围部分的热量不易散发，在该处易造成局部热变形和破裂。因此，应在炉壳与托圈内表面之间留有适当的间隙，以加强炉身与托圈之间的自然冷却，防止或减少炉壳中部产生变形(椭圆和胀大)。炉帽与炉身也可以通水冷却，以防止炉壳受热变形，延长其使用寿命。2.3炉底1）固定式（死炉底）特点：结构简单、重量轻、造价低，使用可靠。但修炉时，必须采用上修。修炉劳动条件差、时间长，多用于小型转炉。2）可拆式（活炉底）特点：活炉底采用下修炉方式，拆除炉底后，炉衬冷却快，拆衬容易，因此，修炉方便，劳动条件较好，可以缩短修炉时间，提高劳动生产率，适用于大型转炉。但活炉底装、卸都需专用机械或车辆（如炉底车）。炉体支承系统包括：支承炉体的托圈、炉体和托圈的连接装置、以及支承托圈的耳轴、耳轴轴承和轴承座等。托圈与耳轴联接，并通过耳轴座落在轴承座上，转炉则座落在托圈上。转炉炉体的全部重量通过支承系统传递到基础上，而托圈又把倾动机构传来的倾动力矩传给炉体，并使其倾动。1.托圈与耳轴托圈和耳轴是用以支承炉体并传递转矩的构件A托圈（1）作用：①除承受炉壳、炉衬、钢水和自重等全部静载荷外，还要承受由于频繁启动、制动所产生的动载荷和操作过程所引起的冲击载荷，以及来自炉体、钢包等热辐射作用而引起的热负荷。②托圈采用水冷时，则还要承受冷却水对托圈的压力。故托圈结构必须具有足够的强度、刚度和韧性才能满足转炉生产的要求。二、炉体支承系统（1）结构：托圈的结构如图9-8所示。它是断面为箱形或开式形的环形结构，两侧有耳轴座，耳轴装在耳轴座内。大、中型转炉的托圈多采用箱形的钢板焊接结构，为了增大刚度，中间加焊一定数量的直立筋板。这种结构的托圈受力状况好，抗扭刚度大，加工制造方便，还可通水冷却，使水冷托圈的热应力降低到非水冷托圈的1/3左右。考虑到机械加工和运输的方便，大、中型转炉的托圈通常做成两段或四段的剖分式结构（左为剖分为四段加工制造的托圈），然后，在转炉现场再用螺栓联接成整体。而小型转炉的托圈一般是做成整体的(钢板焊接或铸件)。剖分式托圈B耳轴(1)作用：①支承炉体和托圈的全部重量，并通过轴承座传给地基，②倾动机构低转速的大扭矩通过耳轴传给托圈和转炉。(2)要求：耳轴要承受静、动载荷产生的转矩、弯曲和剪切的综合负荷，因此，耳轴应有足够的强度和刚度。转炉两侧的耳轴都是阶梯形圆柱体金属部件。由于转炉时常转动，有时要转动±360°，而水冷炉口、炉帽和托圈等需要的冷却水也必须连续地通过耳轴，同时耳轴本身也需要水冷，这样，耳轴要做成空心的。C托圈与耳轴的连接托圈与耳轴的连接有法兰螺栓连接、静配合连接、直接焊接等三种方式，如图1所示。D炉体与托圈的连接装置（自学）三、倾动机构1.倾动炉体，满足操作要求。设计时要满足以下要求：1）在整个生产过程中，满足工艺要求。如以一定的转速连续回转360°，可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连锁要求。2）安全可靠的运转。即使某一部分发生事故，倾动机械也可继续工作，维持到一炉钢结束。3）适应高温、动载荷、扭振的作用，具有较长的寿命。2.倾动机构通常有以下几种类型：1）落地式2）半悬挂式：部分中型转炉采用。3）全悬挂式：我国大部分大中型转炉都采用此种类型，设计中要求采用全悬挂式。转炉半悬挂式倾动机构300t转炉全悬挂装置3、倾动设备的检查内容（自学）检查润滑管路，保证畅通。检查密封部位是否漏油。检查制动器是否有效。检查钢滑块是否松动、脱落。检查抗扭装置连接螺丝、基础螺丝是否松动。检查托圈上制动块是否脱落松动。检查大轴承连接螺丝、基础螺丝是否松动。检查轴承运转是否有异声。耳轴与托圈的连接螺丝是否折断、松动。检查炉口有否结渣，炉子倾动时会不会发生意外或碰撞烟罩。检查各种仪表、开关及联锁装置是否有效。炉体倾动时，检查电流表显示值是否在正常范围内。4、炉体倾动设备的使用转炉倾动的操作装置是主令开关。转炉的主令开关有两套，1套安装在炉前操作室内，一般在操作台的中间位置；1套安装在炉旁摇炉房内。由“炉倾地点选择开关”进行选择使用。“炉倾地点选择开关”安装在操作室的操作台上。主令开关向正、反两方向的旋转操作各有五档速度可以选择。1）炉前炉倾操作（1）将炉倾地点选择开关的手柄旋转到“炉前”位置。（此时炉倾主令开关的手柄应处于“0”位。）（2）按工艺要求将炉倾主令开关的手柄从“0”位旋转到+900（前摇炉）或-900（后摇炉），使炉体倾动。（3）当炉体倾动至工艺所要求的倾角时，立即将主令开关的手柄恢复到“0”位，使炉子固定在这个角度上。2）炉后炉倾操作（1）将炉倾地点选择开关的手柄旋转到“炉后”位置。（2）进入炉后操作房，用炉后主令开关进行摇炉操作（同炉前）4、转炉吹炼工艺对倾动机构的要求（自学）1）倾动角度。倾动角度是指转炉中心线与地面水平线的夹角，炉子向前（向加料跨方向）倾动时的夹角称为正角；炉子向后倾动时的夹角称为负角。操作工艺中所要求的各种倾动角度为：加废钢+450左右，兑铁水+600左右，测温取样+750～+900，出钢-900～-1150左右。转炉补炉前应倒净残渣余钢，炉子须转至+1800左右，因此要求转炉炉体能作正、反两方向3600的转动。2）转动速度转炉的转动速度是以每分钟的转数（r/min）来表示。转炉在不同角度时，其转速是不一样的，速度大小要考虑工艺、安全及设备寿命的要求。例如，装废钢、兑铁水时，因液面距炉口较远或还是空炉，转速可以大一些以缩短冶炼周期；而当转炉倾动至900附近时，金属液面已接近炉口，若快速转动将会造成液面晃动甚至涌出炉口造成不良后果，此时转速应缓慢，保持平稳，使其准确地停留在所需的位置上。3）转炉在启动、倾动和制动时要求平稳，能准确地停留在预定的位置上，操作要灵活，安全可靠。序号故障主要原因排除方法1冶炼过程中炉体突然不能倾动1.稀油站油压下降或停泵后倾动电动机也停过电(应有讯号)；2.托圈耳轴滚动轴承温度上升或供油量不足；3.吊挂大齿轮切向键松动齿轮窜动，人字齿啮合卡死；4.耳轴大滚动轴承或吊挂大齿轮滚动轴承裂碎；5.行星差动减速机二根高速轴齿轮坏或滚动轴承碎裂1.启动油泵或备用油泵，油压上升后便能倾动，并检查指示讯号；2.加大油压，调节各供油点的油流量；3.拆检吊挂齿箱，打紧切向键；4.停炉调换；5.检查，如快速轴转，慢速轮不转拆减速箱调快速轴；2冶炼过程倾动炉体失去控制1.电机倾动力矩不够；2.同一电机轴上二只制动器都失去制动能力，在这情况下炉口结渣过重，炉体重心超过耳轴中心就会倾翻；3.减速系统或联轴器齿形打光1.检查电气设备；2.调整制动器制动瓦的开度，清除炉口清渣；3.检查快、慢速之速比，调换齿轮；