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本科生毕业设计实习调研报告题目：高炉无炉钟布料器学生姓名：刘明彤学号：0964103917专业：机械设计制造及自动化系班级：机2009-9班指导教师：闫洪波目录引言................................................................1文献综述............................................................2技术方案介绍........................................................4实习调研心得.......................................................10参考文献:..........................................................12机械工程学院机械设计制造及其自动化系1引言注：开宗明义地交待清楚调查目的、意义、任务和方法。为期三周的实习结束了，虽然以前也在包钢实习过，但这次我们参观了解的比较充分，还去了往届同学没去过的包钢薄板厂（冷轧厂，热轧厂）。在这次实习中我提供了一个理论与实际结合的机会，同时也认识社会锻炼自身能力，以及更的适应社会需要的机会。这段时间的实践，收获应该是很多，都得到较大的高。这次实习还是以参观实习为主，我们在由管我们冶金方向的老师带队，先后参观了炼铁厂（烧结,四号高炉），炼钢厂，薄板厂，轨粱厂，高线；很遗憾由于时间和其他方面的原因，我们没能参观成无缝厂.下面那我就参观的各厂写一些自己的感受和认识！注：错误之处很多，是不是写完就没读过今年这学期我开始了毕业的最后一个人任务——毕业设计。我的指导老师给我分配的毕业设计题目是关于“高炉布料器”的设计。为了更好的了解高炉布料器的作用、机械构造、工作状态以及发展现状，我开始了为期三周的实习调研工作。经我大量的查阅资料和网上查询，从中我了解到炼铁高炉装料布料设备性能的好坏直接影响到高炉冶炼产品的产量和质量。通过对现有国内外高炉装料布料设备的深入学习，布料器是无钟炉顶设备的心脏部分，是实现溜槽旋转、倾动和既旋转又倾动的必需设备。通过我在包钢的实习和认真观察研究高炉的结构及高炉布料器运作，使我了解到国内外无钟高炉原来基本上采用“PW式行星差动传动布料器”，该设备有两套电机传动行星差动轮系，通过信号控制，实现炉顶的各种布料要求，但其制造、装配难度大、设备重量重、投资大。在这次调研过程中使我更清晰的了解了布料器的工作现状及内部构造和作用，要想提高冶炼效率，就要对布料器进行改进和完善，也要赶超世界先进技术水平,在学习引进国外先进技术的同时,必须积极走自行开发研制创新的道路。通过生机械工程学院机械设计制造及其自动化系2声实践,不断改进创新的五型布料器成为目前国内新建或改造大中型高炉较为理想的可供选用的新技术。文献综述（设备发展状况、周边设备简介）近几年来,随着我国冶金工业的发展及对现代冶金设备的需要,我国先后设计出了一批具有独特结构的、先进的无料钟炉顶设备。1980年10月,我国对包钢1号炉进行了大修,需要设计无料钟护顶设备。于是对首钢进行了考察，1979年12月建成的料钟炉顶设备,特别是无料钟炉顶的关键设备—布料器,经研究确认:国内外现有的无料钟炉顶行星差动双电机传动无料钟布料器,结构复杂,零件加工精度要求高,安装麻烦,传动系统太复杂,溜槽虽然很灵活,但自动控制很复杂,工艺操作不易掌握。目前国内外的经验表明,溜槽仍采用固定两个角度的环形布料,没有充分发挥灵活布料的作用,并且消耗量大。针对上述存在的问题，研究分析了国内外有关无料钟护顶设备资料,提出了把旋转和摆角两组传动分开设计的构思,经过艰苦努力,解决了许多具体结构设计问题,一个新颖的、在结构上具有独创性的BT型无料钟布料器设计诞生了。该布料器传动机构分开传动,结构简单,制造容易,溜槽既可单独摆动,单独旋转,又可进行复合运动。此外还改进了密封，降机械工程学院机械设计制造及其自动化系3低了NZ耗量,增设了水冷屏风。1983年4月我国为包钢1号高炉无料钟炉顶设计布料器时,又提出改为全液压传动的BT83一工新型布料器的结构。为验证这种全液压传动布料器运行的可靠性,我们先设计制造了一套1,2.5模型进行结构试验。在包钢机修总厂进行加工制造安装和冷热态试运转,累积运转10小时以上。模型试验表明,这种布料器结构设计合理,运行平稳可靠,能实现溜槽的旋转和摆动同时动作的复合螺旋运动,可满足高炉布料器各种布料要求,对改善高炉冶炼有很大意义,同时模型试验也为进一步改进高炉设计提供了很好的经验。1985年3月,第一台BG一I型布料器在包钢1号高炉正式投入使用。这台布料器与国内外普遍采用的PW型无钟炉顶布料器相比较,具有完全不同的传动机构。国外Pw布料溜槽是以行星差动减速传动机构实现布料溜槽围绕高炉中心旋转(p角)和使溜槽绕吊挂轴上下摆动使溜槽与炉体中心线形成不同的夹角(a角),在自动控制系统的控制下,由。角和尽角灵活的组合,构成单环、多环、螺旋、定点、扇形布料等方式,以满足高炉冶炼的需要。而BG一I型布料器是采用一交叉滚柱(或球)轴承将一个旋转圆筒吊在顶盖上,圆筒与轴承外圈相连,轴承内圈与顶盖相连,圆筒下端用两根花键轴悬吊溜槽托架和溜槽,这样圆筒的旋转就使溜槽随之绕高炉中心线旋转,实现溜槽的旋转运动,达到沿圆周均匀布料的目的。溜槽的倾角a角运动是通过液压系统操纵与溜槽用花键轴相连的曲柄滑块机构实现的,该曲柄一端的滑块在一个带有水平旋转托辊并可在一个带有滚道的托圈内回转的浮动框架内滑动,当液压缸提升托圈时,通过托辊使浮动框架上下移动并可带动曲柄绕花键轴旋转,从而达到溜槽上下摆动的目的,实现a角的改变,通过控制系统对a角和日角进行控制,使其实现不同的组合,即可实现高炉生产工艺所需的各种布料方式,满足高炉布料需要。机械工程学院机械设计制造及其自动化系4技术方案介绍（列出尽可能多的技术方案）包钢在高炉无料钟布料器使用过程中,在购买首钢-Ⅱ型布料器和卢森堡PW型布料器引进布料器技术的同时,包钢立足自我,不断吸收改进优化,设计出了包钢布料器。包钢2号高炉一直用料钟布料直到2004年4月高炉扩容改造才改为布料器,其他高炉从1985年一直到现在均用无料钟布料器,1号、2号、3号、4号高炉使用布料器及更新换代情况见表1。为了进一步了解布料器的各种技术方案,对BG-Ⅰ、BG-Ⅱ、PW、BG-Ⅲ型布料器、马基式旋转布料器、快速旋转布料器、空转螺旋布料器的进行了分析和比较如下:1BG-Ⅰ型布料器1985年3月,第一台BG-Ⅰ型布料器在包钢1号高炉正式投入使用。BG-Ⅰ型布料器是采用一交叉滚柱(或球)轴承将一个旋转圆筒吊在顶盖上,圆筒与轴承机械工程学院机械设计制造及其自动化系5外圈相连,轴承内圈与顶盖相连,圆筒下端用两根花键轴悬吊溜槽随之绕高炉中心线旋转,实现溜槽的旋转运动,达到沿圆周均匀布料的目的。溜槽的倾角A角运动是通过液压系统操纵与溜槽用花键轴相连的曲柄滑块机构实现的,通过控制系统对A角和B角进行控制,使其实现不同的组合,即可实现高炉生产工艺所需的各种布料方式,满足高炉布料需要。BG-Ⅰ型布料器初次在包钢使用,即显示出其独到的优点,受到有关方面的认可,但是也还存在A角运动精度太低,其显示误差大于1度等缺陷,这些缺陷的存在严重的制约了布料器的使用,提高A角控制精度成为布料器设计是否成败的关键环节。2BG-Ⅱ型布料器1988年包钢3号高炉大修,在3年多实践的基础上,包钢炼铁厂有关技术人员对BG-Ⅰ型布料器的结构和设计思想重新进行了分析,并有了新的不同认识,在设计思想上产生了新的重大突破,并在此基础上对原有布料器的结构做出重大改动,使布料器A角传动的控制精度达到0.2°,满足了生产工艺的要求,同时对冷却系统、曲柄结构等做了根本性的改动,完成了布料器的第二代设计改造,即BG-Ⅱ型布料器。BG-Ⅱ型布料器的主要特点:¹BG-Ⅱ型布料器机构设计合理、结构简单,各主要传力与运动部分受力明确,工作可靠,运动阻力小,驱动机构简单,整机使用寿命长,设备重量轻,制造调整安装方便。ºBG-Ⅱ型布料器还具有良好的维修性。»BG-Ⅱ型布料器采用了开式水冷系统,冷却更为可靠。¼BG-Ⅱ与PW型布料器相比,润滑简单。BG-Ⅱ型布料器在包钢高炉上已连续使用多年(1989年～2001年),设备内部和外观上又做了多次改进和完善,如耳轴水冷、水冷底盘结构、相对转动体的相对间隙都做了调整和完善,又如上盖由铸件改为焊接,使油缸的更换和设备的维护更为方便,在主体结构没有大的改动的前提下使其更加完善,已能经得住恶劣环境的考验,特别在炉顶煤气短期温度达600°C时仍能正常工作,显示了这种布料器的独到优点,受到一致好评。3PW型布料器包钢炼铁厂1995年新建的4号高炉引进卢森堡PW公司制造的无料钟炉顶设备。机械工程学院机械设计制造及其自动化系6在计算机的控制下,溜槽在于铅垂线夹角0.3°～53°范围内工作,可进行环形布料和螺旋布料、扇形布料和定点布料。PW布料器由钢结构的气密箱外壳和内部的齿轮传动机构、中心喉管、溜槽等构成主体部分。齿轮箱内还有上、下水槽,各部水冷板,冷却水联络管,排水管等构成箱体内部冷却设备。布料器顶端分布有冷却水管,加压氮气进气管,润滑油管。中心喉管为炉料下料管,由耐磨材料制成,可以检修更换。气密箱体左、右各有一个检修人孔,便于对气密箱体内零部件的检修。上齿轮箱还安装有一台旋转信号反馈装置,一台倾动信号反馈装置。3.1PW布料器的工作原理。PW布料器布料溜槽的旋转运动是由安装在上齿轮箱上面的旋转电机带动的,溜槽的倾动运动是由倾动电机带动的,PW布料器最主要的一个特点是在由齿轮机构实现溜槽旋转的同时,进行溜槽的倾动,二者互不干涉。即旋转运动与倾动可单动,也可以连动。上述运动是靠上齿轮箱中的行星轮系来实现的。PW布料器的水冷系统采用净水闭路循环系统。外部净水自动加入水箱,由两台水泵交替工作给水加压,净水通过过滤器,热交换器,流量报警控制阀,从布料器顶端进水管进入布料器上水槽,由上水槽经联络水管进入各部冷却板,再流入下水槽经排水管流回水箱,完成循环冷却的工作。水箱中水位下降时,补水阀开启自动补水,水箱下部排污阀自动排污。此套系统工作了4年,水量由17m3/h减至12m3/h,影响了冷却效果。原因是水质差,水道结垢影响给排水。采用加药清洗的办法,处理后流量提高到16m3/h,目前正在摸索药剂法能否完全解决此问题。针对包钢水质,还可以研究其他冷却方式,并加以改进。4BG-Ⅲ型布料器包钢Ⅲ型布料器是在包钢Ⅱ型布料器基础上改造成功的,此次改造对布料器的各传动机构作了较大改进,主要有采用回转支承代替托辊;增加了水冷底盘的冷却水深度,加宽了溜槽槽体宽度等。包钢Ⅲ型布料器的构造原理是主副传动与其机构分别为两套相对独立的结构,其间用与回转支承连接的钢圈相连接。它的主要构件可分为密封箱内、密封箱外和炉内三部分。密封箱内是B和A角的运动机构,密封箱外是B和A角的传动与信号发送装置,溜槽及其托架置于炉喉顶机械工程学院机械设计制造及其自动化系7部,下料喉管与炉喉相通,均为炉内部分。耳轴转套的上端以法兰与带有外齿圈的回转支承的外圈用螺栓联结,回转支承内圈则用螺栓固定在密封箱顶盖上。当电动机旋转时耳轴转套便带动溜槽旋转,实现B角运动。两个曲柄的外端均装有同样大小的曲柄轮(滚子)。曲柄轮插入钢圈的长形孔道中。钢圈与下部回转支承的内圈用螺栓连结,下部回转支承的外圈与托圈连接,钢圈上对称安装两个定心块。升降托圈以九副竖向滑块与密封箱壳内的九条竖向滑道相配合,置于密封箱盖上在圆周上等距布置的三个直线油缸的活塞杆通过中间接杆与升降托圈铰接。这样,当油缸杆升降时,带动托圈升降,托圈通过回转支承带动钢圈升降,钢圈再带动两曲柄轮上下运动,从而驱动溜槽摆角,即实现了A角运动。当电动机启动B角旋转时油缸动作,可实现B和A的联合运动。在A角机构中,三个驱动直线油缸上、下腔油路分