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鐵水包車設計

日期:2020-04-07 22:37:56 來源:www.078045.live 作者:優質論文網

 

通化師范學院

本 科 生 畢 業 論 文(設 計)

2020

        題    目  鐵水包車設計        

學    院 物理學院

        專    業 機械電子工程

        班    級 1605

        作者姓名 宋佳敏學號 19

        指導教師  李策職稱 助教學位 碩士

合作指導教師  職稱 高級工程師  

        論文(設計)成績 

 

 

2020年3月

 

鐵水包車設計

 

物理學院1605班宋佳敏

 

摘要:為了滿足大多數工業應用的要求,應對國內鋼鐵行業的競爭,降低生產成本。解決鐵水運輸運行速度低,保溫效果差,安全可靠性差等問題。本文介紹了一種新型鐵水包,用于鑄造車間澆注作業,在爐前承接鐵液,用行車運送至鑄型處進行澆注。本設計是為了降低生產成本,安全高效的將煉鐵爐內的鐵水運送到造型線澆注機上,為鐵水的運輸帶來極大便利并減少運輸成本。

關鍵詞:鐵水運輸;鐵水包;鐵水包透氣磚;設計

 

 

Design of lron water charter

School of Physics 1605 Class  SONGjiamin

 

Abstract:In order to meet the requirements of most industrial applications, to cope with the competition of domestic steel industry and reduce production costs. To solve the problems of low speed of molten iron transportation, poor insulation effect, poor safety and reliability. This paper introduces a new type of casting equipment, which is used in the casting workshop to receive the molten iron in front of the furnace and transport it to the casting mold by the crane for casting. The purpose of this design is to reduce the production cost, to transport the molten iron in the iron smelting furnace to the molding line casting machine safely and efficiently, to bring great convenience to the transportation of molten iron and reduce the transportation cost.

Key words:lron water transport; Molten iron ladle;Hot metal air permeable brick ;Design

 

1 引言

1.1 研究的目的及意義

鐵水運輸是長流程鋼鐵生產運輸中一個非常重要的環節,因此更加便捷、穩妥、靈活、高效的鐵水運輸方式對于鋼鐵企業尤為重要。選取實際應用案例,研究具有鐵水承接、運輸、緩沖儲存、鐵水預處理、轉爐兌鐵、鐵水保溫等多功能一體的鐵水包目前已成為鐵鋼界面模式重點關注和重點研究對象。[1]

本設計對鐵水包的各個零件進行了分析,目前的技術可以提供一種鐵水澆注包,然而這種鐵水包在設計上存在較多缺陷。如橫梁一般為直梁,與吊桿為垂直固定連接,在長期使用的情況下,橫梁由于受到垂直壓力,容易發生斷裂事故,連接方式不易拆卸,不利于更換;其次,包體內只鋪設有耐火磚,保溫效果差,導致鋼水溫度下降較快而影響澆鑄的質量;最后,設備上缺少鎖定機構,包體轉動控制存在安全隱患。所以現有技術急需一種結構合理,更換方便,橫臂承壓能力強,保溫效果好,運行安全穩定的鐵水包。

為此我們改造了下面此種鐵水包,橫梁沿長邊方向一側還固定有橫桿,所述吊鉤豎直對稱固定在橫梁底面且吊鉤的鉤部朝向同一側,所述吊鉤上相對設有限制鐵水包晃動的較鏈卡板可隨時鎖定,易拆卸,更利于更換。包體選用鋼板較厚,采用錐度、底箍、焊接相結合的三重保險、大大的增加了鐵水包的使用壽命。此外吊桿采用鍛件,比鋼板焊接件可靠安全,結構簡單有效、防止了鐵水包晃動、且使用安全。

研究表明敞口鐵水罐雖然保溫效果差,但可以在運輸過程中往罐內加入還原劑等材料,從而有效除去鐵水中的硅、磷、硫等有害雜質,該運輸方式工藝環節少,生產效率高,并且不僅可供給煉鋼轉爐成分穩定、優質的鐵水,而且可取消在煉鋼廠內設置的大量鐵水預處理設備,節約大量投資。鐵水包脫硫工藝的不斷優化改進,很大程度改善了操作環境,提高了鐵水品質。但至今很多鋼廠的鐵水包仍然存在扒渣困難,扒渣時間長,以此造成的鐵水損失高等問題。為解決上述問題,眾多鋼鐵企業提出了在鐵水包上安裝透氣磚來改善這些問題。經過不斷的試驗,結果表明,鋼包用透氣磚安裝在鋼包底部時具有良好的攪拌效果且扒渣時也很容易,但由于鐵水的滲透性強,在較大的鐵水靜壓力下,極易發生鐵水滲入透氣磚內導致吹不通更有漏鐵的風險,而且在鐵水倒入鐵水包的過程中,對包底的沖擊很大,導致透氣磚壽命較低,成本和安全問題也增加了很多。另外,在鐵水倒入轉爐后,空鐵水罐罐底的少量殘缺快速凝固堵住了透氣磚,影響其使用壽命和效果。綜合考慮這些因素,透氣磚采用側裝方式,安裝在包壁位置,提高了安全系數,也保障了吹氣和攪拌效果,對鐵水質量的提高具有很重要的意義。

隨著人們大量對鐵水的使用,對鋼鐵運輸技術的研究也成為冶鋼冶鐵研究的一個重點。降低生產成本、提高能源利用率,提高鐵水質量一直是冶煉工作者關注的問題。因為鐵水包負荷較大,運輸的是高溫液態鐵水,因此安全性很重要。要求其運輸既要省時省力,又要減少鐵水包內鐵水熱量的損耗,為使鐵水包安全抵達,“安全、快速、重載”成為了對鐵水包的基本要求。

為了進一步提高鐵水質量與安全系數,從改變鐵水包內部結構和給鐵水包增加安全裝置這一方向進行研究,發現利用有穩定的結構,選擇合理的回轉中心與一致性好的調心軸承,使鐵水包具有穩定的結構和更大的承載性,減少了維護成本,還進一步增強了保溫效果,改善轉運鐵水的溫度損失和污染問題,節約了大量能源。同時,也拓展了冶煉行業研究的新思路,對科技創新具有重要的意義。該系統采用電磁比例控制系統,通過位置傳感器和電磁比例閥形成閉環,從而控制大臂、小臂及轉臺的位置精度,同時通過液壓輔助支腿出的壓力傳感器與電磁比例閥形成閉環來控制配重缸的動作,以使其能準確調整車體重心。該系統具有切實的可靠性和實用性。

本設計主要擬解決任務是:該課題針對的是設計鐵水包改建造項目,是為了解決鐵水保溫效果差,安全可靠性差的問題。

1.2 國內外研究文獻綜

“一罐到底”鐵水運輸技術在國際上并非是一種新型的鐵水運輸技術,早在20世紀70年代日本JFE公司下屬京濱廠、福山廠、大分廠就已經運用此鐵水運輸技術,只是在國內由于引入較晚、應用較少。高爐出鐵后的鐵水裝盛物是隨著工藝的發展逐漸演變的,主要有幾種方式:高爐+高爐鐵水罐+轉爐鐵水罐+轉爐(模式一);高爐+混鐵車+轉爐鐵水罐+轉爐(模式二) ;高爐+鐵水罐+轉爐(模式三)在煉鋼作業中,用同一鐵水罐承載鐵水完成運輸全過程,包括鐵水的承接、運輸、鐵水預處理、轉爐兌鐵等。該工藝縮短了工藝流程、簡化了生產作業、加快了生產節奏更優化了煉鐵煉鋼的界面技術。這一技術減少鐵水倒罐作業,減少鐵水溫降,減少鐵損和翻鐵區煙塵排放,有利于實現清潔生產,為煉鋼工藝帶來了一次革命,代表鋼鐵生產工業向節能環保的方向邁出了一大步。

針對首鋼京唐鋼鐵廠采用“一包到底”的鐵水運輸方式,結合鑄鐵機工藝設計及生產實踐,對鑄鐵機工藝布置及300t 鐵水包(罐)鐵水傾翻方式等問題進行了探討。并首次采用專用大容量鐵水包傾翻卷揚機設備。為滿足鑄鐵機的生產能力,對鐵水包傾翻速度參數要求進行詳細計算與分析。[2]“一包到底”流程是沙鋼在已有的小高爐到電爐熱裝鐵水、小高爐到小轉爐鐵水直裝入爐實踐的基礎上,探索大型高爐、大型轉爐、鐵鋼界面緊湊流程,在沙鋼650萬噸鋼板工程中首次研發應用,并于2004年成功投入運行。實踐證明,該流程在節能減排,環境保護、節約用地、節省投資、降低運行成本方面,對企業產生了顯著的經濟效益,對社會產生了巨大的環保效益,在業內產生巨大影響。[3]

電爐煉鋼以廢鋼為主要原料,通過電極加熱融化廢鋼實現冶煉。在中國大陸、東南亞等發展中國家,由于廢鋼資源短缺,電價昂貴,導致電爐煉鋼的成本高于轉爐煉鋼。降低成本成為國內許多電爐廠必須面對的課題.[4]

 

圖1改造后的鐵水包

 

隨著鋼鐵企業生產工藝流程的不斷發展,為滿足鋼鐵工業高效、優質、低耗的要求,除了單體工序裝置層面的研究,還必需對前后工序或裝備之間的界面技術,如燒結-高爐、高爐-轉爐等進行研究和探索,逐步實現整個生產流程的連續化。加上煉鋼生產規模的不斷擴大,現有車輛已不能滿足運輸需求,尤其在煉鋼3# 轉爐即將投產之際,煉鋼廠急需新車備件。信鋼公司設備部基于成本及工期壓力,安排信鋼建安公司機修工序改造設計鐵水包一臺。鐵水包必需兼備鐵水的承載與運輸、重量對應、鐵水脫硫、成分對應及鐵水緩沖等多項功能.本文對鐵水包的各項功能做了分析,并進行了相應溫降數據測定的現場實驗.結果表明,采用鐵水包與魚雷罐運輸鐵水溫降差距不大,緩沖能力相當;指出實現上述鐵水包多功能存在的問題,探討了相應的解決方案,得出實現鐵水包多功能技術可行性的結論[5]。

電液比例伺服閥控制原理簡單、控制精度高、抗污染能力強、價格適中、其靜動態特性足以滿足大多數工業應用的要求等特點,受到人們的普遍重視。

目前電液比例技術己經成熟,并有了推廣運用,比如波克蘭叉車使用了電比例控制系統,又如德國博世公司開發的農業拖拉機液壓提升器電子控制系統引入了比例閥等。液壓工業己成了全球性的工業,國際液壓界一些著名公司如美國的派克漢汾公司、德國的博世力士樂公司、日本的日立公司等居世界領先地位。電液比例控制的理論研究和技術的發展是液壓工業領域發展的大趨勢,是液壓工業又一個新的技術熱點和增長點對于電液比例控制技術國內外對此展開了深入研究,并且已取得很大成果。

本系統應用電液比例技術,對大臂、小臂等執行機構進行閉環控制,從而確保其動作準確可靠。

1.3 研究的主要內容

本設計在查閱參考了國內外已有文獻的基礎上,結合國內鐵水包運輸的實際情況,改造開發出了一種新型的鐵水包.本設計的主要研究任務有:

1)對鐵水包零部件進行了整體設計,分析計算了鐵水包的基本結構參數和整機的工作參數;

2)對鐵水包的載重進行了設計計算并且對透氣磚進行了選用;

3)對鐵水包的關鍵零部件進行了詳細的設計計算,主要包括鐵水包本體、吊包形式、減速箱形式、速比、及外形尺寸,并且對卷揚機進行了選擇.

4)在符合實際應用的基礎上使用CATIA三維軟件對各零部件進行三維建模,然后對整個機械系統進行裝配,實現整個系統的三維建模.用CAXA軟件繪制二維示意圖及工程圖紙.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2系統總體結構設計

2.1 設備零件選擇

選擇承接的鐵水包設備必須要遵循一定的機械原理和機械設計的基本準則,同時也要能讓操作更加簡單方便,其特點如下:

1)合理選用了回轉中心,操作方便,澆注完畢后基本可自行復作;

2)采用雙渦輪副傳動。雖然制作要求高,但傳動靈活自如,雙向可逆性好;

3)主體與吊桿、減速箱與手輪,均裝有較鏈卡板可隨時鎖定;

4)吊桿采用鍛件,比鋼板焊接件可靠安全;

5)兩耳軸與吊桿向裝有調心軸承,一致性好;

6)包體鋼板較厚,包底結構采用錐度、底箍、焊接相結合的三重保險,即延長了壽命,又確保了操作者的安全.

2.2 總體方案

2.2.1總體設計思想

本設計是針對鐵水包關鍵零部件結構的改造。將傳統鐵水包進行了更加細致的改進,即給鐵水的運輸過程采用了雙渦輪副傳動裝置,使傳動靈活自如,雙向可逆性能更加完善。在鐵水包壁位置安裝透氣磚,延長了鐵水包使用壽命,同時也大大減少了生產成本。更有在鐵水包關鍵部位安裝較鏈卡板隨時鎖定,保障了安全問題。加快了鋼鐵行業生產節奏,為鋼鐵行業鐵水的運輸帶來了巨大的便捷,也讓鋼鐵生產工業向節能環保的方向邁出了一大步。

2.2.2 鐵水包車液壓系統設計和選型

1、液壓缸的設計與計算:

初選系統壓力為15MPa,鋼水包重

(1)大臂液壓缸

根據理論力學公式算得大臂缸負載為F大臂=19.89t=198900N,取缸機械效率為。

大臂缸活塞面積為;

大臂缸活塞直徑為;

行程速比系數為;

活塞桿直徑為  。

(2)小臂液壓缸

根據理論力學公式算得小臂缸負載為Fg=14.1t=141000N,

慣性載荷為Fa=14100×0.1=1410N,

總載荷F=Fg+Fa=142410N,

由行程速比系數 可以求得d=0.56D,其中d為活塞桿直徑,D為活塞直徑,取缸機械效率為。

缸有效作用面積為,又,

聯立以上各式解得小臂活塞缸的活塞直徑D=136.2mm,d=76.7mm,

綜合以上各式所得結果,考慮到缸的行程和缸的互換性等問題選取相同型號的缸,其活塞直徑為D=140mm,d=80mm。

(3)輔助支腿液壓缸

工作載荷Fg=3t=30000N,

慣性載荷,

取缸機械效率為,

總載荷為F=Fg+Fa=30450,

單個缸載荷為=7612.5N,

液壓缸有效工作面積為,

活塞直徑為,

行程速比系數, ,

考慮到支腿缸行程問題,選取活塞直徑D=50mm,d=30mm的缸。

(4)配重缸

該缸只克服導軌之間的摩擦力,其負載力F=Ff=250N,

在滿足行程的前提下選取最小直徑的液壓缸D=40mm,d=22mm

(5)開蓋缸、傾包缸

鑒于這兩個缸的負載很小,在滿足行程的前提下,選取最小直徑的缸,即D=40mm,d=22mm。

(6)齒條擺動缸

轉臺旋轉角速度為,扭矩為T=7500N.m,選取D=80mm的齒條擺動缸,型號為UBFZS型法蘭式軸輸出雙齒條型,廠家是天津優瑞納斯油缸有限公司。

2、泵的計算與選型

液壓泵流量的計算:

系統工作最大流量為大臂缸、小臂缸、配重缸一同工作時所需的流量,

其中,小臂缸工作最大速度v=5mm/s,流量q=Av=0.0769L/s;

大臂缸工作最大速度v大=15mm/s,流量q=Av=0.231L/s;

配重缸工作最大速度v配=30mm/s,流量q=Av=0.00377L/s;

最大流量為q=q+q+q=0.347L/s=20.7L/min。

液壓泵流量:

,

因有節流調速的系統,加上溢流閥的最小溢流量:

qvp=24.9L/min+0.05L/s=27.9L/min,

確定泵的最大工作壓力為15MPa,為使泵有一定的壓力儲備,選取泵的額定壓力為P=15×1.4MPa=21MPa。

泵型號為F3PVB10-RS-30-S30-C-11,額定壓力21MPa。

3、電機計算與選擇

電機功率

,

,

選擇電機功率為11KW,考慮到泵的轉速,選取電機型號為:Y3-160M1-2。

4、閥類元件的選擇

    本液壓系統采用的閥是疊加閥,考慮到流量壓差的問題及閥的互換問題分別采用了6通徑閥和10 通徑閥,其中控制大臂和小臂的閥采用的是10通徑閥,其余都為6通徑閥。

另外,泵出口的安全閥也為10通徑溢流閥,為使系統不工作時泵直接卸荷而不是從溢流閥溢流出去,采用二位二通電磁換向閥進行控制。

其中閥的型號如下:

6通徑閥:

溢流閥ZDB6-VB-3-40B;

三位四通電磁換向閥:4WE6J50B/AG24NB10;

液控單向閥MPA-01-4-X-40;

減壓閥:MRP-01-B-30;

雙向溢流閥Z2DBD6VC-1-10B/210;

補油單向閥MCA-01-10;

節流調速閥Z2FS63-40B1Q;

液壓鎖單向閥Z1S6E2-30B;

電磁比例閥:4WRE6E18-10B/24Z4/M;

10通徑閥:

溢流閥ZDB10-VB-3-40B;

電磁比例閥:4WRE10E18-10B/24Z4/M;

液控單向閥MPA-01-4-X-40;

二通電磁換向閥S-DSG-03-2B2-D24-N;

雙向平衡閥VBCF-X-Y-K-Z。

由于大、小臂液壓缸所受負載大,則連接兩缸的管道內壓力很高,又與兩缸連接的管路為軟管,軟管一旦爆裂便會造成缸體迅速下落,極度危險,后果不堪設想,同時泵排出的油便會噴出系統外,造成很大的浪費。此在兩缸軟管兩端加上防爆閥,從而避免危險事故發生,同時也避免了浪費。

防爆閥型號為VUBA-X-Y-K-Z。

5、過濾器的選擇

過濾器一般由濾芯和殼體組成由濾芯上無數微小間隙和小孔組成通流面積。當混入液壓介質的污染物粒子的尺寸大于微小間隙活小孔時,雜質被阻隔分離出來。

過濾器按精度分可分為粗過濾器和精過濾器兩種;按過濾方式分為表面性過濾器、深度性過濾器和中間型過濾器三種;按濾芯的結構分為網式過濾器、線隙式過濾器、紙式過濾器、磁性過濾器、燒結式過濾器、不銹鋼纖維式過濾器和合成樹脂過濾器。

選擇過濾器時,應考慮以下幾方面:

(1) 根據使用目的選擇過濾器的類型,根據安裝位置情況選擇過濾器的安裝形式。

(2) 過濾器應有足夠大得通油能力,并且壓力損失要小。

(3) 過濾精度應滿足液壓系統或元件的所需清潔度要求。

(4) 濾芯使用的濾材應滿足所使用工作介質的要求,并且有足夠的強度。

(5) 過濾器的強度及壓力損失是選擇是需要重點考慮的因素,安裝過濾氣候會對系統造成局部壓降或產生背壓。

(6) 濾芯的更換及清洗要方便。

(7) 應根據系統的需要選擇合適的濾芯保護附件。

(8) 結構應盡量簡單、緊湊、安裝形式合理。

流量要求:精度要求:,選擇過濾器為WU型網上回油過濾器,型號為WU-63*80,廠家:黎明液壓有限公司。

流量要求:,選用過濾器為油箱回油過濾器,型號:YLH63*10C,為油箱箱上回油過濾器,公稱流量為,最大壓力為1MPa,精度,廠家:黎明液壓有限公司。

6、蓄能器的選擇

液壓系統中蓄能器是一種能量儲存裝置,它的作用是在適當的時候把具有一定壓力的液壓油存儲起來,以便在需要時系統從新放出。蓄能器的種類很多,如氣囊式、活塞式、氣瓶式、重錘式、彈簧式等。選擇蓄能器應考慮以下因素:工作壓力及耐壓性;公稱容積及允許吸(排)流量或氣體容積;允許使用的工作介質及介質溫度等等。其次還要考慮到蓄能器的重量級占用的空間問題;價格、質量及使用壽命;安裝維修的方便。蓄能器為壓力容器,必須有生產許可證才能生產,所以,一般不能自行設計,制造蓄能器,應選擇專業廠家的產品。

本系統中選用氣囊式蓄能器。

對于氣囊式蓄能器,從保護膠囊,延長使用壽命的角度出發,一般充氣壓力,則泵站高壓處蓄能器充氣壓力,低壓處蓄能器充氣壓力大約為0.9MPa。

本液壓系統在泵出口裝有蓄能器,其主要功能是作為應急動力源,突然斷電的情況下可以向系統內供入油液,以使系統可以繼續動作,主要是使小臂缸和配重缸由相應動作,從而可以使鐵水包里的鐵水傾倒入事先準備好的應急器具,而不致于使鐵水凝固于鐵水包內,造成鐵水包失效。

作為應急動力源,蓄能器有效工作容積計算公式為:

其中為要求應急動作液壓缸總的工作容積,K為油液損失系數,取K=1.2。

應急動作需要滿足的情況是小臂缸收回動作時間t=30s,傾包缸伸出動作時間為t2=30s,其中小臂缸收回動作所需流量為

Q1=q×t=0.0769×30=2.31L

傾包缸伸出所需流量為Q2=q×t=0.025×30=0.75L

Q= Q1+ Q2=2.31+0.75=3.06L

Q=2Q=2×3.06=6.12L

所需蓄能器的有效工作容積為

選取容量為10L的皮囊式蓄能器,型號為NXQ2-L10/10-H。

7、冷卻器的選擇

液壓系統中的油溫,一般控制在30~50范圍內。最高不應高于65,最低不應低于15。油溫過高,將使油液迅速老化變質,同時使油液粘度降低,造成元件內泄漏量增加,系統效率降低;油溫過低,使油液粘度過大,造成泵吸油困難。油溫過高或過低都會引發系統工作不正常,為保證油液能在正常的范圍內工作,需對系統油溫進行必要的控制,即采用加熱或冷卻方式。

在選擇冷卻器時應首先要求冷卻器安全可靠、有足夠的散熱面積、壓力損失小、散熱效率高、體積小、重量輕等。然后根據使用場合,作業環境情況選擇冷卻器。本系統采用風冷。

1.系統發熱功率

一般系統發熱功率按泵功率的30%計算,如此得液壓系統的發熱功率為

P =P×30%= 30%=2.8KW

2.計算液壓系統的散熱功率

P =KAT

式中,K ——油箱的散熱系數

      A——油箱的散熱面積

      T——油溫與環境溫度之差

計算油箱散熱面積時,有油部分視為全散熱面,無油部分視為半散熱面,一般取油面高度為油箱高度的0.8倍,則散熱面積為

A=1.8h(a+b)+1.5ab

 =1.8×0.46×(1.0+0.65)+1.5×1.0×0.65m

 =2.35m2

K 在通風較差的情況下取28(W/℃)

P =KAT=28×2.35×(50-20 )=1.97KW.

風冷式冷卻器的面積計算

 

式中  Nh——液壓系統發熱量(W);Nhd——液壓系統散熱量(W);

      a——污垢系數,一般a=1.5;散熱系數,

——平均溫差(℃)。

       

  式中  t1、t2——進口、出口空氣溫度(℃);

       

        ——空氣流量(m3/s)

——空氣密度(kg/ m3)取其值為1.4 kg/ m3

——空氣比熱容(J/(kg. ℃),取其值為1005 J/(kg. ℃

空氣流量為 m3/s,

mm2

選風冷式冷卻器,型號為ACE5M102210,生產廠家為四平四環冷卻器廠。

8、壓力傳感器的選擇

根據行程和控制要求,壓力傳感器選擇MPM388-17-DC1.5-I-A,上海儀表公司。

9、空氣濾清器的選擇

開式油箱上部的通氣孔上必須配置空氣濾清器,兼作注油口用。本系統擬定選用EF系列液壓空氣濾清器。

型號:EF3-4035

該產品采用空氣過濾和加油過濾兩部分組成,不僅可以防止液壓系統工作時,由空氣帶入油箱內的塵埃,又可以防止加油過程中混入顆粒雜質,從而簡化了油箱結構,又有利于油液的凈化。

液位溫度計用來監測油箱內油面并測量油液的溫度。本系統擬訂選用ywz系列液位計。

型號:CYW150

10、壓力表的選擇

液壓系統的靜態壓力測量一般采用彈簧式壓力表,在壓力表與壓力表開關之間應設置緩沖阻尼器,以保護壓力表不因動態壓力沖擊而損壞。

壓力表選用時應合理的選取測量精度、測量范圍、表面直徑及安裝形式。

一般選擇原則為:

(1)國家標準在液壓元件實驗方法中將壓力的測試精度定為A、B、C三級,壓力平均指示值允許的變化范圍為±0.5、±1.5、±2.5。常用的壓力表為1.5級,即B級。若需精密測量可用0.5級的標準壓力表。

(2)壓力表的測量范圍在0—60MPa之間分有若干級,選擇壓力表的測量范圍時應使其被測量力不超過壓力表上限的2/3,不低于壓力表下限的1/3,以保證良好的線性和工作的可靠性。若被測的壓力范圍較大,可采用多級測量的方法,測高壓時,由限壓切斷閥對低級壓力表進行自動保護。

(3)若需要將靜壓力信號轉換為電信號,可選用電接觸點壓力表,工作時上下限觸點的壓力值可以按需要調節。

(4)若需要測量動態壓力,應選用壓力傳感器它將壓力信號轉換為電壓信號輸出,由事先表定的電壓—壓力表關系即可得知壓力值。

本系統擬訂選用Y60壓力表,型號為Y60ZT。

 

 

 

 

2.2.2 整機結構及工作過程

本設計的主要規格及參數包括:容量(t)、包口直徑(mm)、包高(mm)、速比、外形尺寸(長*寬*高mm).如圖2-1是其整機結構圖.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖2-1鐵水包整機結構圖

圖2-2 改造后的鐵水包車液壓系統三維圖

圖2-3 總體示意圖

1鐵水包;2傾包缸;3開蓋缸;4稱重傳感器;5小臂;6大臂;7小臂液壓缸;8油箱;9中心移動滾輪;10液壓支腿;11從動輪對;12大臂液壓缸;13卷纜機構;14齒輪齒條液壓缸;15重心調整缸;16回轉支撐軸承;17主動輪對;18電機托架;19行走電機;20彈簧;21懸掛;22PLC控制箱;23閥塊組件;24油泵電機組件;25配電項;26轉臺;27車

工作過程:在爐前承接鐵液,由行車運到鑄型處進行澆注。卷揚電機驅動減速機和卷筒旋轉,通過鋼絲繩帶動升降框架上升降,升降框架通過連桿帶動包蓋升降,實現鐵水包蓋開關;移動小車通過走行電機驅動大小齒輪嚙合,實現移動小車前進與后退,然后通過罐車或鐵軌運輸,直接將鐵水兌入轉爐或傾倒到澆注包中.

2.2主體參數

1)7.5m³硅錳合金鐵水包設計依據參數

1、硅錳合金液體比重:5.5t/m³

2、鐵水包裝滿容積:7.5m³

3、鐵水包設計形式:采用龍門吊鉤吊運,底部吊環傾翻形式。

2)設計計算

1、包內鐵水尺寸計算:

(1)上口直徑m

D1=0.6

G-鐵水重量t,G=7.5×5.5=41.25t

D1=0.6=0.67×=0.65×3.455=2.24m,取2.2m

(2)高度m

H=0.95 D1=0.95×2.2=2.09m,取2.18m

(3)下底直徑m

d=0.9 D1=0.9×2.2=1.98,取2m

核對后鐵水容積為7.54m³,符合要求。

2、安全線高度計算m

E=0.1 D1=0.1×2.2=0.22m

3、膛襯厚度m

△=0.083 D1=0.083×2.2=0.1826m,取190mm

4、膛底厚度m

1=0.15 D1=0.15×2.2=0.33m,取330mm

5、包殼鋼板厚度mm

t1=0.01 D11000=0.01×2.2×1000=22mm

6、包底鋼板厚度mm

t2=0.012 D11000=0.012×2.2×1000=26.4mm,取28mm

7、上加固鋼板厚度mm

t3=0.01 D11000=0.01×2.2×1000=22mm

8、上加固鋼板高度mm

h3=0.09 D11000=0.09×2.2×1000=198mm,取200mm

9、中加固鋼板厚度mm

t4=0.01 D11000=0.01×2.2×1000=22mm

10、中加固鋼板高度mm

h4=0.16 D11000=0.16×2.2×1000=352mm,取360mm

11、下加固鋼板厚度mm

t5=0.01 D11000=0.01×2.2×1000=22mm?

12、下加固鋼板高度mm

h5=0.09 D11000=0.09×2.2×1000=198mm,取200mm

13、包底部加強筋(十字交叉排列)

厚度:0.01 D11000=0.01×2.2×1000=22mm

高度:0.05 D11000=0.05×2.2×1000=110mm

14、吊軸直徑計算

起吊重量:鐵水重量41.25t +鋼包重量(初步21t)≈64t

單軸承受載荷32t

吊軸材質:45#調質處理

45#調質處理許用彎曲應力σp=55Mpa

軸的直徑d=21.68,其中,M(軸計算截面所受彎矩)=PE×S;

(PE=G總=鐵水罐總重/2×1.3(運行安全系數)=(41.5+21)/2×1.3=41.6t; S(為耳軸受力點到軸受剪切力點的距離)=吊鉤處軸的長度-吊鉤寬度/3=107mm。

因此,軸的直徑d=21.68=21.68×

=21.68×9.257=200.68≈210mm

 

5 結束語

在傳統的鐵水運輸中,鐵水的熱量散失、運輸效率低等問題給冶鐵行業增加了很大一部分生產成本,并且給后續工藝帶來很多麻煩。該改造鐵水包技術通過在包壁部位安裝透氣磚,使用較高過載能力的卷揚機以及采用雙渦輪副傳動裝置,既有效地控制了鐵水熱量損失,提高了安全系數,又減少了鐵水滲入透氣磚內導致吹不通甚至漏鐵等情況的發生,有利于安全生產和提高鐵水包使用壽命,保證了高鐵澆注的高效、便捷.

 

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