多媒体课件：情境二转炉设备操作与维护之学习单元1转炉本体系统

1、1转转 炉炉 操操 作作内容提要内容提要 学习情境二学习情境二 转炉设备操作与维护转炉设备操作与维护 学习单元学习单元1 1 转炉本体系统转炉本体系统 学习单元学习单元2 2 原料供应系统原料供应系统 学习单元学习单元3 3 供气系统供气系统 学习单元学习单元4 4 除尘系统除尘系统2学习单元学习单元1 转炉本体系统转炉本体系统基本技能训练基本技能训练 1 1、倾动设备的检查倾动设备的检查2 2、炉体倾动设备的使用炉体倾动设备的使用基本知识学习基本知识学习 1 1、转炉金属结构、转炉金属结构2 2、倾动机构、倾动机构3 3、转炉吹炼工艺对倾动机构的要求转炉吹炼工艺对倾动机构的要求3转炉炼钢生产

2、主转炉炼钢生产主要由以下四个系统要由以下四个系统构成：构成：(1) 原料供应系原料供应系统，即铁水、废钢、统，即铁水、废钢、铁合金及各种辅助铁合金及各种辅助原料的贮备和运输原料的贮备和运输系统；铁水的预处系统；铁水的预处理；理；(2) 转炉的吹炼、转炉的吹炼、钢水的精炼与浇铸钢水的精炼与浇铸系统；系统；(3) 供氧系统；供氧系统；(4) 烟气净化与烟气净化与煤气回收系统。煤气回收系统。 转炉炼钢车间的设备系统构成转炉炼钢车间的设备系统构成 4转炉炼钢车间的各主要作业是在车间的主要跨间、辅助跨转炉炼钢车间的各主要作业是在车间的主要跨间、辅助跨间和附属跨间内完成的。因此，一般情况下，完整的氧气转间

3、和附属跨间内完成的。因此，一般情况下，完整的氧气转炉车间应包括：炉车间应包括：(1)主要跨间。主要跨间。组成：由转炉跨、浇铸跨、精炼跨、加料跨组成，又称为组成：由转炉跨、浇铸跨、精炼跨、加料跨组成，又称为车间主厂房。车间主厂房。任务：完成加料、吹炼、出钢、出渣、精炼、浇铸、烟气任务：完成加料、吹炼、出钢、出渣、精炼、浇铸、烟气的净化与回收等任务，因此，是车间的主体和核心部分。的净化与回收等任务，因此，是车间的主体和核心部分。(2) 辅助跨间。辅助跨间包括原料的准备、浇铸前的准备、辅助跨间。辅助跨间包括原料的准备、浇铸前的准备、铸坯或钢锭的精整等跨间。铸坯或钢锭的精整等跨间。(3) 附属跨间。包

4、括炼钢所需的石灰、白云石等原料的焙附属跨间。包括炼钢所需的石灰、白云石等原料的焙烧；机修、制氧、供水等系统，以及炉渣的处理、烟尘的处烧；机修、制氧、供水等系统，以及炉渣的处理、烟尘的处理等系统。理等系统。5转转炉炉跨跨的的布布置置形形式式 6原料跨原料跨7加料跨加料跨8冶炼跨冶炼跨9浇铸跨浇铸跨10辅助跨间辅助跨间1112转转炉炉系系统统设设备备包包括括 转炉炉体转炉炉体（包括炉壳和炉衬）（包括炉壳和炉衬） 炉体支承系统炉体支承系统（包括托圈、耳轴、（包括托圈、耳轴、 耳轴轴承及支座）耳轴轴承及支座） 倾动机构倾动机构1314一、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

5、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。152 2、炉壳、炉壳 图9-5 转炉炉壳图(1) (1) 转炉炉壳的作用转炉炉壳的作用:

6、 : 承受耐火材料、钢液、渣液的全部重量，承受耐火材料、钢液、渣液的全部重量，保持炉子有固定的形状，保持炉子有固定的形状，倾动时承受扭转力矩。倾动时承受扭转力矩。(2)(2) 炉壳的组成炉壳的组成: :锥形炉帽锥形炉帽圆柱形炉身圆柱形炉身炉底炉底(3) (3) 制作要求：制作要求：各部分用普通锅炉钢板、各部分用普通锅炉钢板、或低合金钢板成型后，再或低合金钢板成型后，再焊成整体。三部分联接的焊成整体。三部分联接的转折处必须以不同曲率的转折处必须以不同曲率的圆滑曲线来联接，以减少圆滑曲线来联接，以减少应力集中。应力集中。16172.1 2.1 炉帽炉帽 A A 形状形状 半球型半球型半球型的刚度好

7、，但制造时需要做胎模，加工困难；半球型的刚度好，但制造时需要做胎模，加工困难； 截头圆锥体型截头圆锥体型制造简单，但刚度稍差，一般用于制造简单，但刚度稍差，一般用于3030吨以下的转炉吨以下的转炉 B B 出钢口（见图出钢口（见图9-5 9-5 ） 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。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。小转炉的出钢口可直接焊接在炉帽上。C C 水冷炉口水冷炉口 结构形式（两种）结构形式（两种）作用：作用： 防止炉口防止炉口钢板在高温下变形，提高炉帽的寿命；钢板在高温下变形，提高炉帽的寿命； 可以减少炉

8、口结渣，而且即使结渣也较易清理。可以减少炉口结渣，而且即使结渣也较易清理。水箱式水箱式埋管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。溅出的渣、铁烧损炉帽、托圈及支承装置等。181) 1) 水箱式水箱式 结构：结构：水箱式水冷炉口用钢板焊成，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如图所示。在水箱内焊有若干块隔水板，使进入的板，使进入的 冷却水在水箱中形成冷却水在水箱中形成一个回路。同时隔水板也起撑筋作用一个回路。同时隔水板也起撑筋作用，以加强炉口水箱的强

9、度。，以加强炉口水箱的强度。 特点：特点：这种水冷炉口在高温下，钢板这种水冷炉口在高温下，钢板易产生热变形而易产生热变形而使焊缝使焊缝 开裂漏水。开裂漏水。在向火焰的炉口内环用厚壁无缝钢管，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。使焊缝减少，对防止漏水是有效的。 水箱式水箱式19 埋管式埋管式 2) 埋管式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

10、中、小型转炉采用卡板连接方式将炉口固定在炉帽上。202.2 2.2 炉身炉身 炉身一般为圆筒形。它是整个转炉身一般为圆筒形。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。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散发

11、，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，防止或减少炉壳圈之间的自然冷却，防止或减少炉壳中部产生变形中部产生变形( (椭圆和胀大椭圆和胀大) )。 炉帽与炉身也可以通水冷却，以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。防止炉壳受热变形，延长其使用寿命。212.3 2.3 炉底炉底 1 1）固定式（死炉底）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

12、动条件差、时间长，多用于小型转炉。须采用上修。修炉劳动条件差、时间长，多用于小型转炉。2 2）可拆式（活炉底）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，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）。械或车辆（如炉底车）。2223二二 炉体支承系统炉体支承系统 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

13、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 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 A 托圈托圈（1 1）作用：）作用： 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。 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。 24（1 1）结构：）结构：

14、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 2526B B 耳轴耳轴(1)(1)作用：作用： 支承炉体和托圈的全部重量，并通过轴承座传给地基

15、， 倾动机构低转速的大扭矩通过耳轴传给托圈和转炉。(2) (2) 要求：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。 27C C 托圈与耳轴的连接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，如图式，如图1 1所示。所示。 D D 炉体与托圈的连接装置（自学）炉体与托圈的连

16、接装置（自学）28三、三、 倾动机构倾动机构1.1.倾动炉体，满足操作要求。设计时倾动炉体，满足操作要求。设计时要满足以下要求：要满足以下要求：1 1）在整个生产过程中，满足工艺要求。）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如以一定的转速连续回转360360，可以停留在任何位置，能与氧枪等可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连锁要求。有一定连锁要求。2 2）安全可靠的运转。即使某一部分发）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，生事故，倾动机械也可继续工作，维持到一炉钢结束。维持到一炉钢结束。3 3）适应高温、动载荷、扭振的作用，）适应高温、动载荷、扭振的作

17、用，具有较长的寿命。具有较长的寿命。2.2.倾动机构通常有以下几种类型：倾动机构通常有以下几种类型：1 1）落地式）落地式2 2）半悬挂式：部分中型转炉采用。）半悬挂式：部分中型转炉采用。3 3）全悬挂式：我国大部分大中型转炉）全悬挂式：我国大部分大中型转炉都采用此种类型，设计中要求采用都采用此种类型，设计中要求采用全悬挂式。全悬挂式。2930转炉半悬挂式倾动机构转炉半悬挂式倾动机构 3132300t300t转炉全悬挂装置转炉全悬挂装置 333 3、倾动设备的检查内容（自学）、倾动设备的检查内容（自学）检查润滑管路，保证畅通。检查润滑管路，保证畅通。检查密封部位是否漏油。检查密封部位是否漏油。

18、检查制动器是否有效。检查制动器是否有效。检查钢滑块是否松动、脱落。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。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。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。检查各种仪表、开关及联锁装

19、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。炉体倾动时，检查电流表显示值是否在正常范围内。344 4、炉体倾动设备的使用、炉体倾动设备的使用 转炉倾动的操作装置是主令开关。转炉倾动的操作装置是主令开关。 转炉的主令开关有两套，转炉的主令开关有两套，1 1套安装在炉前操作室内，一般套安装在炉前操作室内，一般在操作台的中间位置；在操作台的中间位置；1 1套安装在炉旁摇炉房内。由套安装在炉旁摇炉房内。由“炉倾地炉倾地点选择开关点选择开关”进行选择使用。进行选择使用。 “ “炉倾地点选择开关炉倾地点选择开关”安装在安装在操作室的操作台上。操作室的操作台上。 主令开关向正、反两方向的旋转操

20、作各有五档速度可以主令开关向正、反两方向的旋转操作各有五档速度可以选择。选择。351 1）炉前炉倾操作）炉前炉倾操作（1 1）将炉倾地点选择开关的手柄旋转到）将炉倾地点选择开关的手柄旋转到“炉前炉前”位置。位置。（此时炉倾主令开关的手柄应处于（此时炉倾主令开关的手柄应处于“0”0”位。）位。）（2 2）按工艺要求将炉倾主令开关的手柄从）按工艺要求将炉倾主令开关的手柄从“0”0”位旋转到位旋转到+90+900 0（前摇炉）或（前摇炉）或-90-900 0（后摇炉），使炉体倾动。（后摇炉），使炉体倾动。（3 3）当炉体倾动至工艺所要求的倾角时，立即将主令开关）当炉体倾动至工艺所要求的倾角时，立即将

21、主令开关的手柄恢复到的手柄恢复到“0”0”位，使炉子固定在这个角度上。位，使炉子固定在这个角度上。2 2）炉后炉倾操作）炉后炉倾操作（1 1）将炉倾地点选择开关的手柄旋转到）将炉倾地点选择开关的手柄旋转到“炉后炉后”位置。位置。（2 2）进入炉后操作房，用炉后主令开关进行摇炉操作（同）进入炉后操作房，用炉后主令开关进行摇炉操作（同炉前）炉前）364 4、转炉吹炼工艺对倾动机构的要求（自学）、转炉吹炼工艺对倾动机构的要求（自学）1 1）倾动角度。）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

22、向后向前（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。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：加废钢操作工艺中所要求的各种倾动角度为：加废钢+45+450 0左左右，兑铁水右，兑铁水+60+600 0左右，测温取样左右，测温取样+75+750 0+90+900 0，出钢，出钢-90-900 0- -1151150 0左右。左右。 转炉补炉前应倒净残渣余钢，炉子须转至转炉补炉前应倒净残渣余钢，炉子须转至+180+1800 0左右，左右，因此要求转炉炉体能作正、反两方向因此要求转炉炉体能作正、反两方向3603600 0的转动。的转动。372 2）转动速度）转

23、动速度 转炉的转动速度是以每分钟的转数（转炉的转动速度是以每分钟的转数（r/minr/min）来表示。）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，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；而当转炉倾动至炼周期；而当转炉倾动至90900 0附近时，金属液面已接近炉口，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，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。置上。3 3）转炉在启动、倾动和制动时要求平稳，能准确地停留在预）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