隨著時代的進步,全球?qū)︿撹F的需求量與日俱增,對鋼鐵的品質(zhì)品種要求也越來越多,而且,隨著人類生存環(huán)境的不斷惡化,對鋼鐵生產(chǎn)提出了更加節(jié)能、更加環(huán)保的要求。高爐爐頂結(jié)構(gòu)的不斷改進,既大幅提高了鋼鐵產(chǎn)量,又提升了循環(huán)經(jīng)濟比重,還起到了節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的作用。我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)整體水平不高,低附加值產(chǎn)品過剩,高附加值產(chǎn)品嚴重不足,導(dǎo)致了目前鋼鐵行業(yè)全行業(yè)不景氣,有許多中小鋼鐵企業(yè)甚至連年虧損,經(jīng)營陷入困境。但是,包鋼連續(xù)幾年在全行業(yè)不景氣的背景下保持了經(jīng)營盈利狀態(tài)令人欣喜,包鋼的成就取得得益于裝備在技術(shù)上處于國際前列,良好的設(shè)備基礎(chǔ),為包鋼加快構(gòu)建生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟提供了硬件基礎(chǔ),隨著這幾年不斷加大的環(huán)保設(shè)施的投資運行,較好的解決了高爐高排放的問題,這其中的關(guān)鍵設(shè)備就是包鋼具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無料鐘爐頂?shù)膽?yīng)用。論文針對企業(yè)實際需求對高爐布料器及布料器溜槽托架進行驗算研究,內(nèi)容涉及布料器設(shè)計計算、布料器運行模擬、布料器溜槽托架強度校核、建模和有限元分析,取得以下成果。(1)包鋼-Ⅲ型布料器各主要傳動零件的動力學(xué)設(shè)計計算,并驗證了其可行性。(2)包鋼煉鐵廠無料鐘式爐頂設(shè)備的動態(tài)仿真,包鋼-Ⅲ型布料器的動態(tài)仿真,并驗證了其可行性,包鋼-Ⅲ型布料器的關(guān)鍵零件溜槽托架的三維建模。(3)本文運用Solid works軟件系統(tǒng)對布料器溜槽托架進行了動態(tài)模擬,動力學(xué)仿真,并運用Solid works SimulationXpress對溜槽托架進行有限元分析,得出在使用材料35CrMoV鍛作為托架制造材料的前提下,托架的應(yīng)力應(yīng)變情況完全能夠滿足生產(chǎn)需要的結(jié)論。以上研究對生產(chǎn)實際中遇到的事故進行了理論上的驗證分析,為生產(chǎn)實際提供了幫助。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF321
【部分圖文】：

在溜槽傾角變化的同時溜槽進行旋轉(zhuǎn)布料的布料方式稱為螺旋布料，如圖1-1 (b) 所示。布料時布料器溜槽在做等速的圓周運動的同時溜槽的傾角連續(xù)變大或變小，這樣，爐料就可以被布到高爐截面的任一環(huán)形面上。這樣既可以獲得不同的料層厚度來滿足生產(chǎn)要求，又能使布下去的爐料平面相對平坦。進行這種方式布料時溜槽傾斜角度的變化是階梯狀的，在每一個傾斜角度等待溜槽旋轉(zhuǎn)夠生產(chǎn)所要求的圈數(shù)后再跳變到下一個傾角設(shè)定值，溜槽傾角內(nèi)外極限角和溜槽每轉(zhuǎn)一圈后的跳變變化值可以由人工設(shè)定，也可以由計算機自動按照預(yù)設(shè)程序來選擇設(shè)定。（3）定點布料：即把布料器溜槽的傾斜角度和旋轉(zhuǎn)角度都設(shè)定成固定值時，使爐料只往爐喉內(nèi)的某一固定位置點布料的布料操作方式稱為定點布料，如圖1-1 (c) 所示。當高爐內(nèi)產(chǎn)生空心 管道 時，可以使用定點布料方式對 管道上口處進行長時間定點布料來堵管道。這時由人工手動根據(jù) 管道 上口的位置來設(shè)定布料溜槽的傾斜角度值和它的旋轉(zhuǎn)角度值，使布料溜槽的出料口對準爐內(nèi)管道 上口的位置。布料時長根據(jù)實際情況由人工手動操作，在此段時間內(nèi)布料位置和角度都不允許變動。（4）扇形布料：布料器溜槽的傾角逐漸變大或逐漸變小的同時溜槽旋轉(zhuǎn)角度在固定的某一范圍內(nèi)做往復(fù)漸次變化，在這種情況下進行的布料操作使得爐料進入爐內(nèi)后分布形狀呈扇面狀，人們把這種布料方式稱為扇形布料，如圖 1-1 (d)所示。當高爐內(nèi)的料柱出現(xiàn)偏析或者小部分料面崩塌時，采用這種布料方式進行布料來使爐內(nèi)料面重新回到理想狀態(tài)。采用扇形布料時旋轉(zhuǎn)溜槽的轉(zhuǎn)角范圍值由工人根據(jù)實際情況手動設(shè)定。

圖 2-1 耳軸的結(jié)構(gòu)Figure 2-1 structure of the ear axis溜槽質(zhì)量可按公式（2-1）計算： 7.83.14(0.740.56)2.251.58081412122212112m ρπD DL ，ρ1—溜槽材料密度，t/m3；D2—溜槽外徑，m；D1—溜槽內(nèi)經(jīng)，m。爐料總質(zhì)量可按公式（2—2）計算：4.53.140.560.554t81412122221m ρπD ，ρ2—爐料密度，不同的爐料有不同的密度，其中鐵礦的密度最大，為 4則溜槽的重力為 15.48kN，爐料的重力為 5.4292kN。1.5809.815.48kN11G mg 0.5449.85.4292kN22G mg 溜槽傾動到極限位置 50°時，耳軸上的扭矩達到最大值。溜槽與爐

在水平面內(nèi)彎矩如圖 2-2d，在垂直面內(nèi)彎矩如圖2-2e。從這些圖中可以看出，耳軸 C 截面的彎矩達到最大值，屬于危險截面。C截面內(nèi)的合成彎矩為：13.405kNm22 CCxxM MM(2-27)（4）耳軸強度計算：由于耳軸懸掛溜槽和 U 型驅(qū)動臂的部分在高爐內(nèi)部工作，故耳軸應(yīng)該具備耐高溫的能力。耳軸材料選 37SiMn2MoV，并進行調(diào)質(zhì)處理。其機械性能見表 2-3。
【參考文獻】

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本文編號：2838352