高炉上料设备

分析比较： 最小张力法情况下，两个驱动卷筒的驱动功率相差eμθ倍，导致装置结构差别 很大，而张力皮带减小比例仅为等单元法的4%，实用性不大，故高炉皮带机不采 用； 等圆周力法情况下，两个驱动功率相同，即为1：1，但离eμθ较远； 等驱动单元法情况下，卷筒传递圆周力为2：1，而每套驱动装置都一样。从而 达到既能减少胶带中张力，又能保证驱动装置具有通用性，减少了备品种类，便 于维修。“ 高炉皮带机采用等驱动单元法。
六、卷扬机卷筒圆周力计算
（一）、静圆周力计算 要点：卷扬机圆筒上竟圆周力为重料车钢丝绳张
力与空料车钢丝绳张力之差。
（二）动载荷计算 Fg = M‘ . a M’——所有运动部件换算到卷筒圆周上 质量 a——卷筒圆周上的线加速度或减速度
七、料车驱动功率计算过程
一般已知条件为：
§3—1 概述
三、上料设备的型式
1.料罐式上料机（已淘汰） 2.料车式上料机（教材P40 图3-1） 3.皮带式上料机**（教材P41图3-2）
同学们想一想
带式上料机的优点：
（1）运料能力更大，可以没有间隙地工作 （2）设备更简单，投资更省 （3）更远程装料和操作，让高炉周围空的空间更多 （4）上料更均匀、平稳，料的粒度损伤小 （5）工作更可靠，维护简单，自动化程度更高
2.生产效率计算 料车上料机的生产效率就是上料机每昼夜能够运输原料的重量。一般设 计能力为120%。主要原因是满足“赶料线”时要加快上料的需求和为今 后挖潜能力做保障。 主要计算： （1） 一批料能生产的铁水量： q=焦碳量/焦比=Qc/C 根据q可以确定一批料中各种炉料的重量。 矿石批重Qo=kq 由Qc、Qo可求出每批料中焦碳、矿石的体积，再根据料车的有效容积 就可以算出每批料焦碳、矿石所需料车数量 （2）高炉每昼夜所需总上料批数： N=P/q 或 N=PC/Qc ， P——每昼夜生产铁水产量 上料机一昼夜最大可能上料批数： N‘=86400/T，T——提升每批料需要的总时间（包括料车上下时 间、装焦碳时间、装矿石时间，后两者时间一般分别为15~25s （3）高炉上料机作业率：J=N/N’ *100%
图3—3 料车上料机运动示意图
三、料车上料机的料车运动分析与 生产率计算
1.速度图、加速度图、钢丝绳行程图 讲读教材 P53~54
在时间内料车刚开始启动，重料车直轨上升，空料车自炉顶卸料曲线极限 在t3时间内，一般取 在时间内，为了较快地过渡到最大速度，加速度应大 位置下行，为防止空料车牵引钢绳松弛，从卷筒上放出的钢绳加速度不应超 v3=v=3~4m/s 些 过空料车在自重作用下返回时能产生的钢绳加速度，故加速度应小些。 为重料车进入曲轨前的第 一次减速时间 为重料车在卸料曲轨段行走 的时间 为卷扬机第二次减速到停车的 时间
四、料车静力学分析
1.直轨段受力分析

2.曲轨段受力分析
讲读教材P57 图5-18
讲读教材P58~59 图3-19、3-20、3-21
3.料车自返条件

空料车在自重作用下对瞬时转动中心所产生的自返力矩M1应大于 阻力矩M2。 M1=G.a （空料车时Q=0），M2=F1.a1+F2.a2 讲读教材P60图3-22 一般设计时取；M1 / M2 =2~3

将高炉冶炼过程所需的各种原料（矿石、焦碳、熔剂 等）从地面提升到高炉炉顶并到入炉内。
二、上料设备应满足的要求
1.足够料能力（适应高炉生产工艺、节奏、产量、料品种、粒度等） 2.连续、可靠（适应高炉规定时间内连续冶炼生产，休风率应小于1%） 3.自动安全（计算机化全程控制、操作） 4.结构简单、易维修 1.

一、构成 示例：2500m3皮带机（教材P70图3-28） 描述皮带上料机的主要技术参数：同学们想 一想： 输送量（t/h）、带宽（mm）、带长（m） 带速（m/s）、电机功率（Kw）、带厚 （mm）、钢芯直径（mm）、输送料品种
高炉上料主皮带机
§3—3皮带上料机
二、皮带类型及基本结构
（也称夹芯皮带）
带式上料机的缺点：
（1）运距更长，站地较大 （2）环境温度条件高求较高，不宜过高温度，尤其不能运热烧结矿 对高炉节能有一定影响。
斜桥料车式上料机 1—料车坑；2—卷扬机；3—料车卷扬机室； 4—支柱；5—轨道；6—斜桥；7、9—绳轮；8—钢绳；10料车
§3—2高炉上料车
一、工作原理


教材P41图3-3 请同学们画出卷扬机传动原理图
第三章、高炉上料设备
教学目的： 了解高炉上料工作系统原理
及 满足的条件分析，掌握整机 设备的 设计计算基本过程及计 算要点和典 型装置的结构 教学内容： 1.高炉上料设备作用、形 式及基本功能 2.料车式上料小车工作原 理、受力分析 3.卷扬机工作原理、驱动功 率计算 4.皮带上料机工作原理、上料 能力计算 5.液力联轴器工作原理与结构
图3-23 斜体料车外形图
为了保证空料车的自返性和前后轮压均匀，空料车重心位置一般设计在 通过前轮中心与水平成30°角，通过后轮中心与水平成45°角所组成的 三角形区域内。
计算
图3-23 斜体料车外形图
五、料车卷扬机钢丝绳张力（一）
（一）、直轨段提升时钢丝绳静张力





采用逐点计算法 料车连接处钢丝绳张力——各滑轮处钢丝绳张力——卷筒 处钢丝绳张力 主要注意各接点处拉力方向与该段钢丝绳重力方向是同 向还是反向，一致则为两者之和，反之为二者之差。 同时注意力的数值均为沿钢丝绳滑动方向的分量值。 结论： 卷筒张力S=A - 2qLisina 满载料车直轨提升时，卷筒圆周上的张力S与钢丝绳行程 Li成直线关系，并随着料车上升而有所减小。
教学重点： 1.料车上料工作原理、受力分析 2.卷扬机工作原理、驱动功率计算 3.液力联轴器工作原理与结构

教学难点： 1.料车上料工作原理、受力分析 2.卷扬机驱动功率计算 教学进度： 总学时 教学备忘：
3h
第三章、高炉上料设备
§3—1 概述 一、上料设备的作用 同学们想一想
四、液力联轴器（一）
1.工作原理（同学们想一想：联轴器的工作 实质）
它们都是由与电动机轴连接的主动轮l与负载轴连接的从动轮2以及“键”3把主动 轮转矩传给从动轮的，不过前者的键是橡胶带，而后者的键却是液体，即液力联 轴节是通过液体“键”来传递转矩的。
（1）利用液体动压力（冲击力）传递扭矩。机械能——液压能转换 讲读教材P79图3-37 电机转动—主动工作轮旋转—液体产生离心力 —形成一定速度、压力能—液体在 环状流道中 流动——流向被动工作轮的环状流道—产生冲击力—被动轮旋转— 被动轴转动—液体流动流回主动工作轮 再次循环工作 主动工作轮——泵轮， 被动工作轮——涡轮
如果在卷筒Ⅰ上布置二套驱动装置，卷筒Ⅱ上布置一套驱动装置， 把两套工作驱动装置配置到2上，而把备用驱动装置放在卷筒1上 使驱动卷筒传递圆周力的比值由等圆周力法的1 ：1变成2 ：1
圆周力任意分配法
它是把两个驱动卷筒所传递的圆周力按任意比值进行分配， ( 为 系数)，只要满足每一驱动卷筒两侧的胶带张力之比小于或等于其 值的条件即可。最小张力法、等圆周力法、等驱动单元法实际上都是 它的特例。
6.
料车卷扬机钢丝绳张力（二）
（二）、空料车直轨段下降时钢丝绳静张力 也采用逐点计算法，此时料重Q=0 结论： S‘= A’ + 2qLisina 空料车在直线段下降时，钢丝绳拉力S‘与 钢丝绳行程Li也成直线关系，随空车下降而 逐渐增加。
料车卷扬机钢丝绳张力（三）
（三）料车曲轨段运行时钢丝绳静张力 1.求料车车辕处钢丝绳处静张力 采用作图法，求得车辕拉力 分析重料车提升、空料车下降情形 要点：1.作图求得拉力 2.分情形，按照直线段求各接点处张力 过程与方法可求出各接点处张力
4.料车外形设计
讲读教材P60图3-23 一般空料车重心与前轮中心线的水平距离约为后轮中心距的0.6~0.65 5.
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图3-19 料车在卸料导轨 上的受力情况
图3-20 料车在斜料导轨 上炉料重心和重心计算 图
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R1 R2 (2) 钢绳牵引力等于零。料车重心与垂线 OO′ 重合，其力的平衡三角形见图 (1)钢绳牵引力 P大于零。如图3—21a 、 b所示，料车重心位于 (3) 钢绳牵引力 P小于零。料车重心已在 OO′ 垂线左侧，其力的平衡三角形。 3—21c所示。此时Q+G与车轮总反力R在一垂线上使P=0，这时料车的重 P已出现负值，料车已丧失自返能力，要使料车返回必须在车辕上施加压力， 交点 O的垂线OO′右侧。P的存在意味着料车在倾翻后有自行返回的可能性， 力和车轮总支反力互相平衡，料车处在一种不稳定倾翻的临界状态，料车 而钢绳是不可能产生这种压力的，这种现象叫“料车上天”，必须加以防止。 P 力越大，表明料车反拖钢绳的作用力越大，料车越易返回。 缺乏自返能力。
1. 类型：普通帆布胶皮带（高炉上现在一般不 用）、钢绳芯胶带
2.夹芯皮带特点：



优点：抗拉强度高、延伸率小、运力大、寿命长 缺点：横向强度低、易断丝 代号： GX***** ，GX—钢绳芯 ******数字，表示整个厚度上每cm宽度的名义破断拉力
3.夹芯皮带结构：

kg值 皮带组成：上、下覆盖胶、芯胶、钢绳芯 皮带段间接头采用硫化方法处理，接头形式有对接、搭接、错位 接
这就要求空料车在自重作用下对瞬时转动 中心所产生的自返力矩 M 1 应大于阻力矩 M 2
图3-22 空料车自返能力计算
¦Α
¦Β
—考虑车轮缘对轨道摩擦系数
（对滚动轴承一般取3）
—车轮滚动轴承的摩擦系数，取=0.015；