爐頂連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料系統(tǒng)設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題目：爐頂連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料系統(tǒng)設(shè)計
1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1 題目背景、研究意義
高爐爐頂布料設(shè)備是用來將爐料裝入高爐并使之合理分布，同時起爐頂密封作用的設(shè)備。
高爐是按逆流原則進行冶金過程的豎爐，爐頂是爐料的入口也是煤氣的出口。為了便于人工加料，過去很長時間爐頂是敞開的。后來為了利用煤氣，在爐頂安裝了簡單的料鐘與料斗，即單鐘式爐頂裝料設(shè)備，把敞開的爐頂封閉起來，煤氣用管導(dǎo)出加以利用，但在開鐘裝料時仍有大量煤氣逸出，這樣不僅散失了大量煤氣，污染了環(huán)境，而且給煤氣用戶造成很大不便。后改用雙鐘式爐頂裝料設(shè)備，交錯啟閉。為了布料均勻防止偏析，于1906年出現(xiàn)了布料器，最初是馬基式旋轉(zhuǎn)布料器，它形成一個完整的密封系統(tǒng)和較為靈活的布料工藝，獲得了廣泛應(yīng)用，后來又出現(xiàn)了快速旋轉(zhuǎn)布料器和空轉(zhuǎn)螺旋布料器[1]。
無論何種爐頂裝料設(shè)備均應(yīng)滿足以下基本要求[1]：
(l)要適應(yīng)高爐生產(chǎn)能力。
(2)能滿足爐喉合理布料的要求，并能按生產(chǎn)要求進行爐頂調(diào)劑。
(3)保證爐頂可靠密封，使高壓操作順利進行。
(4)設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單和堅固，制造、運輸、安裝方便，能抵抗急劇的溫度變化及高溫作用。
(5)易于實現(xiàn)自動化操作。
隨著高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展，高爐容積的大型化、高壓化，傳統(tǒng)的馬基式雙鐘爐頂裝料設(shè)備已滿足不了密封和布料要求。煤氣利用差，大小鐘及鐘桿磨損嚴重，影響爐頂壓力的提高，降低了作業(yè)率，不能適應(yīng)現(xiàn)代化高爐冶煉的要求。同時，隨著高爐大型化，大鐘及大鐘斗直徑增大，質(zhì)量增加，給加工制造、運輸、安裝及維修帶來很大的困難，因此，為了解決設(shè)備制造，以及解決設(shè)備密封與布料兩種功能的矛盾，將兩種功能分開，相繼出現(xiàn)三鐘、鐘閥等結(jié)構(gòu)。隨著爐容增大，爐喉斷面增大，爐料在爐喉斷面上的分布不均勻性也擴大了，加劇了高爐煤氣分布的不均勻，使煤氣利用變差；為了解決布料問題，出現(xiàn)了可調(diào)爐喉結(jié)構(gòu)。但是，仍不能滿足高爐進一步強化冶煉的要求，所以沒有得到廣泛應(yīng)用。而爐頂連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料系統(tǒng)布料量大，效率高，自動化程度高滿足了高爐冶煉對布料的要求，因此在未來的高爐布料上必能廣泛應(yīng)用[1][9]。
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況
目前常見的布料器有馬基式雙鐘爐頂布料器如圖[1]1，馬基式旋轉(zhuǎn)布料器如圖[1]2，空轉(zhuǎn)螺旋布料器[1]等。布料機在國內(nèi)數(shù)量少，使用少，除了人們對布料機了解不多外，重要一點是目前布料機還依賴進口，價格昂貴，許多單位考慮到經(jīng)濟上的因素而不愿意引進，但是施工質(zhì)量要更上一層樓，機械就必須要配套。采用布料機配合的方式，由于布料范圍廣，就位靈活正確，大大減輕了工人的勞動強度，提高了施工效率，降低了施工本錢，必會帶來更高的收益。
1-斗； 2-大鐘；3-大鐘桿；4-煤氣封罩；5-爐頂封板；
6-爐頂法蘭；7-小料斗下部內(nèi)層；8-小料斗下部外層；
9-小料斗；10-小齒輪；11-大齒輪；12-支撐輪；l3-定位輪；14-小鐘桿；15—鐘桿密封；16—軸承；
17-大鐘桿吊掛件；18-小鐘桿吊掛件；19一放散閥；20-均壓閥；21-小鐘密封；22-大料斗上節(jié)；23-受料漏斗
圖1馬基式布料器雙鐘爐頂結(jié)構(gòu)
a— 快速旋轉(zhuǎn)布料器
b— 空轉(zhuǎn)螺旋布料器
圖2布料器結(jié)構(gòu)
c—
2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 本課題研究的主要內(nèi)容
爐頂連續(xù)布料系統(tǒng)設(shè)計，包括布料系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、布料盤、布料擋板機構(gòu)等方面的內(nèi)容。
2.2 本課題研究的研究方案
布料器的作用是布料器能及時、準確、穩(wěn)定、均勻地將合格原料送入高爐爐頂?shù)氖芰下┒穂14][15]。
方案一：料車直接上料。
優(yōu)點：可以直接上料，不需要中間的其他輔助設(shè)備
缺點：對于料車上料的高爐爐頂裝料設(shè)備的最大缺點是爐料分布不均。料車只能從斜橋方向?qū)t料通過受料漏斗裝入小料斗中，因此在小料斗中產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，大粒度爐料集中在料車對面，粉末料集中在料車一側(cè)，堆尖也在這側(cè)，爐料粒度越不均勻，料車卸料速度越慢，這種偏析現(xiàn)象越嚴重。這種不均勻現(xiàn)象在大料斗山和爐喉部位仍然重復(fù)著。
方案二：馬基式旋轉(zhuǎn)布料[1]
優(yōu)點：小料斗裝料后旋轉(zhuǎn)一定角度，再開啟小鐘，一般是每批料旋轉(zhuǎn)60°，即0°、60°、120°、180°、240°、360°，俗稱六點布料，要求每次轉(zhuǎn)角誤差不超過2。，這樣小料斗中產(chǎn)生的偏析現(xiàn)象就依次沿爐喉圓周按上述角度分布。落在爐喉某一部位的大塊料與粉末，或者每批料的堆尖，沿高度綜合起來是均勻的。當轉(zhuǎn)角超過l80°時布料器可以逆轉(zhuǎn)，例如240°角可變?yōu)?120°角。
缺點： 一是布料仍然不均，這是由于雙料車上料時，料車位置與斜橋中心線有一定夾角，因此堆尖位置受到影響；二是旋轉(zhuǎn)漏斗與密封裝置極易磨損，而更換、檢修又較困難。
方案三：連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料
優(yōu)點：連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料系統(tǒng)外形設(shè)計簡單實用，便于安裝和維護。采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式布料可以及時、均勻地將合格原料送入高爐爐頂?shù)氖芰下┒贰２剂媳P采用三個相同的電機同時驅(qū)動，刮料板采用氣壓驅(qū)動便于自動化控制。并且連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料系統(tǒng)布料量大，效率高，自動化程度高滿足了高爐冶煉對布料的要求。
缺點：連續(xù)旋轉(zhuǎn)過程要想穩(wěn)定工作對系統(tǒng)的各個部位精度要求較高，工作過程因為布料溫度相對較高對于保溫隔熱要選用相應(yīng)的特殊材料。
三種方案進行綜合比較，最終采用爐頂連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料系統(tǒng)。
2.3 本課題研究的研究方法或措施
首先查找資料，咨詢老師，請教相關(guān)專業(yè)同學進行必要的分析計算，考慮現(xiàn)實情況進行必要的調(diào)查了解，然后草繪圖紙確定尺寸。最后建立三維立體模型、進行結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，確定出最優(yōu)設(shè)計方案。
3. 本課題研究的重點及難點，前期已開展工作
本課題的重點難點是：連續(xù)、均勻、精確布料的結(jié)構(gòu)設(shè)計，電機的選擇，氣壓的設(shè)計，查閱布料系統(tǒng)的相關(guān)資料，繪制布料系統(tǒng)的三維零件圖、裝配圖以及相應(yīng)的二維圖紙。
前期已開展工作: 請教指導(dǎo)老師并查閱布料系統(tǒng)的相關(guān)資料，熟悉布料系統(tǒng)的組成及裝配關(guān)系，了解布料系統(tǒng)的基本工作原理及應(yīng)用場合。并為進一步周密的設(shè)計做好充分準備。
4. 完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)
(1)第01-03周：查閱資料，了解工作原來及特點，完成基礎(chǔ)知識的積累并撰寫開題報告；(2013年11月15日-12月10日)
(2)第04-06周:論證，深化方案具體實施步驟；（2013年12月11日-12月27日）
(3)第07-10周:電極接長站的具體方案設(shè)計，圖紙繪制，準備中期答辯；（2013年12月30日-2014年3月12日）
(4)第11-15周:畢業(yè)論文，論文修改，準備畢業(yè)答辯；（2014年3月17日-2014年4月23日）
5. 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6. 所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻
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