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精炼炉
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精炼炉钢包设计,精炼炉,钢包,设计
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本科毕业设计（论文） 题目： 精炼炉钢包设计 I 精炼炉钢包设计 摘 要 钢包是炉外精炼的主要设备之一。精炼炉钢包主要功能：使钢液升温和保温功能。初期对钢包进行了初步计算，确定钢包的尺寸，根据老师给的图读懂图并进行完善，中期根据任务说明进行滑动水口和吹氩口的设计，后期根据前期的资源进行论文撰写，修改格式，完善图纸，争取完成好这次毕业设计。 关键词： 钢包；液压；滑动水口 in is of to it is in we a to of is a of of of of of of 录 1 绪论 . 1 炼炉钢包的简介 . 1 炼炉钢包的研究意义 . 2 炼炉钢包的研究背景 . 3 施方案及主要研究手段 . 5 2 钢包设计 . 7 包尺寸计算 . 7 包质量 . 10 包重心计算 . 11 3 钢包结构设计 . 12 包包体设计 . 13 包耳轴的设计 . 14 轴计算 . 14 4 钢包滑动水口设计 . 16 载与运动分析 . 16 算工作负载 . 16 擦及惯性负载 . 16 进速度 . 17 工况负载 . 17 工况时间 . 17 定液压缸基本参数 . 17 选系统压力 . 17 算液压缸主要尺寸 . 17 定液压系统图 . 17 择基本回路 . 17 压辅件的选择 . 20 择液压泵及驱动电机 . 20 控制阀的选择 . 20 能器的选择 . 21 道的选择 . 21 定油箱容量 . 22 滤系统的设计 . 22 滤器的位置设置 . 22 滤器精度的选择 . 22 滤器尺寸确定 . 22 压油的选用 . 22 结论 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 24 1 1 绪论 炼炉钢包的简介 精炼炉钢包是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。钢包炉是炉外精炼的主要设备之一。精炼炉钢包主要功能： 1、使钢液升温和保温功能。钢液通过电弧加热获得新的热能，这不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分，也可以补加渣料，便于钢液深脱硫和脱氧。而且连铸要求的钢液开浇温度得到保证，有利干铸坯质量的提高。 2、氩气搅拌功能。氩气通过装在钢包底部的透 气砖向钢液中吹氛，钢液获得一定的搅拌功能。 3、真空脱气功能。通过钢包吊入真空罐后，采用蒸汽喷射泵进行真空脱气，同时通过包底吹入氩气搅动钢液，可以去除钢液中的氢含量和氮含量，并进一步降低氧含量和硫含量，最终获得较高纯净度的钢液和性能优越的材质。钢包精炼炉的应用对整个企业来看，至少可增加如下得益：加快生产节奏，提高整个冶金生产效率。应用领域：钢包精炼炉被广泛用于工业、 钢铁 、 冶金 等行业。 钢包运载设备的任务是将钢包运送到浇注位臵，供给中间包所必需的钢水。生产上原来主要使用铸锭天车吊着钢水包进行浇注。这种方式在连铸技术发展初期曾经广泛使用，因为那时连铸机多装在铸锭跨内，只进行单炉浇注，利用已有的铸锭天车，可以节省建设投资。但连铸的时间一般比模铸长，在吊浇时会妨碍其他天车的运行。为了解决这一问题，采用了在浇注平台上设臵固定的钢包支座进行浇钢，但这种浇钢形势不利 于实现全连铸，生产效率低。经过不断的研究设计，为多炉连浇创造条件，现在普遍采用钢包回转台。 钢水在浇铸过程中需要包括钢包和钢包回转台、中间包和中间包车等设备。钢包盛着从炼钢炉里炼好的钢水，经过精炼炉的精炼运到连铸平台上的钢包回转台上。在这个过程中，承载着钢水包的就是钢包回转台。 钢包回转台（即我们所说的大包旋转台）是现在连铸中使用最普遍和最常见的承载钢水包进行浇钢的关键机械设备。经常把它放在车间的钢水接收跨和浇钢跨衔接的地方。对于钢包的旋转半径的设计就是在浇钢时钢水包的水口正好对准中间包上接钢水的规定位臵。 这时用钢水接收跨一侧的天车将钢水包放在钢包回转台上，经过钢包回转台的回转，让钢水包停在中间包上方供给其钢水。并经中间被注入结晶，然后由垃矫机拉出所需的铸坯。交完钢的空包再通过回转台的回转，再运回钢水的接收跨。 1 2 钢包回转台的旋转是定向的，占用连铸浇钢平台的面积较小，容易定位，更易于远距离的操作。回转台的电器控制线路以及液压管线都可以装设在旋转台内，这样比较可靠安全。但它的缺点是旋转半径有限，一个钢包回转台只能为一台连铸机服务。由于钢水包不在铸锭天车中作范围内，除了回转台没有其他吊运设备代替。钢包回转台 的回转是由回转电机通过拨动转轮机构带动回转臂来实现的，所以要求回转台的运转有很高的可靠性，即使在停电的情况下也能借助于备用电源、液压以及气动设备进行正常工作。 3 炼炉钢包的研究意义 炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件和生产环境条件等优点日益成为全世界钢铁行业的新宠。钢包精炼炉以其冶金效果好、具有设备费用低、易于操作等特点而成为炉外精炼技术有代表性的设备 ,正得到普遍应用。 钢包又称钢水包，用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水、进行浇注作业。 钢包烘 烤是炼钢生产工序中的主要环节之一，其目的是均匀地提高钢包内衬的温度水平，以减少钢水浇注过程的热损失和延长钢包内衬的使用寿命。钢包烘烤装置的性能对转炉出钢温度、炼钢作业率、炉龄等都有很大影响。钢包烘烤介于炼钢和铸钢两个工序之间，钢包烘烤温度的高低对协调整个生产有重要作用，对连铸生产的意义更加重大。 钢包是盛钢水的容器，又是精炼设备的组成部分。钢水在装入钢包后到浇注期间要损失大量的热量，因为钢水从出完钢到浇注前都要在钢包中镇静 510进行浇注，这期间钢水平均温降速度：大于 250t 的钢包为 ， 100 200t 的为 1 2 / 30t 钢包为 2 。热能损失大致分为三部分：第一部分为钢水上表面的辐射热损失，第二部分为钢包外壳表面的综合散热损失，第三部分为钢包内衬的蓄热损失。其中以钢包内衬的蓄热损失为主。钢水在钢包中的热损失比例大致是包衬蓄热的 45% 50%，包壁散热的 20%，钢水上表面辐射的 20% 30%。如果减少钢包的热损失，钢水在钢包中的温降可以大大减少。对于 90t 的钢包，包衬温度由 400 提高到 1200 ，钢水总温降可以减少 25 。钢包蓄热损失约占钢水总热 损失的一半左右，如果不采用钢包烘烤方法补偿钢水的热能损失、保证钢水的浇注温度，势必要提高钢水的出钢温度，但这会带来一系列的问题。首先，提高出钢温度就要增加冶炼时间，增加原材料(耐火材料 )和动力能源消耗，提高吨钢成本；其次，使炉衬侵蚀速度加快，缩短熔炼炉的检修周期，降低炉龄，进而造成连铸生产的波动和铸坯的质量缺陷。因 3 此，钢包的烘烤对降低出钢温度，提高转炉的寿命，增加钢产量，降低原材料消耗，降低吨钢成本，保证连铸的顺利进行具有重要的意义。 炼炉 钢包的研究背景 近 20 多年来 ,由于人类社会的飞速发展对钢材尤其是优质钢材、特殊钢材的需求越来越大 ,而随着科学技术的发展 ,钢材的冶炼技术也发生了质的 变化。炼钢炉的容量不断扩大 ,超高功率电炉普遍应用于生产 ,连续铸钢技术也円臻完善。因此 ,炼钢的方法也发生了巨大的变化 ,由原始的一步炼钢法发展成为二步炼钢法即炉内初炼、炉外精炼。炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件、改善生产环境条件等等优点已日益成为全世界钢铁行业的新宠 ,发展极其迅速。全世界各大钢铁企业纷纷加大了对钢水炉外精炼的研究力度 ,研制了多种钢水炉外精炼的设备 ,尤其是提出了各种各样的理论和控制方法 ,并已创炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加 快产量、降低成本、改善劳动条件和生产环境条件等优点日益成为全世界钢铁行业的新宠。 精炼炉 钢包以其冶金效果好、具有设备费用低、易于操作等特点而成为炉外精炼技术有代表性的设备 ,正得到普遍应用。钢铁是国民经济的中流破柱 ,是国家生存和发展的物质保障。钢铁工业在国民经济的发展过程中 ,起着举足轻重的作用 ,是国民经济水平和综合国力的重要标志。我国是发展中国家 ,正大力发展其国民经济 ,这使得我国对钢铁材料的需求量增大。同时我国也是钢铁产量世界第一的钢铁大国 ,在国民经济高速发展的今天 ,社会对钢材尤其是高质量钢材的需求不断加大 ,这 就需要我们为钢铁强国的伟大目标努力奋斗。在一段时期之内 ,钢铁工业仍将是我国经济的支柱之一 4。 20 世纪以来 ,钢铁产品被广泛地应用在建筑、机械、汽车、船舶、石油和运输等各个行业中。因此 ,钢铁一直是国民经济的基础工业之一。现如今 ,虽然出现了许多新材料 ,例如陶瓷、塑料、高分子复合材料等等 ,这些新材料由于自身的一些特点在一定程度上取代了钢材 ,但是钢材具有其它材料不可比拟的综合性能。同时 ,与其它材料相比 ,钢材价格波动趋势相对较小。所以 ,钢铁材料仍是当代最主要的材料之一 4。 随着市场经济的持续高速发展 ,使得企业的规模和产量越来越大 ,钢铁工业也通过加快结构优化与调整 ,不断提高满足国民经济对钢材产量、品种、质量、成本等全面要求的能力。但是 ,随之而来的市场竞争又使各企业面临着生产规模、经济效益、产品质量和环境保护等方面的严峻挑战。企业要想立于不败之地 ,必须提高自身的竞争能力 ,提高生产效率、降低成本、降低能源消耗和原材料消耗、减轻对环境的污染和改进产品质量 ,以适应快速多变的市场需求。 4 造了极其可观的经济效益。钢铁是国民经济的中流破柱 ,是国家生存和发展的物质 保障。钢铁工业在国民经济的发展过程中 ,起着举足轻重的作用 ,是国民经济水平和综合国力的重要标志。我国是发展中国家 ,正大力发展其国民经济 ,这使得我国对钢铁材料的需求量增大。同时我国也是钢铁产量世界第一的钢铁大国 ,在国民经济高速发展的今天 ,社会对钢材尤其是高质量钢材的需求不断加大 ,这就需要我们为钢铁强国的伟大目标努力奋斗。在一段时期之内 ,钢铁工业仍将是我国经济的支柱之一。 20 世纪以来 ,钢铁产品被广泛地应用在建筑、机械、汽车、船舶、石油和运输等各个行业中。因此 ,钢铁一直是国民经济的基础工业之一。现如今 ,虽然出现了 许多新材料 ,例如陶瓷、塑料、高分子复合材料等等 ,这些新材料由于自身的一些特点在一定程度上取代了钢材 ,但是钢材具有其它材料不可比拟的综合性能。同时 ,与其它材料相比 ,钢材价格波动趋势相对较小。所以 ,钢铁材料仍是当代最主要的材料之一。 随着市场经济的持续高速发展 ,使得企业的规模和产量越来越大 ,钢铁工业也通过加快结构优化与调整 ,不断提高满足国民经济对钢材产量、品种、质量、成本等全面要求的能力。但是 ,随之而来的市场竞争又使各企业面临着生产规模、经济效益、产品质量和环境保护等方面的严峻挑战。企业要想立于不败之地 ,必须提 高自身的竞争能力 ,提高生产效率、降低成本、降低能源消耗和原材料消耗、减轻对环境的污染和改进产品质量 ,以适应快速多变的市场需求。 高速烧嘴是近代热工技术取得突破性进展的新技术之一。其特点是燃烧气体出口速度可达 100 300m/ s。在加热物件时，不论在加热速度方面，还是在加热均匀性方面，其加热效果都大大超过普通烧嘴。由于高速烧嘴出口速度高，烧嘴的耐火材料消耗大，使用寿命低，一般炼钢厂钢包烘烤设备的现场环境比较恶劣，不适合安装精密的控制设备。因此，鞍山热能研究院设备研制厂研制开发出用于钢包烘烤的简易高速烧嘴，基 本上保持了高速烧嘴的气流速度大，加热升温快，钢包温度分布均匀的特点。随后又开发出富氧烧嘴、油气两用烧嘴，以满足只有高炉煤气或转炉煤气，煤气热值低或煤气量不足的炼钢厂的需要。 钢包在新砌后和盛装钢水前一般都需要烘烤，用来烘烤钢包的装置就称为钢包烘烤器，又称烤包器。钢包烘烤器有在线烘烤器和离线烘烤器两大类，离线烘烤器有立式烘烤器和卧式烘烤器两种，另外还有专门烘烤中间包的中间包烘烤器。 在钢包烘烤器的发展过程中，有三个方面的进步对提高钢包烘烤的效率和质量比较明显： (1)钢包加盖； (2)烧嘴的改进； (3)余热的利 用。 近 20 多年来 ,由于人类社会的飞速发展对钢材尤其是优质钢材、特殊钢材的 5 需求越来越大 ,而随着科学技术的发展 ,钢材的冶炼技术也发生了质的变化。炼钢炉的容量不断扩大 ,超高功率电炉普遍应用于生产 ,连续铸钢技术也円臻完善。因此 ,炼钢的方法也发生了巨大的变化 ,由原始的一步炼钢法发展成为二步炼钢法即炉内初炼、炉外精炼。炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件、改善生产环境条件等等优点已日益成为全世界钢铁行业的新宠 ,发展极其迅速。全世界各大钢铁企业纷纷加大了对钢水炉外精炼的研究力度 ,研制了多种 钢水炉外精炼的设备 ,尤其是提出了各种各样的理论和控制方法 ,并已创造了极其可观的经济效益。 在近十多年以来，我国冶金工业在强调发展连续铸锭方面有飞速的进展，在国家 “八五 ”， “九五 ”发展规划的推动下，我国钢液连铸比每年都以 5 6 个百分点迅速提高，到 2002 年，我国钢液连铸比已达 94%以上，可以称为连铸强国。但是要从冶金技术整体水平比较，我国在钢液的纯净度和成品内在性能方面尚有不足，尤其是在特殊用钢生产方面 更为突出。由此可以理解我们还需要在提高钢液精炼比方面和生产特殊用途钢的精炼技术方面进一步提高。说到我 国的钢液精炼比，没有确切的统计数字，从我国目前拥有的具有加热升温功能的炉外精炼设备，估计精炼能力只占总粗钢的 20% 30%。并且有些大中型精炼炉钢包 只是在近二三年中，藉于各大型钢铁企业执行国家要求消灭平炉以及配合转炉或电弧炉 生产而建立的，因此要求正常投入使用和理顺生产节奏，真正发挥精炼作用还需要一段磨 合期。纵上所述，我国的精炼比要取得与连铸比同样的业绩，还需作较大的努力和足够的重 视，尤其是在精炼炉的工艺功能方面有待进一步认识它的优点，因为目前仍有一些钢厂， 把钢包炉当做解决低温钢来使用，或者当做 调节生产节奏的目的来使用 施方案及主要研究手段 (1)本课题对现有精炼炉钢包进行改进，重点解决 现有精炼炉钢包的缺陷 。 (2)根据精炼炉钢包的材料性质，确定工艺材料的选择 。 (3)通过对已有的精炼炉钢包的结构进行改进，主要改善钢包包体、滑动水口吹氩口。 计 (论文 )的主要内容 （理工科含技术指标）： (1) 参阅相关资料，了解和掌握精炼炉钢包工作原理及其发展，并查阅和收集相关资料； (2) 完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案； (3) 对精炼炉钢包结构进 行设计； (4) 钢包起吊轴加工工艺规程设计； 6 (5) 对钢包滑动水口的结构改善，并对结果进行分析； (6) 完成所设计部件的装配图和零件图。 7 2 钢包设计 包尺寸计算 一般情况下 ,钢包外壳有钢板铆接式和钢板焊接式两种型式。由于焊接式钢包外壳在重量上比铆接式钢包外壳轻 15% 20%,为此在设计中采用了焊接式钢包外壳 ,这样既节约了材料 ,又可在不增加吊车负荷的情况下增大包容。原钢包由德国设计、制造 ,外壳采用厚 22钢板焊接而成。通过对原钢包材质的分析和钢包强度的计算 ,了解到我国在设 计钢包容器时所用的安全系数比德国大 ,使用的材质、焊条及焊缝的类型都有所不同。因此 ,新钢包内外壳采用厚 25质为钢板焊接而成。 (1) 钢包容纳钢水量。钢包的容量应于转炉的最大出钢量相匹配，设钢包的额定容量为 ()一般考虑应用 10的过装余量，则钢包内钢水实际容量为 0 P （ (2) 钢包内渣量。 出钢时一般将炉内熔渣时在钢桶中要新加渣料熔融成新渣层覆盖。渣量一般为金属量的 3 5，设计全部或绝大部分随钢水水倾入钢包。采用留渣出钢操作者除外，但留渣出钢操作时取较大比例为 15。即渣量为： P 15% （ (3) 钢包的容积。根据钢包实际容纳金属液与熔渣量计算容积。钢液比容取为 ，熔渣比容取为 。因此，钢与渣的总体积即钢包容积应为：V = 3m )，若采用 1，锥度为 15，则钢包下部内径 (钢包内空间尺寸见图 15% H = （ 图 钢包内空间尺寸 钢包的容积按圆锥台计算： 8 22()12 D D D （ 将 ， 入上式得： 又因为钢和渣体积为 V =故 1330 . 2 0( ) 0 . 6 6 70 . 6 7 3（ 从而可得钢包基本尺寸与容量的关系使如下 : ； ； 130 7面三个计算式是根据内衬厚度上下一致的情况下推出的。各部设计过程参考（钢铁厂设计下册，李传薪主编 而得到各部分参数如图 图 钢包各部分尺寸 1) 0 . 1 1 . 1 D D D 1外 壳 内 高 1 1 . 1 0 . 0 1 2 1 . 1 1 2d D D D 外 壳 全 高 H = 2 0 . 0 7 1 . 1 4 D D 外 壳 上 部 内 径 D = D + 24)2 2 1 . 1 4 2 0 . 0 1 1 . 1 6 D D 外 壳 上 部 外 径 D = D + 25)3 0 . 9 9 壳 下 部 内 径 D = D + 2 6)43 2 1 . 0 1b D外 壳 下 部 外 径 D = 9 (1) 盛钢桶砖衬厚度。盛钢桶砖衬包含保温层 (外层 )与耐火工作层 (外层 )，一 般砌筑总厚度 100 250作层砌砖有多种型式，陈列入标准的盛钢桶衬砖砖型外，可针对专用盛钢桶依据其锥度、直径、高度等参数设计专用衬砖，则砌筑工作更为方便顺利，砌筑质量也较高。 钢桶桶壁厚度约等于壁厚度（上下一致）， ：钢包上部内径， 包底衬厚度， mm（ b：钢 包壳壁厚， b=d：钢包壳底厚， d=砖衬部分加厚则须加以扩大修正，亦即增大 值方能保证实际容积为 示为 : K K 为 093 一个系数。意义是砖衬部分加厚使容积减小了 4 7，为弥补容积之不足故在式中乘以系数 K 并得下部内径 0 4（一般 为 30 60 为 45 1 / 31 / 30 . 6 6 7( 0 . 9 3 0 . 9 6 )1 / 31 / 30 . 6 6 7 2 5 00 . 9 4D = 4= 钢包各部分尺寸值 参数名称 数值 (参数名称 数值 (D 4289 H 4289 1d51 b43 上述钢包设计的净空高度为 300 400 为了适应现代真空冶炼的需要通常增大钢包的净空高度。 求 钢包的 净空达 400上即可。 本设计中取钢包 10 的净空高度为 800而得到钢包的各部分尺寸如下表 表 改进后钢包各部分的值 参数名称 数值 (参数名称 数值 (D 4289+120 H 4289+800 137 100 239 200 319 21 d51 b43 包质量 钢包质量的精确计算须完成外壳、吊挂耳抽、支撑腿及滑动水口等结构计算后，根据详细图纸进行计算，但由上述已经确定的主要尺寸参数与选材亦可以较粗略地算出钢包的质量。 (1) 包衬质量。砖衬总体积与总质量为： 桶壁 砖衬体积为 : 2 2 2 2 2 3 ( 1 . 1 4 ) ( 0 . 9 9 ) 0 . 9 9 1 . 1 4 ( 0 . 8 5 ) 0 . 8 5 0 . 2 1 912b D D D D D D D 桶底砖衬体积为： 2 3( 0 . 9 9 ) 0 . 1 0 . 0 7 74d D 砖衬总体积 : 3 3 30 . 2 1 9 D 0 . 0 7 7 0 . 2 9 6 衬 砖衬总质量 (现取平均密度约 ) 3 3 3 3 3W 0 . 2 1 9 D 0 . 0 7 7 D 1 . 8 1 0 . 3 9 6 D 0 . 1 3 9 D 0 . 5 3 5 D 衬 （ 2） 外壳钢板质量 桶底钢板体积： 2 3(1 . 0 1 ) 0 . 0 1 2 0 . 0 14 D 11 桶壁钢板体积 : 3( 1 . 1 6 1 . 0 1 ) 1 . 1 1 5 0 . 0 1 0 . 0 3 92 D D D D D 外壳钢板质量 : 33W 0 . 0 3 9 0 . 0 1 D 7 . 8 5 0 . 3 8 4 D 壳（ 3） 空钢包质量 3W W 0 . 9 1 9 1 衬 壳 ，代入得： 1 空盛钢桶质量约为钢桶额定容量值的 27 28。考虑到其它未计入的钢结构件与耐火砖 (塞仔砖或滑板 )质量，应增加约 10，则空桶质量为额定容量值的 30 31。 1 0 3 0 3 1 . . ）（取为 30%） 1W=0=15 （ t） （ 4） 装满钢水与熔渣后的总质量。钢包容量按过装 10%计算，渣量为金属量15%计算，则装满钢水和渣后的质量为： 2W 1 . 1 P 0 . 1 6 5 P 0 . 2 7 3 P 1 . 5 3 8 P =50=此，在选用浇注起重机时，其起重容量应大于2形吊钩有固定在盛钢桶上 (与耳铀饺接 )和脱钩式两种，均须计入起重总量。 包重心计算 计算钢包的重心是为了确定钢包耳轴的高低位置，使装满钢水与熔渣的钢包吊运与浇注过程稳定，无倾翻的危险；又要使其在倾倒出残钢与钢水时不需太费力。计算重心是采用力学常规的计算方法。 对于盛钢桶而言，如简化不计浇注操作机构 (塞杆或滑动铸口 )的质量，即忽略它们在盛钢桶上所引起的重心偏移，则可视盛钢桶桶体，内衬及钢水、熔渣是围绕铅垂轴线完全对称的。故计算重心只考虑坚直方向的距离即可以了。 (1) 钢桶桶壁砖衬的重心点 由计算可得桶壁砖衬重心距上口为：01 2) 盛钢桶底砖衬的重心点 由计算可得桶底砖衬重心距上口为：02 3) 外壳侧壁之重心点 由计算可得外壳侧壁重心距上口为03 0 74) 底壳的重心点 由计算可得底壳重心距上口为04 12 (5) 渣层的重心点 由计算可得渣层重心距上口为05 0 96) 盛钢桶内金属的重心点 由计算可得盛钢桶内金属重心距上口为06 7) 总重心。已知盛钢桶各部分重心的所有数据，总重心就可以求出。因盛钢桶是对称的，所有重心都在对称袖上，根据合力静力矩等于合力静力矩之和的原理，可列出下列方程式： 0 0 0 1 0 1 0 2 0 2 0 3 0 3 0 0. y W y W y W y W y (0W=2W 满钢水的盛钢桶质量： 32 1 . 5 3 8 3 . 3 6 5钢水量 : 331 . 1 1 . 1 3 . 3 6 5 3 . 7 0 2P D D 化简得：0 2 . 7 9 5 D 0 . 5 4 1 7 5y 0y=同时，为了使盛钢桶稳定，样计算方法，可得空盛钢桶之重心位置0 亦即空盛钢桶较盛满钢水、熔渣时重心为低，此时更为稳定，无 倾覆之危险。 表 钢包各部分参数 参数名称 数值 (参数名称 数值 (D 4409 H 5089 1d51 b43 式中 计算功率， 回转台实际功率， 使用系数（ 13 3 钢包结构设计 包包体设计 一般情 况下 ,钢包外壳有钢板铆接式和钢板焊接式两种型式。由于焊接式钢包外壳在重量上比铆接式钢包外壳轻 15% 20%,为此在设计中采用了焊接式钢包外壳 ,这样既节约了材料 ,又可在不增加吊车负荷的情况下增大包容。原钢包由德国设计、制造 ,外壳采用厚 22钢板焊接而成。通过对原钢包材质的分析和钢包强度的计算 ,了解到我国在设计钢包容器时所用的安全系数比德国大 ,使用的材质、焊条及焊缝的类型都有所不同。因此 ,新钢包内外壳采用厚 25质为 钢板焊接而成。 通过对钢包的设计画出钢包总图 图 钢包总装图 包包底的设计 钢包包底承受的压力大 ,在满足钢包安全系数的条件下 ,采用厚 40质为 球形包底。这种包底受力要比原钢包平包底受力好。由于旧钢包在使用中包底鼓肚厉害 ,呈椭圆形 ,变形严重 ,因此 ,在包底避开安装滑动水口和吹氩插口的位置上加了 4 条加强筋 ,呈米字形分布（如图 示） 14 图 包底结构示意图 通过对钢包包底结构的分析，确定设计方案，画出结构图（如图 图 钢包底结 构简图 绿色部分为待加工部位，方案一为大吨位钢包，方案二为小吨位钢包，考虑加工的方便和经济性，选方案二 包耳轴的设计 轴计算 a. 耳轴结构设计 耳轴设计需注意以下问题： (1) 龙门钩距离 2880内圆 270为 80 (2) 耳轴安全系数 n 不小于 15。 (3) 耳轴位置比装满钢水的钢包重心高 300 400 (4) 钢包包 壳上沿不能与吊钩相碰。 耳轴结构如图 示 ,采用护板焊接 ,箱型结构固定。耳轴中 心距上沿1030轴直径 270寸 2880龙门钩一致 ,考虑脱钩挂钩方便 ,耳轴挂钩位置距离为 170 15 图 耳轴结构示意图 b. 耳轴强度的核算 由于 45#钢焊接性能较差 ,耳轴材质选用 35#钢。为了保证耳轴更好受力 , 采用耳轴耳板整体锻件。在使用时中 ,耳轴受弯矩 ,通过受力分析 ,应力最大处在 面 ,该位置直径最小。 已知 :最大出钢量 47t,包衬砖 16t,钢包净重 包装满钢水的重量 : Q 重 =47+16+2.2(t)取 Q 重为 75t。由 : W=2 式中 W抗弯截面模数 , D耳轴直径 ,270 代入数值得 :W=1931394.3(面处最大弯矩 :170/2 （ （ 分别代入数值得 : 187.5() 35 钢的许用应力 : Rs/n=260/15=) 故强度足够。 16 4 钢包滑动水口设计 随着快速、高效连铸和二次精炼技术及工艺的发展，滑动水口（ 称 统在现代钢铁冶炼过程中变得越来越重要，成为冶炼中不可缺少的部分。它是连铸机浇铸过程中钢水的控制装置，能够精确地调节从钢包到连铸中间包的水流量，使流入和流出的钢水达到平衡，从而使连铸操作更容易控制。滑动水口系统因其可控性好，能提高炼钢生产效率而得到了迅速发展。现在，在钢包、中间包上国内外普遍使用了滑动水口系统。 滑动水口的设计早在 1884 年就由美 国人 D. 出构思并申请了专利，后来也有不少类似的专利，但均因材质不过关而未能实现。直到 1964 年，西德本特勒钢铁公司在 22T 钢包上，采用滑动水口装置代替塞棒系统进行浇钢，首次获得成功，并迅速推广到许多国家。 滑动水口一般由驱动装置、机械部分和耐火材料部分（即上下滑板、下水口）组成。滑动水口的工作原理是通过滑动机构使上下滑板砖滑动，从而带动流钢孔的开闭来调节钢水流量大小的。 为获得较长的使用寿命和稳定的操作条件，滑板作为滑动水口系统的耐火材料和机械构件，都要求其具有优良的性能。当前，为了使滑动水口 系统使用性能更加稳定可靠，对滑板的形状以及固定方式进行了许多改进和研究，其主要目的是抑制滑板使用过程中工作面裂纹的产生和扩展。 滑板（ 称 滑动水口系统的主要部件之一。按照组成滑动水口系统的滑板块数划分，可分为两层式和三层式。钢包用滑板一般为两层式，操
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