40t精炼炉测温取样枪设计开题报告

需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）题目：40t精炼炉测温取样枪设计2018年12月18日毕业设计（论文）开题报告1毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1、题目背景及意义：待处理钢水包由行车吊运至RH钢包台车上，钢包台车开到真空槽下部的处理位置。并进行钢水液面高度人工判定。根据人工判定钢水液面高度，钢包被液压缸顶升（或将真空槽放下），使真空槽的浸渍管浸入钢水到预定的深度。同时，上升浸渍管以预定的流速喷吹氩气。随着浸渍管完全浸入钢液，真空泵启动。各级真空泵根据预先的抽气曲线进行工作。进行测温、取样、定氧操作。真空脱氢处理，将在规定时间及规定低压条件下持续进行循环脱气操作以达到氢含量的目标值。真空脱碳处理(低碳或超低碳等级钢水)，循环脱气将持续一定时间以获得碳含量的目标值。在脱碳过程中，钢水中的碳和氧反应形成一氧化碳通过真空泵排出。如钢中氧含量不够，可通过顶枪吹氧提供氧气。脱碳结束时，钢水通过加铝进行脱氧。钢水脱氧后，合金料通过真空料斗加入真空槽。对钢水进行测温、定氧和确定化学成份。钢水处理完毕时，真空泵系统依次关闭，真空槽复压，重新处于大气压状态。处理完毕后，钢包下降。上升浸渍管自动改吹氩为吹氮。钢包台车开出，行车把钢包吊运至连铸大包回转台进行浇注。目前，精炼炉冶炼过程中经常需要对冶炼的产品进行成分分析，取样的工具采用测温取样枪，因此测温取样枪的可靠性和取样效率对冶炼都有重要的意义。 1.2、研究意义：目前，在国内精炼炉熔炼过程中钢水的测温和取样普遍采用人工手动，此操作均存在操作室打不到所需位置要求，容易出现偏差，从而出现钢水达不到所需温度及成分的问题，从实际工程问题出发，本设计具有很高的实际应用价值和研究意义。1.3、国内外相关发展状况：1.精炼炉的发展：精炼炉是热加工行业的一种冶炼设备，多用于黑色冶金中对钢液进行终脱氧和合金化过程的一种冶炼设备。根据冶炼目的不同有不同的分类，常见的有吹氩精炼炉，LF精炼炉等。反射炉是传统的火法精炼设备，是一种表面加热的膛室炉，结构简单，操作容易，可以处理冷料，也可处理热料，可以烧固体燃料、液体燃料或气体燃料。反射炉容积、炉体尺寸可大、可小，波动范围较大，处理量可以从1t到400t，适应性很强。处理冷料较多的工厂和规模较小的工厂，多采用反射炉生产阳极铜。反射炉也存在着以下几方面的缺点：1）氧化、还原插风管，扒渣、放铜等作业全是手工操作。劳动量和劳动强度大，劳动条件差，难以实现机械化和自动化。2）炉体气密性差，散热损失大，烟气泄露多，车间环境差。3）耐火材料用量多，风管及辅助材料消耗大。4）炉子内铜液搅动循环差，操作效率低。回转炉是20世纪50年代后期的开发的火法精炼设备。它是一个圆筒形的炉体，在炉体上配置有2到4个风管、一个炉口和一个出铜口，可作360回转。转动炉体将风口埋入液面下，进行氧化、还原作业。回转炉体可进行加料、放渣、出铜、操作简便、灵活。回转炉具有以下优点：1）炉体结构简单，机械化、自动化程度高。2）炉子容量从100t到500t变化，处理能力大，劳动生产率高。3）取消了插风管扒渣等作业，辅助材料消耗减少。4）回转炉密闭性好，炉体散热损失少，燃料消耗低，漏烟少，环境卫生好。倾动炉是20世纪60年代中期，由瑞士麦尔兹炉窑公司开发成功的，它在反射炉和回转炉基础上，吸取了两种炉型的长处而设计的。炉膛形状像反射炉，保持较大的热交换面积，采取了回转炉可转动的方式，增设了固定风口，取消了插风管和扒渣作业，减轻了劳动强度，既能处理热料，又能处理冷料，是较理想的炉型倾动炉容量从55到350t.变化，倾动炉虽然是综合回转炉与反射炉而设计，但也存在着不足之处：1）炉体形状特殊，结构复杂，加工困难，投资高2）操作时，倾转炉体，重心偏移，处于不平衡状态工作，倾转机构一直处于受力状态。3）炉体倾转，影响炉顶、炉墙的稳定性，在炉墙、炉顶烧损后，影响更大。4）在炉体倾转时，排烟口不与炉体同行转动，密封较困难，环境污染大。2.测温设备的发展：1800年，英国物理学家F. W. 赫胥尔发现了红外线，从此开辟了人类应用红外技术的广阔道路。在第二次世界大战中，德国人用红外变像管作为光电转换器件，研制出了主动式夜视仪和红外通信设备，为红外技术的发展奠定了基础。二次世界大战后，首先由美国经过近一年的探索，开发研制的第一代用于军事领域的红外成像装置，称之为红外寻视系统（FLIR），它是利用光学机械系统对被测目标的红外辐射扫描。由光子探测器接收两维红外辐射迹象，经光电转换及一系列仪器处理，形成视频图像信号。这种系统、原始的形式是一种非实时的自动温度分布记录仪，后来随着五十年代锑化铟和锗掺汞光子探测器的发展，才开始出现高速扫描及实时显示目标热图像的系统。六十年代早期，瑞典研制成功第二代红外成像装置，它是在红外寻视系统的基础上以增加了测温的功能，称之为红外热像仪。开始由于保密的原因，在发达的国家中也仅限于军用，投入应用的热成像装置可在黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标，探测伪装的目标和高速运动的目标。由于有国家经费的支撑，投入的研制开发费用很大，仪器的成本也很高。以后考虑到在工业生产发展中的实用性，结合工业红外探测的特点，采取压缩仪器造价。降低生产成本并根据民用的要求，通过减小扫描速度来提高图像分辨率等措施逐渐发展到民用领域。六十年代中期，研制出第一套工业用的实时成像系统（THV），该系统由液氮致冷，110V电源电压供电，重约35公斤，因此使用中便携性很差，经过对仪器的几代改进，1986年研制的红外热像仪已无需液氮或高压气，而以热电方式致冷，可用电池供电；1988年推出的全功能热像仪，将温度的测量、修改、分析、图像采集、存储合于一体，重量小于7公斤，仪器的功能、精度和可靠性都得到了显著的提高。九十年代中期，美国首先研制成功由军用技术（FPA）转民用并商品化的新一红外热像仪（CCD）属焦平面阵列式结构的一种凝成像装置，技术功能更加先进，现场测温时只需对准目标摄取图像，并将上述信息存储到机内的PC卡上，即完成全部操作，各种参数的设定可回到室内用软件进行修改和分析数据，最后直接得出检测报告，由于技术的改进和结构的改变，取代了复杂的机械扫描，仪器重量已小于二公斤，使用中如同手持摄像机一样，单手即可方便地操作。如今，红外热成像系统已经在电力、消防、石化以及医疗等领域得到了广泛的应用。红外热像仪在世界经济的发展中正发挥着举足轻重的作用。2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1、主要内容:a.分析现有测温取样枪的实现原理确定本设计的基本外形尺寸及整机设计框架；b.根据设计技术要求设计相关部件，绘制组件简图； c.进行传动装置设计和结构设计，对传动装置滚子链、电机具体选型及电液推杆装置进行详细设计，利用三维绘图软件建立模型；技术指标：精炼炉测温取样枪的设计（取样枪长度7.2米，行程4.5米），包括测温取样枪的平台结构设计（平台总高度约8米）、测温取样枪传动系统设计（采用伺服电机和电液推杆驱动）。2.2、研究方案：测温取样装置应用于炉外精炼的RH真空处理的自动测温取样破渣装置。自动测温取样破渣装置,其特征在于它包括破渣枪、测温取样枪、固定底座、测温取样升降小车、破渣枪升降小车、枪架、破渣枪驱动装置、测温取样枪驱动装置、测温取样枪的上端部与测温取样升降小车固定连接,测温取样升降小车与测温取样枪驱动装置的链条固定连接;破渣枪的上端部与破渣枪升降小车固定连接,破渣枪升降小车与破渣枪驱动装置的链条固定连接;枪架由枪架旋转驱动装置与固定底座的上端相连,固定底座的下端与支撑结构平台固定连接。在设计中，测温取样枪的设计应具有钢水测温、取样、定氧及测渣功能，其测温长度可根据钢水在炉内高度的不同而进行调节。随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器，本文根据测温方式的不同故提出以下设计方案：方案一：电阻温度计测温装置分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260至600左右。方案二：温差电偶温度计：一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。这种温度计多用铜-康铜、铁-康铜、镍铭-康铜、金钴-铜、铂-铑等组成。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000的高温，有的能测接近绝对零度的低温。方案三：热电偶温度计：热电偶温度计是由两条不同金属连接着一个灵敏的电压计所组成。金属接点在不同的温度下，会在金属的两端产生不同的电位差。电位差非常微小，故需灵敏的电压计才能测得。由电压计的读数，便可知道温度为何。由于精炼炉测温取样装置测温头在高温环境中进行工作，且在测温时还需完成取样工作，所以在方案选择时需考虑所能检测最高温度的同时，还需考虑取样设备在测温环境中的工作条件，故本文选用方案三作为测温方式进行设计，设计测温取样枪的整体方案如图1所示：1-平台；2-测温枪；3-支架；4-运行小车；5-传动装置图1.设计方案总图3本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1、重点及难点:重点：根据设计要求绘制测温取样枪枪体，传动装置，运行小车，运行轨道，执行部件等重要机构的确定，并根据实际情况进行热交换计算，使所设计精炼炉测温取样枪具有较高的实用性及工程价值。难点：精炼炉测温取样枪是在高温环境中进行工作的，所设计部件在高温环境中部分须具有良好的耐高温能力，且温度具有瞬态温度和保持温度，对温度检测装置灵敏度具有较高要求。3.2、前期工作：（1）搜集并查阅了相关专业资料为后期的毕业设计做好充分的准备；（2）完成40t精炼炉测温取样枪设计设计的文献综述；（3）在网上查询40t精炼炉测温取样枪装置的原理及实现过程，初步了解其工作原理；（4）对拟定的方案进行建模准备。4完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）(1)第01-03周：查阅资料，了解工作原来及特点，完成基础知识的积累并撰写开题报告；(2018年11月15日-12月25日)(2)第04-06周:论证，深化方案具体实施步骤；（2018年12月26日-2019年1月27日）(3)第07-10周:细化具体方案设计，图纸绘制，准备中期答辩；（2019年1月28日-4月5日）(4)第11-15周:毕业论文，论文修改，准备毕业答辩；（2019年4月6日-2019年5月25日）。5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日参考文献1 刘玉芳. 炉外精炼炉测温取样装置的设计研究C/ 全国轧钢机及工业炉装备技术研讨会. 2007.2 董宏良, 王文涛. 济钢炉外精炼自动测温取样枪液压系统改进J. 山东冶金, 2003(S2):94-95.3 金洪廉, 金海林. 新型铁水预处理测温取样装置的研制J. 鞍钢技术, 2011(2):37-40.4 杜林. 钢包精炼炉合金化操作方式的改进J. 大型铸锻件, 2009(6):30-31.5 黄坤, 曹利, 曾孔庚,等. 机器人在LF炉测温取样系统上的成功应用C/ 中国计量协会冶金分会会. 2011.6 关永永, 苏磊, 蒋兴昌. 150t转炉副枪与人工测温取样对比分析J. 黑龙江冶金, 2015, 35(3):19-21.7 黄坤, 曹利, 曾孔庚,等. 机器人自动测温取样系统J. 自动化博览, 2010, 27(12):74-76.8 耿涛, 张海民. 济钢国产RH精炼炉装备的设计创新与应用J. 四川冶金, 2011, 33(2):43-45.9 朱辉. 模糊控制在钢水测温取样枪控制系统中的应用D. 2009.10 刘国元. 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