铸铁机设计开题报告

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321开题报告1.铸铁机前的铁水运输铸铁机是为了将铁水连续铸造成铁块而设置的。在高炉车间出铁场上由铁水罐车或混铁车贮存的铁水经铁路运到铸铁机前的前方支柱旁以备浇注。国内高炉铁水的运输设备大部分采用铁水罐车，它是由梨形的铁水罐和承载车二部分组成。它的走行是靠机车头的牵引，它的吊装与倾翻是由专用的起重机来操作的。国内常用的有65吨铁水罐车、ZT1001型铁水罐车、ZT1401型铁水罐车。65吨铁水罐车的铁水罐容量为65吨椭载时罐体总重86吨，罐体中之耐火砖重10吨，车架总重175吨。ZT1001型铁水罐车队铁水罐容量为100吨，满载时罐体总重128吨，罐体中之耐火砖重143吨，车架总重22吨。ZT140l型铁水罐车的铁水罐容量140吨，满载时罐体总重171吨，罐体中之耐火砖重16.5吨，车架总重28.5吨。这三种铁水罐车负载时的最大运行速度为20千米小时，在道岔处允许最大运行速度10千米小时，铁道轨距1435毫米。在现代化的大型高炉车间里，生产的铁水量很大，铁水罐已不能满足运输的要求，因而改用混铁车来完成运输和贮藏铁水的工作。它较之铁水罐车有以下优点：1)容量大，使运输和周转减少，注入和倾出铁水方便，可提高生产率；2)铁水在罐中的保温性能好，使铁水的保温时间得到延长，利于调度；3)减少了罐口结瘤、结壳的铁水损耗，也减少了罐子的清理和维修的工作量；4)对铁水还起到了调配混匀的作用。国内最新采用的320吨混铁车。320吨混铁车它是由雪茄式混铁罐、承载车和倾翻机构三大部分组成的。雪茄式混铁罐是由二边对称的截头圆锥与中间圆柱体组成的锥简形罐体，可绕中心偏上70毫米的回转轴转动，这是为了使罐体与铁水的合成重心落在回转中心的下方。它保证了罐体的稳定，不会发生自行倾翻的事故，即使在倾翻时发生停电事故，重心也可使罐体自行复位。承载车由16组轮对组成，每四组轮对组成一个小回转架，每八组轮对组成个大回转架，弓形大车架就支承在二个大回转架上，承载车全长258米。倾翻机构有二种速度，在铸铁时采用低速倾翻，倾翻速度为0.015一0.0015转分；在炼钢车间倾倒铁水时采用高速倾翻，倾翻速度为0.15转分。它的传动方式采用双电机行星齿轮减速器，低速时采用直流电机可调速驱动，高速时采用直流、交流双电机同时驱动。由于混铁车的回转中心与空罐或满罐时的合成重心相接近，故它的倾翻力矩大大低于铁水罐车，它的倾翻力矩为55吨力米，倾翻电机功率低速时为15千瓦，高速时为11千亿。它的供电方式为插销式，插座设在车端部，插销设在翻罐操作处。该车新罐时可装320吨铁水，后期罐可装370吨铁水，空车自重260吨，车辆的走行由机车头牵引，走行速度为815千米小时，轨距为1435毫米，钢轨为60公斤米，混铁车轮轴的承载为40吨轴。2. 工艺要求和设备选型 铸铁机是为了将铁水连续铸造成铁块而设置的。当铁水内铁水罐车经铁路运至铸铁机前的前方支柱旁时，这时由铁水罐翻罐卷扬的吊钩将铁水罐的下部吊耳吊起，并使其支爪搭在前方支柱的支承轴上，此时吊钩提升渐渐倾翻铁水罐，铁水经流铁槽流入铸铁机的二排铸铁模内。当铁水由混铁车经铁路运至铸铁机前时，则不需要前方支柱，可直接驱动混铁车的倾翻机构，使罐内铁水徐徐注入到流铁槽内，再经流铁槽流入铸铁机的二排铸铁模内。铸铁模内铁块随着传动链的运行而逐渐被冷却，直至到链带的终端，这时凝固的铸铁块翻落在卸料槽中，沿槽壁沿入收集车内。当传动链返回时，在铸铁机的下部设有喷灰装置，可将石灰浆喷洒在铸铁模上，以防铸造时铁水与模子发生粘连，每台铸铁机均设有二条传动链，同时运转工作。对铸铁机的设计要求有：1)在浇铸过程中应尽量减少铁水的飞溅损失和防止铁水从铸铁模中溢出的损失，高铁水收得率，并应保证铸铁块的质量。2)加强铁水在铸铁模中的冷却速度，缩短铸铁块的冷却时间，可以提高铸铁机生产率，并降低设备重量。3)提高铸铁机设备的零件寿命，减少设备故障，选择经济有效的设备结构形式。4)减轻设备重员，提高机械化程度，尽力降低铸造每吨生铁所消耗的备件重量，并应降低单位重量备件所需的加工台时值。为了减少铁水在浇铸时的飞溅损失，在铁水罐的浇注口下设有流铁槽。为了减低铁水流的落差，流铁槽的底面坡度一般为3%， 流铁槽的出口和铸铁模之间的落差应尽量小，一般都不超过50毫米，铁水流应呈薄而宽的瀑布状注入铁模，这样可减少铁水的飞溅损失和铁流对铸铁模的冲刷。国内现在采用的铸铁机共有二种型式，滚轮移动式和滚轮固定式。 这两种型式的铸铁机都采用铸铁模平行排列、相互塔接方式，模子二端与两边的链条联结，组成一条封闭循环的运输带。链带的前部为浇铸部分，有的设有5米长并与水平组成10一14倾角的浇铸链带，这样在较大倾角的链带上，铁水能更好地越过各铸铁模的搭接口均匀充满各模子，链带的其余部分倾角为6一10左右，这样可防止运行时铁水从模子中溢出造成损耗。在链带的前部还设有可调节链带张紧的装置，当链带销孔磨损时可调节张紧力；当链节需要更换时，应放松张紧装置。在链带的后部，还设有铸铁块的抛卸装置。它用锤子不断敲击端部模子里的铁块，使其脱落铸铁模落入溜槽内。铸铁机的产量，取决于单位时间内铸造出的铁块量。因此铸铁机的产量与链带的运行速度成正比。当提高了链带速度时，往往可使铸铁块在脱莫时还不能很好地冷却下来。其解决办法处采用加长链带的长度或采取喷水强迫冷却等措施。喷水冷却装置都设在链带的中后部，喷水量应先小后入，逐步增加。以免会影响铸铁块的表面质量。当铸铁机链带长度与冷却条件固定时，铸铁机的产量实际上决定于铸铁块在该条件下凝团所需的时间，并且可依凝固所需的时间计算出最高产量时的链带速度值。实际生产证明：滚轮移动式和滚轮固定式的铸铁机都能满足生产要求。它们各有优缺点，滚轮移动式因滚轮随链带移动，由于滚轮与链带加工较粗糙，滚轮在工作肘往往容易掉道，并且在轮轴处温度变化很大。当注入铁水时，铁水温度为12501300c，卸料时铁块温度为500一600c。因此滚轮轴承与链条的轴销处在高温辐射下，润滑困难，磨损很快，许多厂矿都采用人工注油，每班一次。为了改善滚轮的工作条件，设计了滚轮固定式的结构，由于将滚轮固定在基础两上，滚轮可采用滚动轴承干油集中润滑，滚轮的工作条件得以改善，链条则支承在滚轮上移动，链片的底面成为工作面，因此链片的上下两面都必需加工平整，这样就增加了链片的加工量。为了适当减少支承链带的滚轮数量，链带的节距也比滚轮移动式增加了一倍。滚轮移动式为每个链节设了一个铸铁模。滚轮固定式为每个链节设二个铸铁模，这样链板的外形尺寸和重量都较滚轮移动式增大了。由于两个铸铁模都固定在一个链节上，工作时受热应力和变形的影响，滚轮固定式链片与铸铁模的连接处容易破坏，铸铁模的使用寿命也较滚轮移动式为低，此外滚轮固定式设备重量大，零件的加工量较多，但是使用中滚轮固定式的维修工作量少，使用周期长，事故也较少，当更换备品时所需的加工量较大。国内各厂滚轮移动式和滚轮固定式都有采用，工艺流程的布置大致相同。国内各铸铁机的链带首尾链轮的距离为30一60米长，链带运行速度为612米分，最高可达15米分。上部工作部分链带倾斜角为6一10左右。链轮的节圆直径滚轮移动式为1000一1200毫米，滚轮固定式为1500一2000毫米。相邻两铁模间的小心距为280一305毫米。铸铁块的重量为2535公斤左右。链带轨道中心距为870l000毫米。最近国内许多厂都开始生产小块铸铁块，颇受用户欢迎。它的优点是： 1)小块铁在再熔化时可较大块铁节省焦炭约5%以上；2)搬运、装卸方便，使用时不需要再破碎。这是一种新的发展趋势。过去由于铸铁块块度大，冷却成型需要校长的时间，因此铸铁机一般都设计得很长，产量较大的铸铁机最长可达60米以上，设备重量也很大。如果采用小块铸铁，铁块的厚度减小。在同样产量时，冷却面积将大大增加，因此成型需要的时间可大为缩短。这样当产量不变，链带速度相同时，所需的链带长度将可大大缩短。当链长不变时，可大大提高链带的运行进度。小块铁用的铸铁模。它是每模六小块，每小块重3545公斤，铁模材料用HT2547制造，每次铁模内浇铸铁水2l一27公斤。当采用小块铁铸铁模生产时由于小块铁散热面大，冷却快并且铸铁模的周转周期短，相应的铸模温度比大块铁模要高。在相同的冷却条件下，大块铁模在回程时的温度约为100c，而小块铁模温度可达200c，因而必须加强小块铁模的冷却措施。为了提高小块铁模的使用寿命，一般都选用厚度大的铸铁模或铸钢模。为了能保证顺利脱模，应适当增加喷浆的浓度。根据使用单位介绍，以小块铁为原料的化铁炉，可获得以下有利条件：1)铁水温度可提高40c，最高可达1400C左右；2)熔铁时间可缩短，可提高日产量20%左右；3)可节省焦炭5%左右；4)由于铁水温度提高，合金元素Si，Mn烧损可大为减小；5)由于铁水温度提高，铸件废品率可降低30左右。3.铸铁机的发展铸造用的生铁和炼钢用的生铁要铸成种达20公斤的铁块。在中国常遇到的一些旧高炉车间里就在浇铸场的砂型里铸造铁块；铸完以后将凝固了的铁块打开并将他们收集起来。为了达到这个目的，常采用造型和收集的设备。这种方法的生产率很低的。随着高炉生产的发展，开始采用带有活动铸铁斗的铸铁机。带有铸铁斗的转动台（图1.1）是这种铸铁机最早的构造之一。随着台的转动铁水在铸铁斗中凝固，然后落在车皮上。这种机器很笨重，因此没有得到发展。图1.1 带有铸铁斗的转动台后来在美国出现了带式铸铁机，这种铸铁机在欧洲和苏联也得到了广泛应用。第一架 铸铁机是尤林克铸铁机（ ），它的出现在1983年，由两条互相平行而倾斜的带子组成，带子附有铸铁斗，为了冷却铁块起见在铸铁斗后面装有板式运输机。带子速度为3.9公尺/分。运输机的水平部分穿过存有水的槽；其后面向上倾斜部分把铁块运到车皮中。在链带无载的一边喷上石灰水以防止铁水和斗粘上。铸铁机很长，约70公尺；板式运输机要求装设很长的传动轴，这些都使装置变得很复杂化。在后来的构造中板式运输机被取消了；而后来用水浇洒铸铁斗来进行必要的冷却。起初机器是用带有行走滚子的链条传动，后来将它简化，改用链条沿着固定的轮子移动。不过这样的简化在最初的第一种构造中并没有什么益处，因为在那里链条的跳动常把铁水弄出，只是在过了很长时间以后，这种构造才被乌拉尔重型机器制造厂改进而采用。现在来叙述一下目前采用的新式铸铁机。“大卡恩雷斯”和密大利斯脱“工厂的铸铁机。这种铸铁机每昼夜产量为1200吨。这种装置和装在车间附近的旧装置不一样，它是装在车间以外单独的厂房里。有专供铁水罐将铁水到入铸铁机和进行铁水罐修理工作的厂房，在那里有铁路通过；分为：铸铁机的厂房和耐火材料仓库。铸铁块仓库就在铸铁机旁边。在准备工段里有起重机和倾翻卷扬机，起重机的起重量为75/15吨；铸完铁块以后起重机用来清除铁水罐中的废铁和渣；清扫厂房，修理铁水罐，清除大渣块，并当倾翻卷扬机损坏时还来代替它的工作。每一铸铁机都放在一个单独的跨间里。在厂房里有倾翻铁水罐时用的台柱，及铸铁部分用的露天工作平台，工作平台旁边有铸铁工人室和司机室，司机室内有铸铁机操纵台。通往铸铁带张紧装置去的通道必须宽畅；从机器下面清除碎铁必须很方便。地面和铸铁带下面部分之间的距离（考虑到有铸铁斗）必须不小于500厘米。铸铁带的过道是一有钢筋混凝土地面的封闭长廊，铸铁带的二边留有宽10002000厘米的通道。轨道和通道地面之间有250300厘米的距离，以便于从铸铁带下面取出碎铁来。通道墙上盖有曲形铁板。窗上有活动百叶窗。在顶上有引出蒸汽的天窗。厂房的铸铁路上装有拉铁和小车的绞盘，为了能不用机车来调度铁水罐和小车。绞盘是一带有平滑垂直滚筒的绞车，在绞车出来的绳子上带有几个抓子来拉动车辆。这是最好用循环绳索的绞盘。在大多数工厂里修理铁水罐的地方直接就在铸铁机旁边，这里有砌砖用的坑，烘干铁水罐的活动装置，加工车间和混凝土车间，还有起重量75吨的吊铁水罐的起重机。铸铁机由二条循环的带组成铸铁用的链带。每一条带是由二条链条及链条上的铸铁斗组成，铸铁斗组成，铸铁斗之间相互紧靠在一起。铸铁斗本身也是铸铁制成的。每一铸铁斗能装4550公斤铁水。链条绕在链轮上，主动链轮放在卸载的一端，它们支流电动机（40千瓦，6001000转/分钟）或交流电动机（20.5千瓦，速度不变）通过四级圆柱齿轮组成的减速器和安全连轴节带动。当一个电动机坏了的时候，连轴节就将链轮轴连接起来，使得第二架电动机能同时带动二条铸铁带，铸铁带统一操纵室操纵，操纵室就在铸铁机浇铸部分的旁边。张力装置的螺丝可以使头部轴承移动，而移动头部轴承就可调节带的张力大小（图1.2）。链带轴的水平距离为43公尺;带长为90280厘米；一根带上的铸铁斗数目为296个；滚子间的距离为305厘米。导轨的末端部分是弯曲的，使得带的滚子能很平稳地从轨道上过到链轮上去。轨道的下面部分有5公尺长是和水平线成14的角度。这样使浇铸时液体生铁在铸铁斗里分布得均匀。铸铁带其他部分的倾斜角度为6。液体生铁经过浇铸槽到二边的铸铁带上，浇铸槽是由一个四角形的漏斗，中间延长部分（其轴线和铸铁机的轴线平行）以及二根直角形的支槽组成。槽的各部分都涂有耐火泥,上面还有砂子。图1.2 链子张力装置流铁槽能使铁水直接注在铸铁斗的整个表面上（这样使铸铁斗磨损得均匀些）。铸铁斗和铸铁槽之间的空隙不能超过50厘米。在某些情况下，在卸铁块的一面装有抛卸装置（），表示在图1.3上，它对铁块的落下起着某些阻挡作用。由于弹簧发热，有时失去弹性，因此这种装置工作得不好，它会卡住铁块，而这样就会使铸铁带发生撞击。图1.3抛卸装置在卸铁块的一边还装有固定槽，在固定槽下面有用绳轮带动而绕横轴转动的槽，这些槽上必须盖有用钢轨做的铺板或锰钢制的孔板台柱的用途是（图1.4）在倾斜铁水罐时使口的移动减到最小。如果流槽直接放在铸口之下的话，则可避免铁水的喷溅。台柱可以是铸铁的，亦可用钢板焊接成。它们的尺寸根据铁水罐方面传来的力来计算。下面研究一下铸铁机的零件。老式链条的部件（图1.5）是由二金属片组成，每一部分和其上面的连接板铸成一个整体，但留有一孔以供螺栓与铸铁斗凸耳固定之用。这种有一片金属片坏了就要换去整个部件。在部件的槽中放有连接板5，铸铁斗的凸耳6用螺栓固定在它们上面（因此，二个部件和一块连接板像铸成整体一样）。连接板5被焊接在其上面的筋7上，连接板8和开口销9固定着。保护板10的作用事使铁水不致溅入部件和轮子之间。老式链轮是制成整体的，这样也很不方便，因为如果一个齿磨损以后，必须将整个链轮图1.4 铸铁机的台柱图1.5 老式链条部件换去。新式链轮是合成的，它由铸铁圆盘和钢齿圈组成，尺圈由一些弓形片组成，它们通过螺栓固定在圆盘上，而且更换它们时不需要将铸铁带卸下。在铸铁机链带的上方有冷却装置（图1.6），其中第一冷却系统由二个直径为43公尺的输水管和一个（中间的）直径为51厘米的管子组成，后者将水输送到冷却系统去。图1.6 冷却水的管路系统1冷却装铁水的铸铁斗；2冷却后部；3冷却前部输送管的下部有许多直径为1.53厘米的小孔，他们分布成布棋式，水就通过这些小孔射在铸铁斗上。在离张紧链轮1/3带长度的地方开始洒水。铁块冷却到600左右从铸铁带上落下，经过落槽落到平板车上。在每一铁路线上都有六个喷水头用来进行再次冷却.图1.6机器前部轨道的冷却倾斜的保护板和轨道也都要冷却。在图1.6上表现的是轨道冷却方法之一，图中符号：1固定在轨道上的板；2用水冷却的孔腔。水通过专门的支管进入备制石灰水的房间内。铸铁机上水的总消耗量大约是每一吨生铁需要1.52立方公尺水。喷石灰水装置就在铸铁带的下面，这是一个紧靠在轨道上的水箱，水箱上有喷射器和清洁用的孔（图1.7）喷射器锥体的下面放在有石灰溶剂的箱中。图1.7 喷石灰液的喷嘴蒸汽通过里面的管子，从喷嘴出来，同时把石灰液也带了出来，石灰液再进入锥形喷嘴的环形槽中去，然后被喷出来，喷成扇形，这时在喷口上面通过的翻倒过来的铸铁斗内表面就溅满可石灰水。每一条带下面有三个喷口。石灰液在一间单独的房子里制造，表示在图1.8上，石灰从铁路上运来倒在容积20吨的钢筋混凝土料仓里，然后用提升机将石灰从这一料仓送往另一料仓（是铁制的，在上面），随后再送往混料箱，混料箱里有一混料器，它用轮叶将石灰和水混在一起。提升机和混料器由功率为4.5千瓦，n1400转/分的电动机带动。石灰溶液从混料箱经过管子进入放有喷射装置的水箱内，这种水箱在上面已经叙述过了。往铸铁斗上喷石灰水的目的是使铁块不致黏在料斗上面。希连珂指出最好用喷射枪（在喷涂铁水罐时用的）来代替上述装置，因为它可以使料斗上图上比较厚的一层石灰液（达2公分）。铁水车将铁水送往铸铁机，为了使支撑凸耳12对准台柱，因此铁水车停下时必须使铁水罐的中心和铸铁机轴线重合，然后，铸铁带开始走动，同时，利用图1.8准备石灰液倾翻卷扬机或起重机使铁水罐慢慢地倾翻，铁水经过受料漏斗立即流在二条带上。带的运动速度612公尺/分，有时达到15公尺/分，这样就要加强冷却。铸铁斗（图1.9）必须制成这样：即每一铸铁斗的边缘1必须盖住前一铸铁斗的边缘2。如果铸铁斗装得太满（铁水超出aa面）的话，铁水就会流到下面的铸铁斗中去。其余的边缘都比这水平高，而边缘1的形状是带有边缘3的槽，边缘3插在前一铸铁斗的侧边缘4之间。当铸铁斗从斜度14（铸铁机尾部之处）转到6时，铁水表面的位置为（bb）。图1.9 铸铁斗的铸铁斗铸铁斗的斗体内部铸入一些圆的钢棒5。它们用来使裂开的铸铁斗不致断开。铸铁斗用下列材料制成：a)珠光体铸铁，成份：C3.53.6%；Si1.82.0%；Mn0.81.0；用砂型铸造（不是用铁模）；b)铸铁，高铬铸铁，铬锰铸铁，铬铜铸铁，含铅铸铁；c)退火后的铸钢。如果要得到平滑的平面，铸铁斗最好是用软钢冲压制成。为了减少磨损起见，小轴用轧制钢材制成，它的成份为：C0.45%；Si0.19%；Mn0.6%；Cr0.58%；Ni0.12%；P0.014%；S0.02；小轴放在830850的油里淬火，淬火后，用大约400500的温度回火，小轴的硬度350H。链条的金属板和滚子用“加脱非力特”锰钢（ ）制成，成分如下：