WJ083-武钢2炼钢250吨RH液压系统设计
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本科毕业论文开题报告 题目 ： 武钢 2炼钢 250吨 学 院 : 机械自动化学院 专 业 : 机械电子工程 学 号 : 201003133102 学生姓名 : 赵康 指导教师 : 黄浩 日 期 : 2014年 4 月 1 1 设计题目 ： 武 钢 2 炼钢 250吨 2 主要技术参数： 1、钢水及钢水罐重 250T；钢水车重 50T； 2、钢水车垂直位移 1500移比例控制； 3、钢水车横移 3000 4、钢包紧固油缸位移 250 5、系统最高工作压力约 30 3 课题设计的背景技术 空精炼技术产生于 50 年代末期。在近 30 年的时间里 ,功能和精炼的钢种范围不断扩大 ,发展成为多功能真空精炼技术 ,在炉外精炼中占主导地位。至今 ,全世界已有 100 余台。在西欧、日本、美国得到普遍推广 ,仅日本就有40 余台 ,1989 年 日本转炉钢真空精炼率达 新日铁大分厂、川崎制铁水岛厂已全量进行 践证明 ,空精炼技术是提高产品质量 ,降低成本 ,扩大品种 ,提高炼钢生产能力 ,保证连铸顺行 ,实现全连铸 ,优化炼钢生产工艺的重要手段。 随着钢铁工业的技术进步和迅猛发展 ,钢材市场的竞争不断增强。为了适应市场发展的需要 ,进一步提高钢材质量 ,国内各大钢铁企业 ,特别是急于拓宽钢种的企业在炼钢的设备和工艺处理方面逐步增加了一些二次精炼手段 ,炼装置就是其中的一种方法。它可以扩大可产钢种、提高生产效率、改善产品质量 ,以满足市场要 求。 空精炼装置由于其生产能力大 ,脱气效果好 ,钢水纯净度高等优点而被广泛应用 ,已成为现代化大型钢厂生产优质钢的首选精炼设备。 到 1992 年止 ,我国只有 10 台 备 (其中 3 台在机电部机械厂 ),除宝钢 武钢 2 号 备水平较高外 ,其余的水平较低 ,功能有限。 从钢铁工业发展来看 ,炉外精炼已成为炼钢生产不可缺少的重要工序 ,铁水预处理 转炉复合吹炼 炼 (炉外精炼 ) 连铸是现代炼钢厂的最佳工艺流程。而我国 及率很低 ,1990 年全国冶金系统不包括吹氩、喂丝的钢水精炼比为 其中电炉钢 转炉、平炉钢精炼比 真空精炼比仅 预计未来 5 10 年里 ,将有 7 10 家企业采用 空精炼技术。 日本川崎钢铁公司 1988 年开发成功的 术将 术发展推向一个新阶段。在三年多的时间里已发展到 10 台 ,并已有几个国家表明准备新建或在原 采用 术 ,到 1997 年止已建成 31 台 功能真空精炼 2 炉， 功能真空精炼是 90 年代炉外精炼的一种新工艺。它除具有常规 气、脱 C、去除夹杂、均匀和调整钢液成分外 ,还有如下功能 : (1)加速脱碳反 应； (2)热补偿； (3)吹氧加 温； (4)喷粉脱硫 由于有以上功能 ,消化吸收和开发应用该项技术对满足高质量钢需求的增长和降低生产成本、提高生产效率具有重要意义。 1992 年冶金部批复了武汉钢铁 (集团 )公司委托武汉钢铁设计研究院编制的国家重大引进技术消化吸收项目技术开发可行性研究报告 ,同年 10 月 ,在国家经贸委和冶金部的组织下 ,武钢作为总承包单位与参加 功能真空精炼技术开发的 12 个单位分别签订了专项合同 ,并批复了武钢第二炼钢厂 1 号 。此后 ,武汉钢铁 (集团 )公司与武汉钢铁设计研究院、西安重型机器厂、西安冶金机械厂、北京冶金液压机械厂、冶金部钢铁研究总院、冶金部自动化研究院、北京冶金设备研究院、北京科技大学、上海大学、东北大学、武汉冶金科技大学等单位共同承担了 功能真空精炼技术项目 ,并着手在武钢第二炼钢厂炼钢车间建成 1 号 外精炼炉。 自从同国家主管部门签订专项合同以来 ,在冶金工业部、机械部的组织和领导下 ,武钢把这项工作列为公司的重点科技开发项目 ,进行了认真组织、协调和落实 ,在各开发单位的共同努力下 ,为全面按合同 完成开发任务做了大量的工作 ,并完成了开发合同规定的主要任务。在武钢二炼钢厂建成了 1 号 功能真空精炼炉 ,并投入了正常运转。 4武钢二炼钢厂及 1号 武钢二炼钢厂现有 1台 座 902台 4台弧型单流板坯连铸机以及钢包吹 生产能力 240万 t,主要生产硅钢、深冲钢、涂层钢等优质冷轧薄板。 新 1号 0万 t,钢水容量 80t,循环速率为 30t/空泵的抽气能力为 400kg/h。主要 处理硅钢、深冲钢等超低碳、高质量钢种。 功能真空精炼炉的构成 (即新 1 号 号 其主要设备布置在过渡跨 ,辅助作业布置在模注跨。主控室、电器室布置在过渡跨的 台上。地面布置有插入管烘烤装置、液压室及各种车辆等设备。 3 功能真空精炼炉采用双真空室平移式配有水冷弯头及其运输车 ,在车上装有煤气烘烤。 蒸汽喷射泵系统由 6级蒸汽喷射泵和三级辅助真空泵、 5级冷凝器、真空滑阀、气冷器、伸缩接头等组成。 铁合金系统由上料系统和加料系 统组成。上料系统包括运送皮带和 18 个高位料仓 ;加料系统由 3个称量斗、 2个真空料斗和 3个加料电振组成。 枪升降装置、密封装置、贮粉罐、输送罐、喷吹罐等设备组成。 过程检测和控制系统主要由基础自动化和计算计控制系统组成。基础自动化配有 3 台 155U 型和三台 115U 型 算机系统主要由 400 255及软件所组成。 此外还有钢包车及运输系统、钢包液压顶升系统、插入管喷补系统、 样测温及风动送样系统等。 5 武钢 功能真空精 炼炉冶金效果 1997年 10月 16日 ,武钢二炼钢厂 投产以来已处理 2000 余炉钢 ,其中 ,有冷轧取向硅钢、无取向硅钢、冷轧薄板等 30 种钢 ,1998年 6月达到了设计的生产能力月处理钢水 563炉。 吹氧和喷粉采用同一支顶枪 ,理低碳和超低碳钢 ,理低硫钢 ,根据过程温度需要 ,用铝热法对钢水升温。通过真空环流使成分和温度均匀化 ,处理后的钢水经连铸成板坯。 功能真空脱碳的效果 在 空顶吹氧技术 ,从两个方面对 (1)提高脱碳 速度 ,缩短 空脱碳时间 空脱碳按如下反应进行 : C + O 经过脱碳反应 ,可以使 C降到 20 10代转炉吹炼终点碳 ,钢含氧量足够脱碳反应的需要 ,并有剩余。决定真空脱碳反应速度的主要因素是钢中碳的传递速度 ,从这个角度来说是不需要吹入氧气来促进碳氧反应的。利用 空精炼炉进行自然脱碳 ,经过 13 17脱碳 ,可以达到降碳的目的。 对 空吹氧技术给真空脱碳的反应的影响进行研究结果表明 :在真空脱碳的反应初期 ,真空度低 ,气体传质阻力大 ,这时经 枪供氧 ,可以有效地促进脱碳反应 ,提高脱碳速度。 (2)提高 转炉冶炼时为防止钢水过氧化 ,提高转炉终点含碳量 ,按照 C O 平衡原理 ,钢中含氧量随之减少 ,不能充分满足真空脱碳反应的需要。在这种情况下 , O 4 的传质速度就成了 空脱碳反应的决定因素 ,经 给氧气 ,就可以有效地防止脱碳速度的下降。采用 就可以较大幅度地提高 即转炉吹炼终点的碳含量 ,一般可以提高 200 10上 ,这主要取决于各个钢厂转炉、 铸机的生产周期 的相互配合关系。若转炉、连铸机的生产周期允许 ,则转炉吹炼终点的碳含量可以提高到 700 10 热补偿能力 功能真空精炼过程的热补偿能力是 主要冶金功能之一。因采用 术 ,可以使转炉出钢温度下降 ,防止 空室内结瘤 ,并在 脱硫 采用 粉剂脱硫 ,处理普碳钢时 ,脱硫效率随粉剂用量增加而增大。在初始硫含量 190 10件下 ,喷吹 t 粉剂获得 47%的脱硫效率 ,改善了以往常规 统概述 统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。 钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。当真空槽抽真空时，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内 (真空槽内大约 可使钢水上升 度 )。与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。由于上升 管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生了一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。 经 理的钢水优点明显 :合金基本不与炉渣反应，合金直接加入钢水之中，收得率高 ;钢水能快速均匀混合 ;合金成分可控制在狭窄的范围之内 ;气体含量低，夹杂物少，钢水纯净度高 ;还可以用顶枪进行化学升温的温度调整，为连铸机提供流动性好、纯净度高、符合浇铸温度的钢水，以利于连铸生产的多炉连浇。 7 压系统设计 备用途 在 炼装置中 ,包升降液压系统是其中一个重要的组成部分。 包升降液压系统是用于在真空处理位 ,通过顶升钢包台车或框架来升降盛有钢水 5 的钢包 ,使 空槽浸渍管插入钢水液面下一定深度后进行真空脱气的处理系统 ;待钢水处理结束后 ,再将钢包台车降到钢包台车轨道上 ,其运行的稳定性和可靠性直接影响吹氧脱硫工序的正常进行。 要设备组成及其功能描述 包升降系统由顶升框架和钢包升降液压系统组成。顶升框架安装在 顶升框架沿导轨由钢包顶升液压缸驱动其上 下运动 ,从而实现对钢包台车上盛有钢水的钢包进行顶升动作。 1)升降缸 包升降缸采用柱塞缸结构 ,钢包顶升的负载一般为 400 600t,空处理时为了保证顶升的钢包高度保持不变 ,在进入顶升液压缸前主管路上设有液控单向阀 (即液压锁 ),确保钢包高度保持恒定 ,并实现高度安全。 2)供液压传动和控制。主要由油箱、主泵装置、控制系统 ,循环过滤冷却装置及控制阀台等组成。 本系统的主泵采用轴向柱塞泵 ,钢包上升时 ,主泵处于泵状态 ,此时电机驱动主泵向升降 缸提供压力油驱动钢包上升 ;下降状态时 ,主泵处于马达状态 ,钢包等顶升负载的重力作用使油液产生压力驱动处于马达状态的主泵旋转 ,此时主泵电机处于发电状态 ,产生反扭转以平衡钢包下降重力的作用。钢包的上升、下降及速度控制由控制系统和控制阀块完成。 另外针对紧急事故状态 ,因此设置手动阀台 ,安装在主控室旁边 ,方便操作人员在事故或检修状态下 ,手动操作放下钢包。 3)液压系统的设计主要包括两个方面 :一是根据设备类型、载荷大小来确定钢包顶升液压缸的规格与系统工作压力 ;二是对液压系统的流量进行计算 ,为液压产品 的选型提供数据参考。 系统工作压力由设备类型 ,载荷大小、结构要求确定。工作压力高 ,结构紧凑 ,重量轻 ,是现在液压的发展方向 ,但由于压力选的过高 ,对泵、缸、阀等液压元件的材质、密封、制造精度等要求也提高 ,必然提高设备成本。 p=4F/式中 p 液压系统工作压力 , 液压缸承受载荷 ,t 6 D 液压缸最大内径 ,mm 选用合适的液压泵型号和数量。 Q=D 2V/4 式中 Q 液压缸工作时的最大流量 ,L/ 液压缸最大内径 , 液压缸工作时的最大速度 ,m/s 柱塞泵的效率一般选 择电机 4)由主控 室由 主操作台上操作。 由于 压系统相对一般的液压系统比较复杂。因此液压系统的启动必须严格按照一定的顺序。设备开启时 ,首先打开循环冷却过滤系统对油箱的油液进行过滤冷却 ,然后开启控制泵 ,随后再顺序开启各主泵 ,待系统压力达到正常工作压力后 ,才允 许进行钢包顶升。 在钢包下降过程中 ,有关电磁阀的带电也必须按照一定的顺序 ,否则由于不能打开液控单向阀而导致钢包无法下降。 进度安排： 1.
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