硅谷杂志杨占凯：转底炉功率设计 |
| 2012-10-29 17:31 作者：杨占凯 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月29日讯】据《科技与生活》杂志2012年第16期刊文称，对直接还原铁转底炉功能和结构进行介绍，针对影响转底炉平稳运行的驱动装置及其功率验算进行说明，并通过计算验证功率设计的正确性。
关键词：直接还原铁；转底炉；功率；传动形式；摩擦力
0引言
转底炉始于轧钢的环形加热炉，近些年用于钢铁厂含铅锌粉尘的处理，生产海绵铁和回收有色金属，受到各大钢铁厂及大专院校的重视。转底炉用煤为还原剂国内已建设多套，龙蟒、攀钢、日钢处理钒钛磁铁矿，马钢、莱钢处理含铅锌尘泥。通过国内转底炉的不断改造技术已经趋于成熟。本文针对俄罗斯年产10万吨煤基直接还原工艺的转底炉，进行了功率计算。转底炉所用原料品位为50%~70%铁精粉和贫煤做还原剂，铁精粉和煤粉经过混合、压球、预干燥，通过布料器均匀铺在转底炉炉底。球团经过预热区、加热区、还原区、均热区发生还原反应，通过螺旋排出经过冷却、渣铁分离得到品位92%~98%的珠状铁粒，该工艺能直接用粉矿和煤粉，投资少、成本低、产品质量高、环保友好等优点，产品珠铁代替废钢用于转炉炼钢，杂质低适用于炼制特种钢。
1转底炉的主要组成
转底炉主要由炉底、侧壁、定心辊、支承辊、驱动、布料、排料及燃烧系统等组成。炉底把合轨道通过支承辊支撑转动，内圈通过定心辊中心定位实现炉底旋转，旋转的炉底、侧壁、顶盖构成环形加热炉膛，炉膛内壁由耐火材料砌筑并装有加热烧嘴。旋转炉底与侧壁间的空隙部位，采用水封，防止热量外泄并保持一定的炉压。转底炉采用两套传动系统，每套传动系统包含电机、减速、联轴器、小齿轮，驱动把合在炉底上的大齿轮旋转。
1.炉底2.定心辊3.支承辊4齿圈5.减速机6.电机
2功率计算
影响功率因素有摩擦、润滑、粘料、制造及安装精度等多方面因素，本文从摩擦阻力这个主要因素进行功率计算。
主要存在支撑辊的摩擦力，定心辊的摩擦力两个方面的作用力。
2.1转底炉的技术参数：
1）炉底旋转部分总重/t：G=470；2）定心辊：弹簧安装预压力/kg：P1=19200；辊子直径/cm：r2=12.5；辊子轴颈/mm：d2=7；3）支承辊：辊子半径/mm：r1=20；辊子轴径/mm：d1=7.5；4）齿圈：受力半径/cm：Rc=1008；旋转速度/r•h-1：5；5）减速机6）电机，其他参数炉底中环半径/cm：Ra=915；定心辊处半径/cm：Rb=915；传动效率/%：η=0.7。
2.2支承辊的摩擦阻力
Pa==4124.25（kg）
式中：G-炉底旋转部分总重，包含最大装料量、砌砖及金属结构重（kg），r1-支承辊半径（mm），d1-支承辊轴径（mm），f-支撑辊与轨道之间滚动摩擦系数，取0.04~0.06，μ-轴承摩擦系数，滑动轴承取0.1，滚动轴承取0.015-0.02，β-考虑支撑轨弯曲阻力系数，取1.1~1.3。
2.3定心辊的摩擦阻力
Pb==199.68（kg）
式中：P1-定心辊对定心轨的压力总和，按定心辊弹簧安装预压力计算（kg），r2-定心辊辊子半径（cm），d2-定心辊轴径（cm）。
2.4齿圈处的推力
F==3922.87（kg）
式中：Ra-齿圈支承轨的平均半径，（cm），Rb-定心轨道半径（cm），Rc-齿圈的受力半径（cm）。
2.5机械传动时电机的功率
N==4.8（kW）
式中：υ-齿圈处的圆周速度，（m/s），η-传动机构的传动效率。
综上所述，对转底炉的功率进行了计算，但考虑低速重载，安装精度等因素在选取电机时安全系数要偏高一些，故设计电机型号为：YVP160M2-6，功率：7.5kW，转速：1000r/min，电压380V。
3结论
转底炉的关键受力点驱动直接影响转底炉的运转、作业率及经济效益，通过验证该设计计算是正确的。电动机除了满足功率、转速条件外，还必须适应炉子本身的热辐射的影响，因此传动设计要尽量远离炉体及增加隔热板等措施，实现转底炉的安全连续平稳的运转。
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