刘正超-科普论文

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1、1密闭电石炉环行加料机结构分析计算人连重工•起重集团有限公司设计研究院李晓桐摘要：阐述了密闭电石炉环行加料机装置的结构特点，重点对其主要工作参数进行了力学计算，并对气动机构进行了优化设计，使环形加料机部件选型更加合理，运行可靠稳定。关键词：密闭电石炉；环行加料机；参数计算；优化设计1引言电右炉是生产屯石的一种冶炼设备，通常采用埋弧方式，其特点为用碳质（或镁质）耐火材料作炉衬，使用自焙电极，电极插入炉料里实行埋弧操作,陆续加料，间歇式岀炉（出渣），连续式作业。电石炉工作流程如图1所示。O图1电石炉工作涼程1-石灰焦炭来自配料站2.炉頂tn料胶带输送机3•环

2、形加料机4.电极赫电极壳5.电极拄&炉頂料仓7.电石炉8•净炉气烟道9.岀炉席罩及烟道10•岀炉挡屏1】.荒炉气烟囱12.厂房排烟自囱13.烧穿装置及悬挂轨道14•炉辰风冷装■15.出炉烟气除尘系统16.出炉排烟机】7.炉第排抵烟囱密闭电石炉是指电石生产的电化学反应在密闭的容器中进行。由于炉内隔绝了空气，其反应生成的CO气体不会在料面上发生燃烧反应，故此炉型较以往电炉在操作环境、设备使用寿命及自动化程度等方面显示出很大优越性。坏形加料机是密闭电石炉生产屮的一个垂要组成部分，其作用主要是为缺料料仓及时准确地加料，使上料系统的间歇上料和电石炉的连续生产达到协

3、调，并实时保证对有毒炉气co的料封。近年来，随着国内对电石需求的不断扩人，电石工业迅猛发展。电石炉呈密闭式、大型化及自动化发展趋势。而环形加料机装置其自身结构特点与功能乂成为实现这一发展方向的巫要保证。本文旨在通过密闭电石炉环形加料机装置结构持点，对主要工作参数进行力学计算，对刮料机构进行优化设计。2环行加料机结构特征及工作原理环行加料机山机架、密封罩、传动装置、刮料装置及气动系统组成，如图2所示。图2环龙加料机1•机架2•刮料枝逬3密対罩4.传动装甦5.气动系统图1壹环形加料机各宝要组成装置功能见表I。2」结构特征环形加料机具冇如下特征：加料及时、准确

4、，安全性能大大提高；密封性好，故障率低，易于实现自动化上料，提高了矿热炉的开动率，具有环保、节能及降耗的多重功效；冇利于提高电石炉生产的整体技术水平。形加料机主要纽成装宣功能&I环形加H机主妥组成製龍功能序号名称功能描述1机架支撑密封罩及柜架2密対罩対闭加料•起防尘作用3传动装實釁供料盘庶转动力4将炉料刮入料仓5气动系统推动刮料装k伸出纭缩回2.2工作原理工作原理大致为：冶炼过程中，高温炉料不断在炉膛内反应产出电石，当炉顶料仓上的料位仪发出求料信号时，通过气路阀站为系统内的气缸捉供动力源，从而推动刮料装置伸到指定料仓顶部进行加料。当完成该批次加料，警报消

5、除后，将气缸收回。3环形加料机靈要装置参数分析计算下而以我公司为某厂设计的40.5MVA密闭电石炉环形加料机为例，对其传动装置重要部件的参数选择进行分析计算。3.1传动装置电机选型3.1.1输出力矩传动装置承载的重暈卞耍由设备H身重暈和物料重量两部分组成。自身重量即为机架重量:ml=13.018t：物料匝最受皮带运输能力、上料速度、坏形加料机运行速度及配料比调整等多方面影响，可近似等于单个料仓上料位仪加满料时的重量：m2二(irr2hl+13nr2h2)g=2.14t(1)式中：I一料仓半径，m；hl—料仓圆柱段高度，m；h2—料仓圆锥段高度，m；g—料

6、比重，按lg/cm3考虑；(注：物料安息角取38°。)传动装置承载总靈为：m=ml+m2=13.018+2.14^15.2t(2)设计选川三点支撐，则每个输出轴上承受的载荷：F=13km沪67.1kN(3)式中：k—冲击载荷系数,k=1.35o传动装置输出轴处的转矩：T=u・F・r=2013N・m(4)式中：u—轨道与传动轮之间的摩擦系数，u=0.15；l传动轮半径，m。3.1.2减速比受炉型影响，坏形加料机运输能力约为120m3/h,轨道处圆周线速度约为0.5m/s,据此得：n=v/(n・D)=O.5/(3.14X04)=23.9r/min(5)式中：

7、n—输出轴转速,r/min；v—线速度，m/s；D—传动轮直径，m；选用减速机的输入转速nO=15OOi7min,则减速比：i=n0/n=1500/23.9=62.8对照减速机生产系列，选用减速比为71,—级。3.1.3电机功率P2=T・n/(9550・i・n)=4.8kW(6)式中：P2—电机功率，kW；n—传动效率。考虑设备工作坏境及可靠性要求，选用单级传动效率可达90%以上的摆线针轮减速机作为其驱动装置。参照前述分析计算结果及该设备生产系列，最终选用环形加料机电机功率为5.5kWo3.2轴承选型计算现场反馈，部分输岀轴上配仓的轴承发生断裂，致使坏形

8、加料机无法正常运转，给生产带來很大影响，现对其进行重新选型计算。由3丄1得出,输