炉前揭盖机的改造研究

论文摘要

高炉在出铁期间散发的烟尘是钢铁厂对大气的主要污染源之一,为了减少对大气的污染,改善工人的操作环境,出铁场的除尘越来越受到重视。梅钢炼铁厂3号高炉选用5T液压揭盖机,专为铁沟除尘盖板起吊、安放使用。投产后,由于揭盖机的性能不理想等原因而废弃不用,炉前主沟不能封盖,造成出铁时的严重污染状况。对出铁时铁沟维护工作的安全性及炉前工的身体健康很不利,宝钢集团梅钢有限公司炼铁厂对其高炉炉前出铁场除尘提出整改的要求。本文在分析了梅钢3号高炉揭盖机现状及其常见问题基础上,结合工厂的实际情况,探讨该炉前揭盖机的改造课题。原揭盖机采用液压马达驱动,高温环境下密封性能下降,极易泄漏,甚至发生喷油故障。揭盖机工作时有极大的惯性,液压马达定位刹车困难,曾造成现场事故。原系统采用两级调速,满足不了揭盖机的使用要求。本文立足保留原揭盖机主体结构与功能,对揭盖机系统做适应性的改进。结合工厂的实际情况和现有的技术水平,采用了液压缸—曲柄机构替代液压马达驱动方案,并对揭盖机其他相关零部件作适应性调整。论文针对揭盖机存在的问题以及改造的可能方案,探讨专家系统思维,构建本课题数学空间模型,力求科学的研究思路。设计了曲柄机构,并求解出曲柄系统的传递函数,应用MATLAB软件进行速度与加速度运动数值解析。对液压系统进行了全面改进设计,在液压缸方面,除进行液压缸常规工程设计外,还进行了传递函数求解和动态特性分析。论文研究对进一步更好的控制揭盖机的运动特性提供了理论依据。本课题的研究,完成了梅钢3号高炉揭盖机的改造设计并现场实施,达到了预期研究效果。解决了长期以来困扰工厂实际生产的问题,不仅使得工厂的维修成本大大减少,而且使铁水出炉时的污染降到了最低程度,保证了厂区的环保指标。论文研究工作对揭盖机相关技术研究具有一定的理论和工程实际参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 高炉出铁场除尘技术的发展
• 1.2 国内外揭盖机技术现状
• 1.3 典型揭盖机的技术状况
• 1.3.1 揭盖机式揭盖机与专用揭盖机
• 1.3.2 揭盖机的特点及应具有的功能
• 1.3.3 带回转机构的液压连杆式揭盖机
• 1.3.4 吊钩可回转的揭盖机式揭盖机
• 1.3.5 宝钢2号高炉的新揭盖机
• 1.4 梅钢高炉出铁场的除尘技术
• 1.5 课题研究内容
• 第2章 揭盖机的改造方案与液压驱动原理
• 2.1 揭盖机总体改造方案确定
• 2.2 改造方案重点研究环节
• 2.3 液动驱动原理
• 2.3.1 液压传动系统
• 2.3.2 液压马达
• 2.3.3 液压缸
• 2.3.4 液压锁
• 第3章 揭盖机传动机构的分析与设计
• 3.1 任务分析
• 3.1.1 任务描述
• 3.1.2 任务建模
• 3.1.3 任务分析
• 3.1.4 方案分析
• 3.2 曲柄机构设计
• 3.2.1 设计参数
• 3.2.2 曲柄机构简图
• 3.2.3 曲柄机构系统
• 3.2.4 曲柄设计
• 3.2.5 曲柄分析
• 3.3 曲柄设计小结
• 第4章 液压缸的设计及其控制
• 4.1 液压流体力学分析
• 4.1.1 流体静力学分析
• 4.1.2 流体动力学分析
• 4.2 液压缸设计
• 4.2.1 设计综述
• 4.2.2 液压缸的设计
• 4.2.3 液压锁设计
• 4.3 液压缸的动态特性
• 4.3.1 液压缸的动态特性
• 4.3.2 传递函数
• 4.3.3 动态特性分析
• 4.4 研究小结
• 第5章 改造后的揭盖机现场应用
• 5.1 揭盖机现场安装与调试
• 5.2 揭盖机现场运行效果
• 第6章 结论和展望
• 参考文献
• 致谢