钢包回转台的设计.docx

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摘 要
这次设计的题目是蝶形钢包回转台，蝶形钢包回转台是是属于双臂整体旋转单独升降试，它是目前回转台最为先进的一种形式，钢包回转台是现在连续铸造和炼钢过程中最普遍的运载和承托钢包进展浇注的设备，通常设置与钢水承受与浇注跨柱列之间。所设计的钢包回转半径，使得浇钢包水口处于中间包上面的规定位置。用钢水承受跨一侧的吊车将钢包放在旋转台上，通过回转台回转，使钢包停在中间包上供给其钢水。浇注的空包则通过回转台回转。在运回钢水接收跨， 在设计钢包回转台的过程中，主要包括正常态体和事故状态下钢包回转台传动方案的设计，回转台构造尺寸确实定，主要零件的选择、计算与校核；电动机、减速器、气动马达、液压缸的选择与计算，以及钢包升降装置、锁紧装置、称重装置、加盖装置的设计，此外，还介绍局部主要零件具体的安装、修理、润滑、操作方法。
关键词：蝶形钢包回转台；连续铸造；炼钢；液压系统；
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Abstract
The topic design warps to trun round the set to belond to a pair of armses whole revole alone rise and fall type, it turns round the pededtal currently most for the forerunner”s a kind of from .The steel wraps to turns round the set to cast and make steel the that sprinkles to note most commonly in the application,The subject of this design is a butterfly ladle turret, butterfly ladle turret, are the arms raised or lowered independently of the overall rotation test, which is currently the most advanced form of a turret, ladle turret, continuous casting and steelprocess, the most popular carry and support the ladle pouring equipment, usually set to accept with the molten steel and pouring between the columns of the cross-column. The radius of gyration of the design of the ladle, pouring ladle outlet in the tundish above specified location. Accepted across the side of the crane using the molten steel ladle on the rotating stage, turret rotation, and supply its molten steel ladle stopped in the middle of the package. Pouring the empty package through the turret rotation. In the transport back to the molten steel to receive cross, in the process of design of steel package rotary Taiwan”s, mainly including the normal state of body and accident state, ladle rotary units drive program design rotary Taiwan structural dimensions of the OK main parts of the selection, calculation and check; motor, speed reducer, motor, and the selection and calculation of the hydraulic cylinder, and ladle lifting devices, locking device, weighing device, stamped with the device design, in addition, also describes some of the major parts specific installation, maintenance, lubrication, operation approach.
Key words: casting equipment; dishing ladle helicoid dado; drive scheme; helicoid
dado configurable;maintain; operstion.
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目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
铸钢生产及分类 1
连铸技术的进展概况 1
国外连铸技术的进展概况 1
我国连铸技术的进展概况 2
中与工业兴旺国家的差距 2
连铸机的主要设备及分类 4
连铸机钢包旋转 9
钢包旋转台的形式 9
钢包旋转台的主要构造特点 10
各类连铸机钢包回转台的特点 11
钢包回转台的组成 13
钢包回转台的工作特点 14
其次章 初步确定方案 15
条件 15
设计题目 15
技术参数及性能 15
方案的总体布置形式 15
回转台具体部件设计方案确实定 16
钢包旋转驱动方式 16
锁紧方式 16
钢包盖的升降装 17
长水口机械手动作方式 17
钢包升降驱动方案 17
第三章 电机的选择 19
钢包回转功率的计算 19
根本数据的计算 19
状况 I 的回转功率计算 21
状况 II 的回转功率计算 22
状况 III 的回转功率计算 24
电动机和电气马达的选择 26
电动机的选择 26
马达的选择 26
减速器的设计 27
确定减速器的构造 27
各级减速器传动比确实定 27
各级减速齿轮根本参数确实定 27
第四章 回转台主要构件分析 33
回转臂的强度计算及校核 33
回转臂的构造 33
材料选用许用应力确实定 33
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回转臂的静强度、静钢度校核及计算 33
抗扭强度校核，初选升降臂尺寸 33
升降臂升降局部静强度校核，初选尺寸 35
滚柱回转支承 39
确定径向滚柱根本参数 39
轴向滚柱的分析 41
第五章 销齿传动的设计与计算 43
销轮轴转矩T 43
选材及许用应力确实定 43
材料的选择 43
销齿直径确定 44
校核齿轮弯曲强度 46
确定尺寸 46
第六章 其他元件选择 48
升降液压缸的选择 48
钢包盖升降设计 49
称量传感器的形式选择与容量计算 49
钢包旋转台的加盖装置的设计 50
钢包回转台三维建模 50
第七章 设备操作安装与修理 55
大包回转台的操作 55
一些设备的安装 55
滚柱旋转轴承的使用方法和保管以及安装 55
提升缸的安装与拆卸 55
钢包回转台设备使用以及维护要点 56
参考文献 58
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第一章 绪论
铸钢生产及分类
钢的生产过程主要分为炼钢和铸钢两大环节，炼钢的任务是将有关原材料通过炼钢炉炼成质量合格的钢液，铸钢的任务是将成份合格的钢液铸成适宜于轧钢和锻压加工所需要的肯定外形的钢块〔连铸坯或是钢锭〕。铸钢作业是链接炼钢和轧钢之间的一项特别作业，其特点行表现为它把钢液变成固定的凝固过程。当钢液凝固后，在以后的轧钢过程中就不能对质量有本质的转变了。因此，铸钢作业对产品的质量和本钱有重大影响，必需予以特别重视。
铸钢生产可以分为钢锭模浇注〔以下简称铸模〕和连续铸钢〔以下简称连铸〕两大类。铸模是将钢液注入铸铁制作的钢锭模内，冷却凝固成钢锭的工艺过程：连铸是将钢水不断的注入水冷结晶器内，连续获得铸坯的工艺过程。连铸的消灭从根本上转变了一个世纪以来占统治地位的钢钉初轧工艺，由于它所具有的一系列优越性，使得他自 20 世纪 70 年月大规模应用于工业生产以来得到快速进展。目前世界上主要产钢大国如日本、美国等连铸坯产量已经超过连铸钢总量的90%以上，连铸已经成为主要的铸钢生产方法。
连铸技术的进展概况
国外连铸技术的进展概况
早在 19 世纪中期亨利就提出连续浇注液态金属的设想，他在 1858 年钢铁协会伦敦会议的论文《模铸不如连铸》中提出设想，但始终到20 世纪 40 年月。连铸工艺才实现工业应用。在这段时间内，由于钢的高熔点和高导热率等缘由，争论人员遇到了很多问题。在连续铸钢开头时，最先使用的是立式连铸机。这种连铸机有一个弹簧固定的结晶器，产量通常很低，而且由于钢与结晶器粘连，漏钢很常见。振动结晶器的想法归功于德国人 seigfried,他首创了有色金属的连续铸造，与 1952 年用于德国的钢铁厂的直结晶器立式连铸机上，这是连铸工业化规
模的开头。由于技术的限制多年内只应用于小工厂，自 1970 年开头连铸开头应
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用于钢铁联合企业来生产板坯。
我国连铸技术的进展概况
我国是争论和应用连铸技术较早的国家之一，早在 20 世纪 50 年月就开头探究性的工作，60 年月初进入到连铸技术工业应用阶段。但是，从 60 年月末到 70 年月末，连铸技术几乎停滞不前。1982 年统计数字说明，世界平均连铸比为 30% 左右，而中国的连铸比仅为 %。
连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、治理以及和连铸有关的各生产环节进展水平的综合表达。1970 年至 1980 年，世界平均连铸比从 ％进展到 ％，中国的连铸比从 ％进展到 ％；至 1990 年，世界和中国的连铸比分别进展到 ％和 ％；到 2025 年，又分别进展到 ％％。2025 年，中均连铸比 2025 年接近 90％。
从统计数字可以看出，中国的连铸技术在近 10 多年内得到了快速进展。以板坯连铸机为例，主要表现在：
板坯连铸机本体设备的四个关键设备明显落后于国外。结晶器国外已承受紧凑式构造，我们还是老式的带外框架的构造；国内外投产的板坯连铸机几乎全部承受液压振动装置，而我们还有很多上的是机械电机振动装置；零号扇形段国外能够液压远程调辊缝，而我们还是液压垫块式构造；扇形段国外均能够液压夹紧、远程调辊缝和动态轻压下，而我们还是垫块式的停机调辊缝构造。
除以上四大设备与国外相比存在肯定差距外，配套设备中很多小的地方也存在不同程度的差距
液压系统、电气掌握系统也在某些方面存在差距
连铸生产应用软件差距最大
国内技术资源不能有效整合
中与工业兴旺国家的差距
虽然中国的连铸起步较早，尤其是最近十几年的飞速进展，已经使中国的连
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铸技术到达了很高的水平，而且中国的连铸技术也在国外得到应用，但是中国的连铸技术还存在还存在很多缺乏，和兴旺的工业国家相比还有很大的差距，其具体表现在：
目前的国外的常规连铸生产已趋成熟，连铸机的作业率普遍率大于80%，大型板坯连铸机连铸约为 100—200t 钢才漏钢一次，已根本可生产无缺陷铸坯。而中国连铸机生产稳定性较差，事故相比照较多，作业率偏低，连铸质量还有肯定差距。
连铸连轧技术在国外已经产业化或加快产业化步伐。目前，外国以投产和在投产建设的薄板坯连铸连轧线约为 50 套，薄带连铸以建设多台工业试验机组，估量不久就能实现产业化，而中国还处在起步阶段。
国外高效连铸技术进一步的进展。国外低碳板坯普遍大于 2m/min,最高可达 3；130×130mm 和 150×150mm 低碳方坯最大拉速超过 4m/min ，连铸机生产效率大大提高，而且中国还存在较大差距。国外精炼比快速提高，相关配套技术同步进展。目前，国外精炼比超过 70%，中间包耐材寿命一般可到达 30h/包，最高约为 100h/包。而中国精炼比仅为 20%，中间包最高寿命 30h/包。
合金钢连铸比国外较高，目前国外合金连铸比一般已到达 80%以上， 最高可到达 92%中。
近几年，我国经济进展较快，冶金企业投放的技改资金比较大，上工程很多，连续铸钢工程也较多，但连铸机设备和技术大局部还是靠引进。我国薄板坯连铸连轧已经引进了将 近 10 条生产线；从 2025 年开头，我国先后全部引进或引进核心部位设备与技术的常规板坯连铸机共有 24 台 27 流，还有连续引进的趋势；中薄板坯连铸机、异型坯连铸机全部引进； 大方坯连铸机也有引进的倾向。其缘由主要是我还存在肯定差 距。
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连铸机的主要设备及分类
连铸机主要由钢包运载装置、中间包、中间包运载装置、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯矫直机、引锭装置、切割装置和铸坯运出装置等局部组成。
钢包运载装置主要有浇注车和钢包回转台两种方式，目前绝大局部设计的连铸机都承受钢包回转台。它的主要作用是运载钢包，并支撑钢包进展浇注作业。承受钢包回转台还可快速更换钢包，实现多炉连铸。
中间包是钢包和结晶器之间用来承受钢液的过渡装置，它用来稳定钢流，减小钢流对结晶器中坯壳的冲刷；并使钢液在中间包内有合理的流淌和适当长的停留时间，以保证钢液温度均匀及非金属夹杂物分别上浮；对于多流连铸机由中间包对钢液进展分流；在多炉连浇时，中间包中贮存的钢液在更换钢包时起到连接的作用。
中间包运载装置有中间包车和中间包回转台，它是用来支撑、运输、更换中间包的设备。
结晶器是一个特别的水冷钢模，钢液在结晶器内冷却、初步凝固成形，并形成肯定的坯壳厚度，以保证铸坯被拉出结晶器时，坯壳不被拉漏、不产生变形和裂纹等缺陷。因此它是连铸机的关键设备。
结晶器振动装置是使结晶器能按肯定的要求做上下往复运动，以防止初生坯壳与结晶器粘连而被拉裂。
二次冷却装置主要由喷水冷却装置和铸坯支撑装置组成。它的作用是：向铸坯直接喷水，使其完全凝固；通过夹辊和侧导辊对带有液芯的铸坯起支撑和导向作用，防止并限制铸坯发生鼓肚、变形和漏钢事故。
拉坯矫直机的作用是在浇注过程中抑制铸坯与结晶器及二冷区的阻力，顺当地将铸坯拉出，并对弧形铸坯进展矫直。在浇注前，它还要将引锭装置送入结晶器内。
引锭装置包括引锭头和引锭杆两局部，它的作用是在开浇时作为结晶器的 “活底”，堵住结晶器的下口，并使钢液在引锭杆头部凝固；通过拉矫机的牵引， 铸坯随引锭杆从结晶器下口拉出。引锭杆拉出拉矫机后，将引锭杆脱去，进入正常拉坯状态。切割装置的作用是在铸坯行进过程中，将它切割成所需要的定尺长
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度。铸坯运出装置包括辊道、推钢机、冷床等，由它们完成铸坯的输送、冷却等作业。连铸机可以按多种方法进展分类：
按结晶器的运动方式，连铸机可分为固定式〔即振动式〕和移动式两类。前者是现在生产上常用的以水冷、底部敞口的铜质结晶器为特征的“常规” 连铸机；后者是轮式、轮带式等结晶器随铸坯一起运动的连铸机。
按连铸机构造的外形可分为立式连铸机， 所示为立式连铸机、立弯式连铸机,如图 1..3 所示为立弯式连铸机、弧形连铸机〔包括直结晶器多点弯曲型、直结晶器弧形、弧形多半径弧形等，图1-9 多半径弧形连铸机。〕、水平连铸机，图 1-10 水平式连铸机。
按铸坯断面的外形和大小可分为：方坯连铸机〔断面不大于 150× 150mm 的叫小Ф 方坯；大于 150×150mm 的叫大方坯，矩形断面的长和宽小于
3 的也称为方坯连铸机〕，图 1-6 是普罗迪公司的弧形小方坯连铸机，图 1-7 弧形大方坯连铸机，图 1-8 弧形小方坯连铸机；板坯连铸机〔铸坯断面为长方形， 其宽厚比一般在 3 以上〕;圆坯连铸机〔铸坯断面为圆形，直径Ф 60～Ф 400mm〕；异形坯连铸机〔浇注异形断面，如H 型、空心管等〕；方、板坯兼用连铸机〔在一台铸机上既能浇注板坯也能浇注方坯〕；薄板坯连铸机〔铸坯厚度为 40～80mm 的薄板坯料〕等。
按铸坯所承受的钢液静压头，即铸机垂直高度〔H〕与铸坯厚度〔D〕 比值的大小，可将连铸机分为高头型〔 H/D＞50，铸机机型为立式或立弯式〕、标准头型〔H/D 为 40～50，铸机机型为带直线段的弧形或弧形〕、低头型〔H/D 为 20～40，铸机机型为弧形或椭圆形〕和超低头型〔H/D＜20，铸机机型为椭圆形〕4 种。随着炼钢和炉外精炼技术的提高，浇注前及浇注过程中对钢液纯洁度的有效掌握，低头和超低头连铸机的承受渐渐增多。
其他一些提法。其他常常用到的名称有台数、机数和流数等。 所示为旋转式连铸机。
1〕立式连铸机
立式连铸机的结晶器、二次冷却装置、拉坯装置及切割铸坯装置等都是布置在垂直的中心线上，如图 所示。立式连铸机的优点是钢水在垂直的方向凝固， 其所含的非金属夹杂物，上浮时不受阻碍，简洁分别出来。另一方面，铸坯不经
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图 双流立式连铸机
过弯曲或矫直，不会产生因弯曲或矫直所造成的缺陷，因此它特别适用于优质钢及高合金钢的浇铸。它的缺点是设备较高，一般是 35~45mm，因此需要较高的厂房，或较深的地坑。钢水的提升及铸坯的运送，都比较麻烦。近 10 年来，除了少数特别钢厂以外，很少承受这种机型。
1- 运坯车；2- 中间包；3-结晶器；4-二冷夹辊；5-拉辊；6- 拉辊驱动装置； 7-飞剪；
8-翻钢斗；9- 运输链
旋转式连铸机
旋转式连铸机也叫离心式连铸机，也是一种立式连铸机。其特点是结晶器、导辊及拉辊都和铸坯一起围绕其垂直中心线以肯定的速度旋转，铸坯是在一边旋转一边下行的运动中凝固的。这种铸机适用于浇铸圆坯。它的优点是由于旋转时产生的离心力，使结晶器内的钢液能与结晶器壁有较好的接触，可以生成厚度比较均匀的坯壳，铸坯不易产生内裂。另一方面，由于离心力的作用，使钢液面上的浮渣都集中在中心的旋涡内，可以很简洁地将它捞出。由于铸坯在旋转的运动中下行，因此只要在二冷区的纵向上布置假设干个喷水嘴，就可以获得均匀的二次冷却效果。用这种铸机铸出的圆坯，不须清理即可轧制。这种铸机的缺点是设备的驱动系统比较简单。