30T氧气顶吹转炉主体设备及炉体与托圈连接结构设计.docx

30T氧气顶吹转炉主体设备
及炉体与托圈连接结构设计

燕山大学毕业设计(论文)任务书
学院：里仁学院 系级教学单位：冶金系
学
号

学生
姓名

专 业
班 级
冶炼09-2
题
目
题目名称
30T氧气顶吹转炉主体设备设计及炉体与托圈连接结构
题目性质
1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；
理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）。
2.文管类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）。
题目类型
1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）
题目来源
科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ）
主
要
内
容
1、理论计算：工艺参数、传动系统及主要部件的强度计算；
2、完成总装配、部件及零件图的设计；
3、撰写开题报告、文献综述、翻译资料、设计说明书各一份。

基
本
要
求
1、完成理论计算；
2、完成6张A1图纸量，至少一张A0装配图，其中一张手工图；
3、开题报告3千字以上，文献综述4千字以上；
4、翻译与课题有关的外文资料不少于3千汉字以上；
5、计算说明书2万字以上，参考文献15篇以上（其中学术期刊类参考文献不少于8篇，中文文献10篇以上，外文文献5篇以上）。
参
考
资
料
1、《炼钢机械》
2、《炼钢技术》
3、有关的国内外期刊、文集

周 次
1—4周
5—8周
9—12周
13—16周
17—18周
应
完
成
的
内
容
搜集熟悉资料
总体方案确定
撰写开题报告
理论计算
总装配图
总装配图
部件图
中期考核报告
部件图
零件图
撰写计算说明书
完善设计
准备答辩
指导教师：许志强
职称：教授 2013年3月3日
系级教学单位审批：
年 月 日

目录
摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1氧气顶吹转炉主体概述 1
1.2 30T氧气顶吹转炉主体设备设计总体说明 2
第二章 转炉炉型的设计 3
2.2对转炉炉体进行计算（炉衬、炉壳厚度、炉帽、炉身、炉底尺寸）； 4
2.3 30T转炉炉型设计过程3.3 30T转炉炉型设计过程 4
2.4设计原始条件及计算所得的数据 7
第三章 倾动力矩的计算 8
3.1 倾动力矩简述 8
3.2 空炉重量及重心位置计算 9
3.2.1计算思想 9
3.2.2新炉空炉重量及重心位置 9
3.2.3老炉空炉重量及重心位置 10
3.2.4新炉炉液重量及重心位置 11
3.3倾动力矩的计算 12
3.3.1 计算方法简述 12
3.3.2．转炉倾动力矩的计算步骤： 12
3.3.3．转炉倾动力矩的计算数据 12
第四章 托圈的设计 18
4.1 托圈部件整体说明 18
4.2 托圈断面形状的选择 19
4.3 托圈基本尺寸参数的确定 19
4.4 托圈制造的技术要求和材料 20
第五章 耳轴支撑结构设计 22
5.1耳轴轴承的工作特点及其选择 22
5.1.1工作特点： 22
5.1.2对轴承要求： 22
5.2游动侧轴承支座的选择 22
5.3 耳轴的概述 23
5.4 耳轴的设计 23
5.4.1 按最大载荷计算耳轴强度 24
5.4.2 按正常操作最大力矩校核耳轴疲劳强度 27
6.1 托圈的说明 30
6.2 托圈强度的校核 30
第七章 倾动机构的设计 37
7.1倾动方案的确定 37
7.2电动机的选择 38
7.3一级减速器的选择 39
7.4二次减速器的设计 40
7.5本章小结 40
总结 41
30T氧气顶吹转炉设计的主要结构和参数如下所示 41
致谢 45
参考文献 47
附录一 48
附录二 58
附录三 69

摘要
氧气顶吹转炉主体设备是实现炼钢工艺操作的主要设备，它由炉体、炉体支承系统和炉体倾动机构等组成。本次设计针对30T氧气顶吹转炉主体设备进行，阐述了30T氧气顶吹转炉主体设备各部分的结构原理和设计特点，借鉴国内外部分厂家的先进经验，设计了转炉炉体及其支承装置一一托圈和耳轴。根据具体情况要求设计了a型30吨氧气顶吹转炉本体及整体式托圈，同时针对其工作状况，受力特点等应用实体理论进行分析和校核。

关键词：氧气顶吹转炉 主体设备 托圈 耳轴

Abstract
The main facilities of LD converter are the main equipments for steel making. It consists of the main body, the system of bracing, the dumping mechanism. The design of main facilities is for the 30T LD converter. The structure principles and design features of the main facilities of LD converter are systematically expounded. Using the experiences of some plants home and abroad for reference, the main body and its bracing system the bracket and the shaft are successfully produced. In terms of the concrete requirement ,the main body of A type for the 30T LD converter is produced, so is the integral bracket. In the meantime，the analyze and check determination are introduced in greater detail.
Key words LD converter main facilities bracket shaft

第一章 绪论
钢铁工业是整个工业发展的基础，对一个国家而言，钢铁生产对十国民经济各部门都有重大意义。随着工业的迅速发展和现代科学技术的进步，对高质量钢的需求量口益增长，炼钢新技术和新工艺的不断涌现，与此相适应的炼钢设备也得到了很大的发展。过去炼钢工业在一个很长的时期内，以平炉炼钢为主。自1952年氧气顶吹转炉问世以后，使炼钢工业发生了变革，使得世界钢产量得到了迅速的增长。
氧气顶吹转炉炼钢又称LD炼钢法，1949年6月由奥地利的Voest-Alpine联合公司试验成功并在1952年和1953年先后在其所属的林茨(Linz)和道纳维茨C Donawitz)两钢厂投入工业生产，所以取这两个城市名称的第一个字母L-D做为氧气顶吹转炉的代称。氧气顶吹转炉炼钢出现后，在世界各国得到了迅速的发展，世界上氧气转炉钢的产量也得到了猛增，1969年为20300万吨，其中氧气顶吹转炉钢占世界钢产量的38._5氧气顶吹转炉炼钢之所以能够这样迅速的发展，其原因主要在十和其它炼钢方法相比，它具有一系列的优越性: (一)生产效率高(二)品种多，质量好(二)原材料消耗少，热效率高，钢的成本低(四)对原材料的适应性强(五)基建投资少，建设速度快(六)便十实现自动控制，有利十与连续铸钢相配合。进入七十年代后，氧气顶吹转炉炼钢法逐渐成为世界上主要的炼钢方法，而且氧气顶吹转炉炼钢也技术口趋完善。
1.1氧气顶吹转炉主体概述
氧气顶吹转炉主体设备是实现炼钢工艺操作的主体设备，它由炉体、炉体支撑装置和炉体倾动机构等组成。炉体是转炉容纳铁水进行吹炼的工作部分，它通过托圈和耳轴支撑在其支座上，借倾动装置可以0.1}-1.5转/分的速度随耳轴、托圈旋转±360°，以满足装废钢、兑铁水、出钢、出渣、修炉等工艺操作的要求。倾动装置是由电动机、一次减速机、扭矩缓冲平衡装置等组成。
1.2 30T氧气顶吹转炉主体设备设计总体说明
本次设计内容包括炉体、炉体支承装置及倾动机械。
在本设计中，转炉炉型采用A型，采用死炉底活炉帽的结构形式。这种形式结构简单、炉壳重量小、制造简便、使用可靠，但修炉时要采用上修的方式。
水冷炉口采用铸铁埋管式水冷炉口，这种结构不易烧穿漏水，使用寿命长，但漏水后不易焊补，且制造较繁。水冷炉口与炉壳的连接采用π形卡板焊接的形式。
采用防热板、挡渣板结构。由十炉渣安息角45-50度，所以取各板倾斜角度50度，以利于炉渣下滑。
炉体支承系统分为两部分，主动侧支承系统直接固定在水泥地基上，从动侧支承装置设计为铰链式轴承支座结构，以适应托圈和耳轴的热膨胀。
炉体采用二支点方式支承在托圈上，其支承装置采用球面带销螺栓将炉体和托圈连接在一起。整个连接装置由两部分组成:一部分是托圈上三个球面带销活节螺栓与炉壳上部连接支承法兰组成的倾动承载部分，承受炉体在垂直位置和倾动过程中的炉体载荷;另一部分是安装在两耳轴部位的托圈上下的两组止动托座，在炉体倾动到水平位置时将载荷传递给托圈。这种连接装置能很好满足对连接装置的各项性能要求，目_结构简单，制造、安装容易，维护方便，
是一种可靠、简单值得推广的连接装置。

第二章 转炉炉型的设计
2.1根据原始数据对转炉炉腔类型进行选择及计算
目前国内外氧气顶吹转炉所采用的炉型，依据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球型、锥球型和截锥型。

a－筒球型；b－锥球型；c－截锥型
图1－1 转炉常用炉型示意图
（a）筒球型炉型：该炉型由圆筒型的炉身、球缺型的炉底和截锥型的炉帽组成。其特点是结构简单、砌砖较容易，反应比较充分，适合中型转炉。
（b）锥球型炉型：该炉型由倒置截锥体、球缺体组成的炉底和圆筒型的炉身以及截锥型的炉帽组成。其特点是容量大，反应面积大、反应充分，适用于吹炼高磷铁水，但炉底砌砖比较复杂，适合大型转炉。
（c）截锥型炉型：该炉型由倒置的截锥体炉底、圆筒型的炉身和截锥型的炉帽组成。其特点是形状简单，炉底砌砖方便，但反应不太充分，适合小型转炉。
根据炉型种类的选择原则，转炉应当有利于提高供氧强度，缩短冶炼时间，减少喷溅，降低金属损耗，同时还要满足新砌好的炉子的炉型要尽量接近于停炉以后残余炉衬的轮廓，减少吹炼过程中钢液、炉渣和炉气对炉衬的冲刷侵蚀及局部侵蚀，提高炉龄，降低耐火材料的消耗以及炉壳应容易制造，炉衬砖的砌筑和维护要方便，从而改善工人的劳动条件，缩短修炉时间，提转炉作业率，综合以上要求选择筒球型作为本次设计的炉型。
2.2对转炉炉体进行计算（炉衬、炉壳厚度、炉帽、炉身、炉底尺寸）；
计算流程图如上图所示
2.3 30T转炉炉型设计过程3.3 30T转炉炉型设计过程
炉容比：
主要和供氧强度和原料成分有关系与炉容量关系不大，炉容比要取到0.9—1.05较为合适，因此初始炉容比取0.9。
炉膛内高与内径之比：
炉容比h/d的设计值随着路炉容量的增大而减小，由于炉容量变大使得氧枪的孔数增多，接触面变大使得相对喷溅的程度减弱。因此使得炉膛内高与内径的比值变小推荐使用公式

经过计算取值为0.98
炉嘴直颈比的选择d1/d：
经验值取0.31—0.69多数在0.5左右，由于转炉使用后期其炉嘴的大小不会变大显然过小将不利于装料，但过大又使得出钢时在出钢口处不能保证液面最深，推荐公式：
经过计算取值为0.6
转炉炉帽锥角a
现有转炉帽锥角多数在22—40之间，如帽锥角过大则该处炉衬受冲击比较大，但帽锥角过小又使得锥段加长使得圆锥段减小可能不利于托圈等的安装，推荐公式：
取整
经过计算取值28度
转炉的熔池深度比Hm/d推荐公式：

转炉的炉衬厚度，主要是能承受的住侵蚀，各段计算的推荐公式：
直筒段
炉帽段
炉底段

出钢口直径，出钢口主要是使得渣钢分离，推荐公式：

一般来说出钢口的长度取出钢口直径的7—8倍

出钢口的位置设置在锥帽段与直筒段相接处，角度取锥帽与直筒段夹角的平分线。
炉壳钢板厚度用理论力学进行计算较为复杂多采取经验公式:

式中，——转炉直筒段炉壳钢板厚度
——转炉炉底段炉壳钢板厚度
——钢板强度系数（0.95~1.05）

炉壳直筒段与锥帽段相接处宜采用圆弧过渡（大于15T的转炉）其过度圆弧大小的推荐公式：

对于2型转炉计算

旧炉炉膛尺寸的确定：炉嘴部按侵蚀的65%—80%进行计算。
直筒段按侵蚀的65%—80%进行计算
底部按侵蚀的50%—60%进行计算

炉型

2.4设计原始条件及计算所得的数据
炉型
A型
V/T
0.98
熔池直径
2.99m
T
34.2t
k
2.1
V
33.75
t
17分
炉身内衬（永久层）
100mm
采用3孔枪头氧枪枪头出口直径
29mm
填充层
50mm
氧枪枪头出口处面积
19.92
工作层
550mm
氧枪枪头出口处氧流速度
863m/s
钢板厚度
30mm
氧枪理论工作高度
892mm
炉底内衬（永久层）
300mm
理论熔池深度
1104mm
填充层
50mm
理论氧气流穿透深度
662.4mm
工作层
550mm
球缺高
360mm
钢板厚度
30mm
炉底体积
1.5
炉帽内衬
700mm
铁水体积
4.9
炉壳外径
4460mm
h/Hr
0.6
Hz/Dk
1.5
炉口直径
1.3m
Hz
6690mm
出钢口直径
110mm
出钢角度
85度
炉帽高度
1.6m
出钢口倾角
20度
炉帽倾角
62度
炉帽体积
6.11
炉身体积
23.17

第三章 倾动力矩的计算
3.1 倾动力矩简述
转炉倾动力矩的计算，目的在于正确选定耳轴位置，并作为倾动机械设计的基本载荷参数，使设计的倾动机械既能保证转炉正常安全生产又能达到经济合理。
倾动力矩，由三部分组成：

式中
Mk---炉坑和炉衬重量引起的力矩，称空路力矩。在倾动过程中，空炉的中心与耳轴中心的距离保持不变，所以空炉力矩M是倾转角正弦函数。
Mye---炉内铁水和炉渣引起的力矩，称炉液力矩。在倾动过程中，液体中心位置的变化的，所以液体力矩M是倾转角度得函数。
Mm---转炉耳轴上的摩擦力矩。倾动过程中，摩擦力矩基本上是不变的，摩擦力矩的方向始终相反。转炉倾动力矩的大小，与以下三个因素有关。
（1）转炉容量，转炉形状和本身重量。
（2）倾转角度。
（3）耳轴和炉体重心间的距离
转炉倾动力矩的计算，由转炉炉体重量及其重心的计算和力矩计算两部分组成。其计算的内容包括：
*空炉重量及其重心的计算
*炉内液体（铁水，炉渣）重心的计算
*预选耳轴和力矩的计算：
*确定最佳耳轴位置和力矩的计算
*根据生产工艺要求进行的特殊计算
转炉倾动力矩通常需作两次运算。第一次为了确定耳轴最佳位置，对预选的耳轴位置进行的倾动力矩计算；第二次是最佳耳轴确定后，对确定的耳

轴位置进行倾动力矩计算。由第二次计算所得到的倾动力矩值才是倾动机械及其驱动功率选择的基本依据。
3.2 空炉重量及重心位置计算
3.2.1计算思想
新、老炉的重量和重心位置的计算方法思路如下：
（1）用solidworks分别建立新、老炉的炉壳、永久层、工作层及填充层等实体；
（2）分别装配出新炉、老炉；
（3）用软件“工具”——“质量特性”直接计算出密度、质量、体积及重心坐标。
3.2.2新炉空炉重量及重心位置
用solidworks建造零件图后组装成新炉空炉炉体，如下图所示：

新炉( Assembly Configuration - 默认 ) 的质量特性

输出坐标系 : -- 默认 --

质量 = 176716.683 千克

体积 = 57.933 立方米

表面积 = 355.539 平方米

重心 : ( 米 )
X = 0.000
Y = 3.040
Z = 0.000
3.2.3老炉空炉重量及重心位置
同理，用solidworks建造零件图后组装成老炉空炉炉体，如图所示：

图3—2老炉空炉炉体示意图
老炉 ( Assembly Configuration - 默认 ) 的质量特性

输出坐标系 : -- 默认 --

质量 = 113357.777 千克

体积 = 35.305 立方米

表面积 = 372.255 平方米

重心 : ( 米 )
X = 0.000
Y = 2.752
Z = 0.000
3.2.4新炉炉液重量及重心位置

新炉液心切片

老炉液心切片

老炉液心力矩 ( Part Configuration - 默认 ) 的质量特性
输出坐标系 : -- 默认 --
3.3倾动力矩的计算
3.3.1 计算方法简述
（a）切片法和公式法，这是工程上曾经常用的方法，但它计算过程比较复杂，现在以不经常使用。
（b）积分法，这种方法相对切片法和公式法比较简单、方便，但是这种方法要通过编程来进行计算周期比较长。
（c）应用Solidworks 三维造型软件的方法，此方法先用Solidworks三维造型软做出转炉内腔的实体模型，然后模拟炉液体积，再应用软件强大的计算功能，自动完成炉液中心位置的计算，最后应用Excel 表格处理有关数据，从而算出转炉的倾动力矩从而算出转炉的倾动力矩非常简单实用。这种转炉倾动力矩的计算简单、直观、实用，本次转炉倾动力矩的计算就应用此种方法。
3.3.2．转炉倾动力矩的计算步骤：
①选择一个参考的耳轴位置；
②新、老炉炉型的空炉重量，重心和空炉力矩的计算；
③新，老炉炉型在不同的倾动角度下的炉液重量，重心和炉液力矩的计算；
④新、老炉炉型摩擦力矩的计算及新、老炉在不同角度下的合成倾动力矩计算：
⑤确定最佳耳轴位置；
⑥按最佳耳轴位置，重新计算新、老炉炉型的空炉力矩和空炉的转动惯量；新、老炉随倾动角度变化的炉液重心位置、炉液力矩和炉液转动惯量；新、老炉合成的倾动力矩和转动惯量。
3.3.3．转炉倾动力矩的计算数据
新老炉空炉力矩的计算

新炉炉液力矩的计算
0
0
0
0
236.4
0
5
0.044
0.73
0.087222222
236.4
36.7963667
10
0.089
0.734
0.174444444
236.4
73.07390691
15
0.136
0.746
0.261666667
236.4
108.0093625
20
0.185
0.795
0.348888889
236.4
138.7125424
25
0.236
0.784
0.436111111
236.4
172.7174921
30
0.293
0.81
0.523333333
236.4
201.1072779
35
0.353
0.852
0.610555556
236.4
225.4642122
40
0.413
0.903
0.697777778
236.4
246.739434
45
0.479
0.955
0.785
236.4
264.9464863
50
0.538
1.028
0.872222222
236.4
278.8082414
55
0.6
1.111
0.959444444
236.4
288.1345349
60
0.667
1.21
1.046666667
236.4
291.5329
65
0.736
1.334
1.133888889
236.4
287.5083226
70
0.799
1.49
1.221111111
236.4
275.0907028
75
0.852
1.671
1.308333333
236.4
255.7238212
80
0.899
1.873
1.395555556
236.4
229.9455392
85
0.929
2.108
1.482777778
236.4
195.4568996
90
1.075
2.315
1.57
154.6
108.8606199
95
1.198
2.715
1.657222222
82.55
33.62022068
100
1.204
3.451
1.744444444
33.58
-7.26990197
105
1.258
3.844
1.831666667
14.06
-6.631474537
角度
x1
y1
弧度
分液重量Gy
倾动力矩My1
0
0
0
0
191.1
0
5
0.07
0.523
0.087222
191.1
28.24151148
10
0.14
0.536
0.174444
191.1
56.04014926
15
0.209
0.558
0.261667
191.1
83.13063704
20
0.289
0.575
0.348889
191.1
107.8270294
25
0.366
0.607
0.436111
191.1
131.3910405
30
0.432
0.649
0.523333
191.1
154.9390292
35
0.505
0.685
0.610556
191.1
176.7573936
40
0.566
0.734
0.697778
191.1
197.804306
45
0.624
0.79
0.785
191.1
216.8621669
50
0.682
0.853
0.872222
191.1
233.2929069
55
0.74
0.926
0.959444
191.1
246.5148305
60
0.799
1.015
1.046667
191.1
255.3060048
65
0.855
1.135
1.133889
191.1
257.2487905
70
0.922
1.279
1.221111
191.1
252.2054874
75
0.98
1.504
1.308333
191.1
231.1950864
80
1.041
1.751
1.395556
191.1
204.1084377
85
1.083
2.05
1.482778
191.1
166.4564986
90
1.136
2.384
1.57
161.8
102.7583987
95
1.25
2.911
1.657222
76.37
16.53342519
100
1.276
3.713
1.744444
28.81
-13.313529
105
1.291
4.049
1.831667
12.08
-7.9873922
炉液倾动力矩M总
空炉力矩Mk
转炉力矩Mz
H
0
0

65.03787818
3.080432519
68.1183107
3.02
129.1140562
6.137421088
135.2514773
3.02
191.1399996
9.147700178
200.2876997
3.02
246.5395717
12.08835975
258.6279315
3.02
304.1085327
14.9370196
319.0455523
3.02
356.0463071
17.67199973
373.7183068
3.02
402.2216058
20.27248526
422.494091
3.02
444.5437399
22.71868495
467.2624249
3.02
481.8086532
24.99198174
506.8006349
3.02
512.1011483
27.07507446
539.1762228
3.02
534.6493654
28.95210952
563.6014749
3.02
546.8389047
30.60880156
577.4477063
3.02
544.7571131
32.03254214
576.7896552
3.02
527.2961902
33.21249574
560.5086859
3.02
486.9189076
34.1396822
521.0585898
3.02
434.0539769
34.80704508
468.861022
3.02
361.9133982
35.20950533
397.1229035
3.02
211.6190186
35.344
246.9630186
3.02
50.15364587
35.2095055
85.36315136
3.02
-20.58343097
34.80704541
14.22361444
3.02
-14.61886674
34.13968269
19.52081595
3.02

老炉炉液力矩的计算
角度
x
y
弧度
合液重量Gy
倾动力矩My
0

0
236.4
0
5
0.11
0.604
0.087222222
236.4
19.3175177
10
0.222
0.618
0.174444444
236.4
37.84278412
15
0.338
0.642
0.261666667
236.4
54.78813598
20
0.444
0.678
0.348888889
236.4
72.84984589
25
0.541
0.719
0.436111111
236.4
91.88591718
30
0.585
0.805
0.523333333
236.4
115.9161088
35
0.668
0.857
0.610555556
236.4
133.9569757
40
0.784
0.881
0.697777778
236.4
149.4596215
45
0.86
0.945
0.785
236.4
166.1435274
50
0.932
1.019
0.872222222
236.4
180.7100001
55
0.999
1.11
0.959444444
236.4
191.6007902
60
1.069
1.218
1.046666667
236.4
197.3090517
65
1.138
1.356
1.133888889
236.4
195.4613303
70
1.212
1.534
1.221111111
236.4
183.0087556
75
1.283
1.754
1.308333333
236.4
160.1116824
80
1.339
2.01
1.395555556
236.4
128.7085871
85
1.378
2.306
1.482777778
236.4
87.69367922
90
1.468
2.613
1.57
185.47
34.46606316
95
1.594
3.103
1.657222222
92.38
-15.17596886
100
1.629
3.916
1.744444444
36.16
-29.57031635
105
1.646
4.3
1.831666667
15.17
-15.54484977
角度
x1
y1
弧度
分液重量Gy
倾动力矩My1
0
0
0
0
191.1
0
5
0.172
0.47
0.087222
191.1
6.043354325
10
0.333
0.494
0.174444
191.1
13.81379009
15
0.478
0.52
0.261667
191.1
24.47726592
20
0.59
0.562
0.348889
191.1
40.24844358
25
0.693
0.604
0.436111
191.1
57.23318247
30
0.79
0.646
0.523333
191.1
74.95704613
35
0.871
0.698
0.610556
191.1
93.92340893
40
0.936
0.76
0.697778
191.1
113.4184355
45
1.01
0.818
0.785
191.1
131.1835297
50
1.074
0.888
0.872222
191.1
147.7996654
55
1.136
0.969
0.959444
191.1
161.922953
60
1.197
1.065
1.046667
191.1
172.5715314
65
1.257
1.184
1.133889
191.1
178.1652233
70
1.325
1.333
1.221111
191.1
176.6280501
75
1.39
1.561
1.308333
191.1
159.7442465
80
1.453
1.85
1.395556
191.1
130.3544213
85
1.499
2.191
1.482778
191.1
90.74822487
90
1.541
2.579
1.57
171.64
37.72180176
95
1.652
3.178
1.657222
76.45
-17.8886312
100
1.673
3.988
1.744444
28.23
-24.8728373
105
1.687
4.304
1.831667
11.85
-12.0632979
炉液倾动力矩M总
空炉力矩
总力矩
H
0
0.000
0.000

25.36087202
4.742
30.103
2.8
51.65657421
9.449
61.105
2.8
79.2654019
14.083
93.348
2.8
113.0982895
18.610
131.709
2.8
149.1190996
22.996
172.115
2.8
190.8731549
27.206
218.080
2.8
227.8803847
31.210
259.090
2.8
262.878057
34.976
297.854
2.8
297.3270571
38.476
335.803
2.8
328.5096656
41.683
370.192
2.8
353.5237431
44.572
398.096
2.8
369.8805831
47.123
417.003
2.8
373.6265536
49.315
422.941
2.8
359.6368056
51.131
410.768
2.8
319.8559289
52.559
372.415
2.8
259.0630084
53.586
312.649
2.8
178.4419041
54.206
232.648
2.8
72.18786492
54.413
126.601
2.8
-33.06460006
54.206
21.141
2.8
-54.44315364
53.586
-0.857
2.8
-27.60814762
52.559
24.951
2.8

新炉与老炉合力矩对比
新炉
老炉

最佳耳轴位置：3.02

第四章 托圈的设计
4.1 托圈部件整体说明
托圈是转炉的重要承载和传动部件，工作过程中，除承受炉体、钢液及炉体附件的静载荷和传递倾动力矩外，还承受频繁启、制动产生的动负荷，以及来自炉体、钢水罐、渣罐、烟罩及喷溅物等的热辐射、热传导所产生的热负荷。因此，托圈应具有足够的强度和刚度。
本次设计采用整体托圈结构。托圈是一个整体的钢板焊接的箱形结构，有四个部分，即由驱动侧耳轴座、从动侧耳轴座、出钢侧托圈瓣、装料侧托圈瓣焊接成一个整体托圈的。
托圈耳轴座和耳轴铸成一体，为了减少托圈内外腹板与耳轴座联接处，由十刚度的急剧变化引起应力集中，将耳轴座与内外腹板连接部位做成叉型过渡形式，并目_与腹板连接处的厚度和腹板相同，向着耳轴附近逐渐平缓增厚。
同样，为了减少连接处钢板刚度急剧变化而引起应力集中，在接缝附近的一段距离上，焊有隔离板。隔离板焊在托圈高度中间，在耳轴两侧各一块。两耳轴的同一侧两块隔板之间，焊有7块立筋板，以提高腹板的刚度。
在每两块立筋板中间焊有穿通内外腹板的圆管，其作用是增强托圈的刚性和炉壳、托圈的空冷效果。为了防止钢水罐、渣罐的辐射热对托圈的作用，在出钢侧的托圈外腹板上借支撑块与螺钉固定有保护板。
另外，为了降低由十托圈各部位受热不均引起的高十机械载荷应力数倍的热应力，该托圈采用了水冷措施，从水冷炉口，炉顶钢板，渣裙排出的冷却水，进排水集水箱由驱动侧耳轴座上部进入托圈，再由靠近从动侧耳轴座的外腹板上