冶铅鼓风炉机械设备的设计-学位论文.doc

济源职业技术学院毕业设计

XX学院

毕 业 设 计

题目
7m2 冶铅鼓风炉图纸设计
系别

专业

班级

姓名

学号

指导教师

日期

设计任务书
设计题目：
7m2冶铅鼓风炉图纸设计
设计要求：
1.根据冶金化工的需求，设计出冶铅的鼓风炉的制造图框架，适用于烧结焙烧-鼓风炉熔炼法的生产需求。
2.适用于中小型企业的生产需求，能耗小，产率高，废杂物的产量较小，劳动条件优良。
3.鼓风炉的设计应结构简洁、紧凑、严密，耗材少，满足市场的需求，使能充分利用资源，使铅金属能进入生产-消费-再生产的良性循环。
设计进度要求：
第一周到第四周下达任务书，查阅、收集资料。
第五周到第八周，进行鼓风炉的结构的设计。
第九到十二周，进行鼓风炉的结构图的CAD绘图的设计
第十三周到十七周，进行改写结构调整检查及撰写论文。

指导教师（签名）：

45
摘　　要
我国的铅矿资源丰富，储存量列居世界第二位，储量基础占世界1/5以上。铅主要用于制造合金，如蓄电池，电缆护套，氧化铅，机械制造业，防腐用铅，其他行业等，应用极为广泛，国内的铅消费量的递增极为明显，因此铅的生产量急需提升，应用好的生产方法和生产设备是现状的趋势。
无论是从矿石或精矿中生产金属铅的方法，都可以分为火法冶金与湿法冶金。铅的冶炼几乎全是火法。火法炼铅普遍采用传统的烧结焙烧-鼓风炉熔炼流程，即硫化铅精矿经烧结焙烧后得到烧结块，然后在鼓风炉中进行还原熔炼产出粗铅。根据火法炼铅的需求，依据传统的烧结焙烧-鼓风炉熔炼流程，设计出设计以冶铅为核心的冶金机械鼓风炉的结构图。因此设计出的鼓风炉工艺稳定、可靠，对原料适应性强，经济效果好的。

关键词：炼铅，鼓风炉，结构图

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目　　录
摘　　要 II
目　　录 III
1 冶铅鼓风炉的发展及应用 1
1.1 冶铅鼓风炉的发展 1
1.2 冶铅鼓风炉的应用 1
2 鼓风炉的设计 2
铅鼓风炉还原熔炼工艺流程图 2
3 炼铅鼓风炉总体 3
炼铅鼓风炉的结构组成 3
4 炼铅鼓风炉零件 4
4.1 炉基 4
4.2 炉缸 4
4.3 炉身 10
4.4 炉顶装置 20
4.5 熔体产物（炉渣、铅硫、黄渣）排放装置 33
4.6 供风装置 34
4.7 其他零件 39
5 结 论 43
致　　谢 44
参考文献 45

1 冶铅鼓风炉的发展及应用
1.1 冶铅鼓风炉的发展
近代鼓风炉多处理烧结块，烟气SO2浓度低。50年代改为处理混捏精矿和部分块料，并采用料封炉顶，提高了烟气SO2浓度，精矿中的金属也得到较好的利用。1950年，英国建成铅、锌鼓风炉，处理铅、锌混合矿，同时获得金属铅和锌。
鼓风炉是冶金设备中的竖炉。鼓风炉是将含金属组分的炉料（矿石、烧结块或团矿）在鼓入空气或富氧空气的情况下进行熔炼，以获得粗金属的竖式炉。
鼓风炉具有热效率高，单位生产率大，金属回收率高，成本低，占地面积小等特点，是火法冶金的重要熔炼设备之一。
1.2 冶铅鼓风炉的应用
铅鼓风炉可用于铅、锌等金属的还原熔炼，还可用于熔化杂铜和处理其他物料。鼓风炉的炉料一般为块状，燃料为焦炭。炉料分批从炉顶加入，形成料柱。空气由下部风口鼓入，焦炭在风口区燃烧，形成高温熔炼区；炉料在此激烈反应，不断熔化。还原熔炼时熔体在炉缸内澄清，分别放出金属和炉渣。热烟气穿过炉料上升至炉顶排出的过程中，使炉料预热，并发生部分熔炼化学反应。所以鼓风炉的传热传质条件好，热效率高，单位面积日生产能力大。

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2 鼓风炉的设计
铅鼓风炉还原熔炼工艺流程图

1.链板运输机 2.条筛 3.烧结块贮仓 4.返料贮仓 5.焦炭贮仓 6.皮带运输机
7.烧结块电振给料器（有条筛） 8.返料电振给料器 9.焦炭电振给料器
10.返粉皮带运输机 11.电动进料车 12.铅鼓风炉 13.铅溜槽 14.铅包
15.桥式吊车 16.渣溜槽 17.电热前床

3 炼铅鼓风炉总体
炼铅鼓风炉的结构组成
铅鼓风炉由炉基、炉缸、炉顶装置、放出产物的装置、风管和水管系统 、前床等部分组成。

4 炼铅鼓风炉零件
4.1 炉基
一般用硅酸盐混泥土浇注，高出地平面2~2.5m，若鼓风炉、前床、烟化炉三者成位差配置，则标高达6m以上，每平方米能承受50~60t负荷。

4.2 炉缸
目前铅鼓风炉分为有炉缸和无炉缸两种结构，当熔炼产物在炉内进行沉淀分离时，则设置炉缸；若熔炼产物在炉外进行沉淀分离时则不需炉缸。炉缸（炉底）置于炉基之上，用耐火材料砌筑，见结构图。
4.2.1 炉缸剖视图

4.2.2 炉缸外壳

4.2.3 垫片6.1-1

4.2.4 垫片6.1-2

4.2.5 垫片6.1-3

4.2.6 垫片6.1-4

4.2.7 垫片7.1-1

4.2.8 垫片7.1-2

4.3 炉身
炉身是由多个水套拼装而成，水套之间用螺栓扣紧并固定于炉子的钢架上，炉身有全水套和半水套之分。所谓全水套就是炉身由上下两列不同高度的水套组成，而半水套则下节是水套，上面砌筑耐火砖。水套内壁常用整块14～16mm锅炉钢板压制成型焊接而成，外壁用10～12mm普通钢板。水套的宽度视炉子风口区尺寸及风口间距而定。一般为800～1000mm。高度根据炉身高度确定，但下水套因布置有风口，又处于高温区，容易损坏，故不宜过高，一般为1500～2000mm。水套冷却水带走的热量占整个热支出的10%～15%。为实现热能的综合利用，多数工厂采用汽化冷却生产低压蒸汽。
炉身断面形状可分为有炉腹角、无炉腹角、倒置腹角、双排风口椅形炉等，但常用的是下部带有炉腹角上部垂直和双排风口椅形炉两种。
4.3.1 Ⅰ型水套

4.3.2 Ⅱ型水套

4.3.3 Ⅲ型水套

4.3.4 Ⅳ型水套

4.3.5 打炉结门框水冷水套

4.3.6 打炉结门水冷水套

4.3.7 耳子

4.3.8 风口汽化水套

4.3.9 合页84.5-1

4.3.10夹板（Ⅰ）

4.3.11 夹板（Ⅲ）

4.3.12 夹板（Ⅳ）

4.3.13 夹板

4.3.14 上侧汽化水套

4.3.15 水冷梁

4.3.16 下端汽化水套

4.3.17 铸铁水套

4.3.18 合页84.7-1

4.4 炉顶装置
炉料的加入和炉气的排出，都是通过炉顶来进行的，由于采取的加料和排烟方式的不同，炉顶的结构形式也不尽相同，但共同点是两侧进料，炉气由炉顶上面排烟罩汇集排出。
4.4.1 传动装置6.21.0

4.4.1.1 大齿轮6.21-4

4.4.1.2 底座6.21-2

4.4.1.3 防护罩6.21-3

4.4.1.4 卷筒324.20-1

4.4.1.5 配重箱6.21-1

4.4.1.6 小齿轮6.21-5

4.4.1.7 制动轮260.11-2

4.4.2 滑轮座6.16.0

4.4.2.1 滑轮6.16-1

4.4.2.2 销轴6.16-3

4.4.2.3 支座6.16-4

4.4.2.4 挡板6.16-2

4.4.3 炉门提升导向装置

4.4.3.1 炉门提升支架

4.4.3.2 炉门7.15.0

4.4.3.3 导向杆

4.4.3.4 导向轮

4.4.3.5 导向轮支架

4.4.3.6 销轴

4.4.3.7 定距环

4.4.4 千斤顶
钢管6.5-3
螺杆6.5-1
螺母6.5-2
千斤顶6.5.0
4.4.5 铸铁围板
Ⅰ型
Ⅱ型
Ⅲ型
Ⅳ型
炉顶围板
4.5 熔体产物（炉渣、铅硫、黄渣）排放装置
设有炉缸的炉子，熔体产物从咽喉口及咽喉溜槽流出。咽喉口设于炉子的前端，上面安有小水箱，保护咽喉口不致被高温熔体冲刷扩大、上移。咽喉口前面有咽喉窝，由U形水箱和耐火砖构成，内存熔渣而形成渣封，防止咽喉口喷风，渣封高度可通过咽喉溜槽来调节。
4.6 供风装置
供风装置包括风口、环形风管、支风管及调节阀。
风口对称的设置在炉子两侧下水套上，其数量和大小根据设计配置和炉子风口区面积计算确定。风口之间的中心距，要求方便操作，一般为250～400mm。每一支风管设置一调节阀，调节阀有插板阀和旋塞阀两种，常用旋塞阀，因其漏风少，开闭方便。
4.6.1 风管

4.6.2 风口盖

4.6.3 风嘴

4.6.4 上支风管、下支风管

4.6.5 弯头管

4.6.6 锥形销

4.6.7总风管

4.6.8法兰6.6-1

4.6.9法兰6.3-3

4.7 其他零件
角钢7-2
销耳7-1
轴324-1
U型螺栓
不等边角钢
大立柱
夹板50.9.1-4
角钢
小立柱

支架

5 结 论
我们的设计是自己独立完成的一项设计任务，我们工科生作为祖国的应用型人才，将来所从事的工作都是实际的操作及高新技术的应用。所以我们应该培养自己市场调查、收集资料、综合应用能力，提高计算、绘图、实验这些环节来锻炼自己的技术应用能力。
本次毕业设计针对“鼓风炉的设计”的要求，在满足各种参数要求的前提下，拿出一个具体实际可行的方案，因此我们从实际出发，认真的思考与筛选，经过一个多月的努力终于有了现在的收获。回想起来，在创作过程中真的是酸甜苦辣咸味味俱全。有时为了实现一个参数翻上好几本资料，然而也不见得如人心愿。在制作的过程中，遇到了很多的困难，通过去图书馆查阅资料，上网搜索，还有和老师与同学之间的讨论、交流，最终实现了这些问题较好的解决。
然后用AutoCAD进行传统的二维平面设计，最终完成鼓风炉的的平面零件图和装配图的设计和绘制。通过毕业设计，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力及学习机械设计的一般方法和步骤。掌握机械设计的一般规律，进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。
通过这次毕业设计的学习和研究，我们开拓了视野，掌握了设计的一般步骤和方法，让我们这三年来所学的各种专业知识又得到了巩固，同时，这次毕业设计又涉及到计算、绘图等，让我们又学到很多新的知识。但毕竟我们所学的知识有限。本设计的好多地方还等待更改和完善。以后我们会更加努力的学习，积极进取，再接再励。

致　　谢
短暂的毕业设计是紧张而有效的，在掌握了三年所业学的专知识后，自己能够综合的运用并能完成自己和同学拟订的毕业设计，这也是对自己所学专业知识的考察和温习，虽然这是第一次全面的从完成由构思到设计完成，我从中也学到了很多。
综合运用了课本知识，再加上实际生产所用到的一些设计工艺，认真的对自己设计的数据进行计算和核对，严格按照设计的步骤和自己已经标出的设计过程来进行计算。这些都是自己在设计中所能获得的好处。虽然在计算的过程中也遇到了很多在课本中没有遇到过的问题，这些都是在实际生产中所要考虑到的细节问题，而自己往往都会遗漏这样的设计，但在毕业设计指导老师XX老师的指导下，她给出我们在设计中必须及在实际中所要考虑到的细节的讲解，使我体会到了理论联系实践的重要性。另外在设计的过程中需要用大量的数据，而这些数据都是计算得来的，因此需要翻阅大量的相关设计的文献。所以我在学校图书馆里认真的查阅并记录了数据，再进行数次的核对最终有了正确的设计数据。
毕业设计能够顺利的完成与X老师的指导是分不开的。遇到的问题和自己不能设计的步骤，都是在XX老师的讲解下得到满意的答案。从而加快了自己设计的进度和设计的正确性、严谨性。对学校要求的设计格式，孙老师也反复的检查每一个格式和布局的美观，这样我们才能设计出符合标准的设计。
时间就这样在我认真设计的过程中慢慢的过去了，几周的时间过的是有效和充实的。到最后看到自己设计的题目完成后心情是非常喜悦的。因为这凝结了自己辛苦的劳动和指导老师的指导，所以说这次完成毕业设计所得到的收获甚多。
最后在对孙老师感激的同时，也要对在百忙中评阅我们设计的学院领导表示感谢，您丰富的专业知识能给我们提出很多可行的方案。所以我由衷的表示谢意！

参考文献
[1] 刘力.机械制图.北京.高等教育出版社，2008
[2] 时彦林.冶金机械设备.北京.人民邮电出版社.2010
[3] 《铅锌冶金学》编委会.铅锌冶金学.北京.科学出版社.2003
[4] 赵天从.重金属冶金学.冶金工业出版社.1981
[5] 彭容秋.有色金属提炼手册.锌镉铅铋卷.冶金工业出版社.1992
[6] 北京有色冶金设计研究院等.重有色金属冶炼设计手册.铅锌铋卷.冶金工业出版社.1996
[7] J.E.Dutrizac,et al.,Lead-Zinc 2000,TMS,2000
[8] T.Azakami,et al.,Zinc&Lead/95,TMS,1995
[9] 有色冶金炉设计手册编委会.有色冶金炉设计手册.冶金工业出版社.1999