冶炼设备范文第1篇

关键词：钢铁行业；故障诊断；解决方案

中图分类号：F416.31 文献标识码：A

1 钢铁行业的简介

钢铁行业是以从事黑色金属矿物采选和黑色金属冶炼加工等工业生产活动为主的工业行业，它包括金属铁、铬、锰等其它矿物采选业、炼铁业、炼钢业刚加工业、铁合金冶炼业、钢丝及其制品业等行业，是国家重要的原材料工业之一。原材料的分类：钢铁生产的原材料主要包括铁矿石、锰矿石、铬矿石、石灰石、耐火粘土、白云石、菱铁矿等矿物质的原矿机器成品矿、人造块矿、铁合金等化工产品，耐火材料制品，碳素制品等。铁是钢铁产品的初级产品，经过进一步冶炼就可以得到钢，铁经过直接冶炼得到的产品是粗钢，粗钢经过铸、锻等方法处理加工就可以成为日常使用的钢材。

2 异常振动带来的影响

假如在冶炼工业生产中，机械设备出现异常振动，那么可能是设备内部出现了潜在的故障，这是大的严重的故障发生的前兆。专业人员要对这种现象给予高度的重视，一旦发生异常振动，就要对机械设备进行仔细检查，将隐患提前消除。假如对这种异常振动不予理睬，那么一旦故障真正发生时，后悔给企业的生产造成极大的影响，进而影响工艺质量，甚至会威胁人身安全。所以，一定要对机械设备出现的振动给予高度关注，根据振动出现的不同位置，对原因进行判断，找到故障发生点，消除隐患，保证工业生产的安全性。另外，转子不平衡在机械设备的工作中也会造成一定的影响，由于转子的转动带动真个系统的运行，那么在整个过程中会产生离心力的作用，它有转子旋转的速度决定。所以，一旦出现频率幅度的巨大变化，可以判断是由振动产生的不平衡引起的。

3 焊接带来的弊端焊接的弊端

我们已经知道，激光焊接技术是一种新兴的高科技焊接技术，激光焊接是利用高能量的激光脉冲对微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向溶化后形成特定熔池来达到焊接目的。它主要是针对薄壁材料、精密零件等进行焊接叠焊。可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，焊缝宽度小，热影响区小，变型小。可控制，易实现自动化。但是它也同传统的焊接技术一样，有它自身的局限性。钢铁行业中，焊接主要研究对象是熔化焊，而其中明弧焊问题最大。第一，电弧焊的主要有害因素是焊接过程中产生的烟尘一电焊烟尘。特别是焊条手弧焊。如果长期在作业空间狭小的环境里来焊接钢铁，而且在卫生防护不好的情况下，会对呼吸系统等造成危害，严重时易患电焊尘肺。第二，有毒气体在浓度比较高时会引起中毒症状。其别是臭氧和氮氧化物，它们是电弧高温辐射作用于空气中的氧和氮而产生的。第三，弧光辐射是所有明弧焊共同的有害因素，由此引起的电光性眼病是明弧焊的一种特殊职业病。弧光辐射还会伤害皮肤，而且会损坏棉织纤维。最后，有色金属气焊时的主要有害因素，是熔融金属蒸发于空气中形成的氧化物尘烟，和来自焊剂的毒性气体。

4 故障诊断的主要理论和方法

1971年Beard发表的博士论文以及Mehra和Peschon发表的论文标志着故障诊断这门交叉学科的诞生。发展至今已有30多年的发展历史，但作为一门综合性新学科――故障诊断学――还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法，这些方法各有特点，但从学科整体可归纳以下几类方法。

4.1 基于系统数学模型的诊断方法：该方法以系统的数学模型为基础，以现代控制理论和现代优化方法为指导，利用Luenberger观测器、等价空间方程、Kalman滤波器、参数模型估计与辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阀值对残差进行分析与评价，实现故障诊断。该方法要求与控制系统紧急结合，是实现监控、容错控制、系统修复与重构等的前提、得到了高度重视，但是这种方法过于依赖系统数学模型的精确性，对于非线性高耦合等难以建立数学模型的系统，实现起来较困难。如状态估计诊断法、参数估计诊断法、一致性检查诊断法等。

4.2 基于系统输入输出信号处理的诊断方法：通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断，应用较多的有各种谱分析方法、时间序列特征提取方法、自适应信号处理方法等。这种方法不需要对象的准备模型，因此适应性强。这类诊断方法有基于小波变换的诊断方法、基于输出信号处理的诊断方法、基于时间序列特征提取的诊断方法。基于信息融合的诊断方法等。

2 钢铁行业中故障诊断技术的应用

钢铁行业中的主要机械设备是各种传动设备和液压设备，如轧机、传送带、各种风机等。它们的工作状况决定了生产效率和钢铁冶炼的质量，对这些设备状态的在线检测，能够及时、准确的检测出生产设备的运行状况，并给出相应的操作和建议。因此建立相应的故障诊断系统对整个系统的正常运行特别重要。主要原理是以运动机械的振动参量检测为中心，辅助以温度、压力、位移、转速和电流等各种参数的采集，从而对这些大型传动设备的状态进行分析和判断，再进行相应的处理。整套故障诊断系统由计算机系统、数据采集单元、检测元件、数据通讯单元以及专业开发软件组成。机械振动是普遍存在工程实际中，这种振动往往会影响其工作精度，加剧及其的磨损，加速疲劳损坏；同时由于磨损的增加和疲劳损坏的产生又会加剧机械设备的振动，形成一个恶性循环，直至设备发生故障，导致系统瘫痪、损坏。同时机械设备的工作环境也是造成机械设备发生故障主要原因之一，因此，根据对机械振动信号和工作环境温度、湿度的测量和分析，不用停机和解体方式，就可以对机械的恶劣程度和故障性质有所了解。同时根据以往经验建立相应的处理机制库，从而针对不同的故障做出相应的诊断和处理。

结语

建立在现代故障诊断技术上的钢铁冶炼设备故障诊断系统，可对设备的运行状态进行实时在线检测、通过对其监测信号的处理与分析，可真实地反映出设备的运行状态和松动磨损等情况的发展程度及趋势，为预防事故、科学合理安排检修提供依据，可以提高设备的利用效率，产生了很大的经济价值，对此类故障诊断系统的研究有很深远的意义。

参考文献

[1]李菲.焊接方法与设备[M].北京：化学工业出版社，2008.

冶炼设备范文第2篇

关键词：钢铁 冶炼设备 故障 措施

在连续生产系统中，如果某台关键设备因故障而不能继续运行，往往会涉及全厂生产系统设备的运行，而造成巨大的经济损失。因此，对于连续生产系统，例如电力系统的汽轮发电机组、冶金过程及化工过程的关键设备等，故障诊断具有极为重要的意义。

对于某些关键机床设备，因故障存在而导致加工质量降低，使整个机器产品质量不能保证，这时故障诊断技术也不容忽视。

故障诊断的基础是建立在能量耗散原理上的。所有设备的作用都是能量转换与传递，设备状态愈好，转换与传递过程中的附加能量损耗愈小。例如机械设备，其传递的能量是以力、速度两个主要物理参数来表征，附加能量损耗主要通过温度及振动参数表现。随着设备劣化程度加大，附加能量损耗也增大。因此，监测附加能量损耗的变化，可以了解设备劣化程度。

一、 钢铁冶炼机械设备故障诊断技术的发展

诊断技术发展几十年来，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点。从诊断技术的各分支技术来看，美国占有领先地位。美国的一些公司，如Bently，HP等，他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平，不仅具有完善的监测功能，而且具有较强的诊断功能，在宇宙、军事、化工、工业等方面具有广泛的应用。

我国诊断技术的发展始于70年代末，而真正的起步应该从1983年南京首届设备诊断技术专题座谈会开始。虽起步较晚，但经过近几年的努力，加上政府有关部门多次组织外国诊断技术专家来华讲学，已基本跟上了国外在此方面的步伐，在某些理论研究方面已和国外不相上下。目前我国在一些特定设备的诊断研究方面很有特色，形成了一批自己的监测诊断产品。全国各行业都很重视在关键设备上装备故障诊断系统，特别是智能化的故障诊断专家系统，在电力系统、石化系统、冶金系统、以及高科技产业中的核动力电站、航空部门和载人航天工程等。工作比较集中的是大型旋转机械故障诊断系统，已经开发了20种以上的机组故障诊断系统和十余种可用来做现场故障诊断的便携式现场数据采集器。透平发电机、压缩机的诊断技术已列入国家重点攻关项目并受到高度重视；而西安交通大学的“大型选转机械计算机状态监测与故障诊断系统”，哈尔滨工业大学的“机组振动微机监测和故障诊断系统”。东北大学设备诊断工程中心经过多年研究，研制成功了“轧钢机状态监测诊断系统”，“风机工作状态监测诊断系统”，均取得了可喜的成果。

故障诊断(FD)始于(机械)设备故障诊断,其全名是状态监测与故障诊断(CMFD)。故障诊断技术是一门交叉学科 ,为解决复杂系统的故障诊断问题提供了强有力的理论基础,同时实现了故障诊断技术的实用化;近二十年来,由于技术进步与市场需求的双重驱动,故障诊断技术得到了快速发展,已在航空航天、核反应堆、电厂、钢铁、化工等行业得到了成功应用,取得了显著的经济效益;从故障诊断技术诞生起,国际自动控制界就给予了高度重视。

二、钢铁冶炼机械设备故障诊断的主要理论及其方法

从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法,这些方法各有特点,但从学科整体可归纳以下几类方法。

1、基于系统数学模型的诊断方法:该方法以系统的数学模型为基础,以现代控制理论和现代优化方法为指导,利用Luenberger观测器 、等价空间方程、Kalman滤波器、参数模型估计与辨识等方法产生残差,然后基于某种准则或阀值对残差进行分析与评价,实现故障诊断。该方法要求与控制系统紧急结合,是实现监控、容错控制、系统修复与重构等的前提、得到了高度重视,但是这种方法过于依赖系统数学模型的精确性,对于非线性高耦合等难以建立数学模型的系统,实现起来较困难。 2、基于系统输入输出信号处理的诊断方法:通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断,应用较多的有各种谱分析方法、时间序列特征提取方法、自适应信号处理方法等。这种方法不需要对象的准备模型,因此适应性强。这类诊断方法有基于小波变换的诊断方法、基于输出信号处理的诊断方法、基于时间序列特征提取的诊断方法。

3、基于人工智能的诊断方法:基于建模处理和信号处理的诊断技术正发展为基于知识处理的智能诊断技术。人工智能最为控制领域最前沿的学科,在故障诊断中已得到成功的应用。对于那些没有精确数学模型或者很难建立数学模型的复杂大系统,人工智能的方法有其与生俱来的优势。基于专家系统的智能诊断技术、基于神经网络的智能诊断技术与基于模糊逻辑的诊断方法已成为解决复杂大系统故障诊断的首选方法,有很高的研究价值和应用前景。

4、其它诊断方法:其它诊断方法有模式识别诊断方法、定性模型诊断方法以及基于灰色系统理论的诊断方法等。另外还包括前述方法之间互相耦合、互补不足而形成的一些混合诊断方法。

三、钢铁行业中机械设备故障诊断技术的应用

钢铁行业中的主要机械设备是各种传动设备和液压设备,如轧机、传送带、各种风机等。它们的工作状况决定了生产效率和钢铁冶炼的质量,对这些设备状态的在线检测,能够及时、准确的检测出生产设备的运行状况,并给出相应的操作和建议。因此建立相应的故障诊断系统对整个系统的正常运行特别重要。于是针对钢铁行业特殊的机械环境(多传动设备和液压设备),相应的故障诊断系统也必须以这些设备的特点而建立。主要原理是以运动机械的振动参量检测为中心,辅助以温度、压力、位移、转速和电流等各种参数的采集,从而对这些大型传动设备的状态进行分析和判断,再进行相应的处理。整套故障诊断系统由计算机系统、数据采集单元、检测元件、数据通讯单元以及专业开发软件组成。此系统既可单独工作,又可和DCS或PLC组成分散式故障诊断系统对所遇生产设备进行监控和故障诊断。

机械振动是普遍存在工程实际中,这种振动往往会影响其工作精度,加剧及其的磨损,加速疲劳损坏;同时由于磨损的增加和疲劳损坏的产生又会加剧机械设备的振动,形成一个恶性循环,直至设备发生故障,导致系统瘫痪、损坏。同时机械设备的工作环境也是造成机械设备发生故障主要原因之一,因此,根据对机械振动信号和工作环境温度、湿度的测量和分析,不用停机和解体方式,就可以对机械的恶劣程度和故障性质有所了解。同时根据以往经验建立相应的处理机制库,从而针对不同的故障做出相应的诊断和处理。整个处理过程如下:

1、传感器采集设备工作状态信号。如各种传动装置的振动信号、温度信号、液压装置的压力、流量和功率信号等。

2、特征信号提取。将各种传感器采集信号进行信号分类,刷选出相应的传感器信号,如振动传感器采集的文振动强度信号、压力传感器采集的压力信号等。

3、对特征信号处理。对传感器采集的特征信号进行滤波、放大等处理,提取出相应的特征信号。

4、对采集信号进行故障诊断。将提取的特征信号进行判断处理,选择相应的故障方法(如小波变换法),分析故障类型和设备状态,然后查询故障类型库,做出相应的决策。

四、结束语

建立在现代故障诊断技术上的钢铁冶炼设备故障诊断系统,可对设备的运行状态进行实时在线检测、通过对其监测信号的处理与分析,可真实地反映出设备的运行状态和松动磨损等情况的发展程度及趋势,为预防事故、科学合理安排检修提供依据,可以提高设备的利用效率,产生了很大的经济价值,对此类故障诊断系统的研究有很深远的意义。

参考文献:

冶炼设备范文第3篇

1 设备管理是谁的事

在企业，设备就像我们的孩子，操作工就像我们的家长； 检修工和点检员就像医生，操作工就要带好孩子，及时给孩子穿好衣服，清理好卫生，让孩子少生病；这样才能减少孩子看医生的次数和时间。

在一线，设备的损坏，有三个方面原因：

一是操作。设备安装投入运行后，每天直接与设备打交道的，就是我们的操作人员，如果不按标准化的流程操作，随意起停机，带负荷起动，日常点检和维护跟不上等，都会造成我们设备的损坏。有不完全数据统计，设备的损坏有27%的原因是因为操作造成的，这也是体系推进，为什么要加快全面推进自主维护的原因。

二是维修。有没有遇到以下这样情景，新电机刚安装上时，可以用5～6年都不坏，但等到有异常原因损坏进行维修回来后，就会出现经常性的损坏，达不到原来的使用周期；1个轮子，维修前安装了8个螺栓，维修后，只安装6颗，甚至更少；在设备损坏后，维修启到了“救火”和恢复生产作用，同时也会遗留一些风险，这就是为什么要推进维修工程管理的原因，强化维修过程?|量跟踪和确认的原因。

三是设计。随着技术的进步，新材料、新技术、新设备不断涌现，设计不理想的设备，会处于不稳定运行，或需要高频次维修或维护，存在运行费用高、维修费用高、维护费用高等系列问题，这是我们为什么要开展设备故障管理和预防性维修的原因，通过分析，找到根本原因，通过基于时间、使用、状态和故障的维修策略，优化维修管理，并通过科研、技改等手段，优化设计。

正因为设备损坏有三个方面原因，如果只靠专业人员管设备，会永远管不到最优状态，所以，我们要实现：

转变一------从专业人员管设备，到全员参与管理的转变。

2 设备管理为了谁？

我们经常会听到生产方说，设备就是为生产服务的，我让停就停，让开就开，不让停就不能停。在其它一些企业，设备管理人员往往处于非常被动的局面。可有没有时常想到，我们的设备交给生产后，操作人员随意的小停机，长时间的低负荷运行，废品、废料没关系，返过来重新生产，造成大量的质量和速度损失，设备是为生产服务的，设备在生产方手中，想怎么用就怎么用，坏了反正有设备维修人员修，长期这样的观念，促使了生产人员，紧紧盯着设备运转率，而忽视了质量和速度损失。就像一台小车一样，明明每次可以拉3个人的，只拉2个人，小车运转率很高，一直跑了30次，拉了60人，但是本来20次就可以完成。这也是推进设备管理体系要强调关注OEE（整体设备效率）的原因。在设备不够用，计划上新设备之前，一定要算一算OEE是多少，而不要只看运转率已经100%了，就认为设备不够用，这也促使我们需要实现：

转变二------从仅仅为生产服务，到为企业的经济效益服务。

3 设备成本怎么算？

在设备管理方，说到设备成本，大家都知道设备采购成本、备件材料费用、检修工时费、外委费用等。

在生产管理方，说到生产成本，往往通过效益树分解，关注着产量和各类消耗指标等。

如果设备和生产方的成本，完全分开来管，可以达到一个合理的成本水平，可是很难做到最优的水平，为什么呢？因为其中有一个关联着设备和生产的机会成本，我们把它给忽视了。前一期，我曾到一个分厂，我看到备件、维修费用持续大幅降低，我第一句话就告诉现场管理者，这个可能有问题。我曾经指导过一个案例，有一个小仪表备件费不到1000元/台，它跳停一次，能源和设备损失达到了50万/次，过去1年，已经跳停了2次，这样我们在节约着1个仪表的钱，对企业的稳定发展和经济效益到底值不值？大家一目了然。其于这个原理，设备管理体系提出机会成本的概念，设备损坏一次的费用，不仅要关注备件费、工时费、外委费，还要关注因设备损坏，而引起的产量损失、重启和切换损失、能源损失等，即机会成本。从而促使我们需要实现：

冶炼设备范文第4篇

摘要：为了加强高钢的产量与质量,在现代钢冶炼期间,各个大钢厂全面使用各种新技术与设备,其中炉外精炼技术就是提高钢质量的新工艺之一。炉外精炼工艺是将转炉或电炉初炼的钢水转移到钢包中进行二次精炼的过程，也称“二次冶金”或炉外精炼。本文简单介绍了炉外精炼工艺的方法即LF法，以及炉外精炼技术的未来的发展趋势。

关键词：炉外精炼技术；LF；夹杂；合金

1引言

随着工业和科学技术的发展,对于钢的力学性能和工艺性能的要求越来越高。特别是一些重要零件，用一般的电炉熔炼得到的钢液质量不能满足要求。因此自20世纪30年代。冶金工作者们开始寻求进一步提高钢的质量的方法，并逐步形成了炉外精炼工艺。

在60年代中期，我国就开始在生产炼钢过程中，使用高碱度炉渣。在出钢期间，采用脱硫的办法冶炼轴承钢，还学会了钢包静态脱气的原始精练工艺，但目前没有精练的设备能够应用其中。在80年代时，我国自主研发的精炼设备也开始投入使用，如LF炉与电磁搅拌设备等，我国各冶金研究所等机构联合研发生产的喂丝机、钢包吹氩与合金芯线，并健全了炉外精炼技术的辅助工艺。并且炉外精炼技术在当前已经非常成熟，精炼工艺全面运用于国内的各钢铁企业，以核心炉外精炼技术为主，并在冶炼特殊的钢中取得了良好的效果和成果。

2炉外精炼（LF）的几个要点

2.1炉外精炼（LF）的介绍

所谓炉外精炼（简称LF）是指钢包中冶炼的全过程，它是真空处理、加热控温、喂线喷粉、吹氩搅拌和合金成分微调等工艺用不同方式组合起来的，并在钢包内二次造还原渣，让钢包内保持还原性气氛，让钢液更加精净。炉外精炼技术是以减少钢中的磷、硫、氧等有害物质在钢中含量，避免出现成分偏析以及有害参杂物。以此来提升钢材的拉伸强度、韧性、屈服强度、塑性、冲击性等机械力学性能。

2.2炉外精炼（LF）能改变冶炼时的液相反应环境

气体是冶炼期间的脱氧和脱碳的反应产物，炉外精炼（LF）是在真空环境下完成的，对化学反应的顺向操作比较有利，工作压力在≥50Pa时，加大真空度对钢液脱气的处理，降低钢中的气体含量。

2.3炉外精炼（LF）能快速完成钢液成分的传输

钢液的传质速度是冶金反应速度快慢的关键，冶炼期间所采用多种混合方式让系统内的钢液流动起来，让熔体内的传热、传质和对流的过程加快，强化钢液内的熔池搅拌，达到钢液化学成分均匀的目的。

2.4炉外精炼（LF）能增加渣-钢之间的反应面积

炉外精炼的各种设备都有搅拌功能、喷粉技术，搅拌的时候能够使渣-钢乳化，细小颗粒、气泡上浮，让冶炼时产生金属元素的熔化、熔解、碰撞等各种金属元素化学反应，增加渣-钢反应面积，提高反应速度，提高合金收得率，炉外精炼就是利用增大渣-钢反应面积提高精练效果。

2.5炉外精炼（LF）精确控制钢水温度、成分

炉外精炼设备有电极加热装置，能够准确的控制钢液温度，同时用吹氩技术把钢水内的含有多种化学元素搅拌均匀，完成合金成分的微调，对化学反应要精确控制，让各种反应保持平衡。并且转炉炼钢和连续铸钢之间有缓冲时间，与连续铸钢形成流畅的冶金生产流程。

2.6炉外精炼（LF）在冶金中的应用

钢厂在炉外精炼（LF）设备添加后，还需要水循环系统，除尘系统和人员投资等添加，让炼钢的冶炼成本不断增加。但钢液化学成分的稳定性也得到了控制，合金成分也精确了，减少了偏析现象。钢液中气体、夹杂物的含量降低。增加钢材的抗拉强度、韧性、屈服强度、塑性、冲击性等机械力学性能，由于上述各种原因，让炼钢成本与机物料的消耗持平。

应用炉外精炼（LF）的优点包括：

（1）使用钢包精炼工艺后，钢液中的有害化学元素和有害气体都有所降低，并使钢液中不易形成对钢坯有严重侵害的非金属夹杂物和金属夹杂物，从而提高了钢坯的机械性能和力学性能。

（2）电磁搅拌作用加快了钢-渣之间的化学反应，有利于钢液的脱硫、脱氧和脱气，使钢液中非金属杂物及各种夹杂物的上浮，提高了钢液反应速度，并使钢液中的各种化学成分均匀。

（3）与普通转炉炼钢、电炉炼钢联合冶炼，加快生产周期，提高了钢材产量、质量，使企业效益最大化。

使用炉外精炼（LF）还需解决的问题包括：

钢包倒包过程中，易使钢液吸气，为避免钢液二次氧化，目前的解决办法是精炼钢包直接上连铸，并实行保护浇铸。

2.7炉外精炼（LF）的未来发展趋势

（1）以钢包吹Ar为核心，加上喷粉、合金成分微调等技术相结合，主要与转炉一连铸生产相衔接。

（2）以真空处理为核心，加上喷粉、化学加热、合金成分微调等技术相结合，主要与转炉一连铸生产相衔接。

（3）以LF炉为核心，与上述技术相结合的精炼，主要与电炉一连铸生产相衔接。

（4）健全现场监测设施，对炉外精炼冶金过程实现自动化控制，保证终点温度和化学成分控制精度，提高钢材产品的质量。

3结语

国际炼钢工艺的水平主要表现在炼钢炉前、后操作的流程变化，如铁水预处理、炉外精炼技术以及相关的全新生产炼钢的最好工艺流程的研究发展。炉外精炼（LF）是提升钢材质量，减少生产成本的国际先进技术，也是当前炼钢技术中不能缺少的重要组成，它有微调化学成分和准确钢液温度的控制、夹杂物形态控制、真空脱气等冶金功能。在整个冶炼期间，还要考虑到技术上的灵活性与连续性。为了完成最好的精炼成果，准确地在线测定与最终快速测定是钢水中化学元素必须做的。所以说炉外精炼（LF）技术会在以后的冶炼中将会取得较快的发展，只有加大每项功能的环节作用，才能更好的发挥出炉外精炼（LF）优势，生产出品质高精度纯净的钢种。

可以预见,今后将有更多的精炼工艺和设备在我国的冶金行业得到应用，为冶金行业的发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]冯聚.钢水预处理和钢水炉外精炼[M].北京：冶金工业出版社,2006.

[2]陈建斌.炉外处理[M].北京：冶金工业出版社,2008.

[3]李晶.LF精练技术[M].北京：冶金工业出版社,2009.

[4]殷瑞钰.冶金流程工程学[M].北京：冶金出版社,2004．

冶炼设备范文第5篇

关键词：除尘系统； 集气罩； 设计原则； 计算

DH公司作为国家高薪技术企业，具备强有力的设计研发、工程建设与设备制造能力，特别是对金属冶炼技术尤为擅长。在冶金制造过程中也在不断的完善已有技术与生产工艺，为确保冶金生产过程中产生空气污染，对金属冶炼车间除尘系统中的集气罩设计做出了精心的研究。

1.金属冶炼车间除尘系统集气罩及设计目的

我国目前的很多生产制造车间都存在一定的粉尘污染，我国的大气污染排放标准明确规定了砂轮磨尘的最高允许排放量为每平方米60mg，对于铝合金以及金属铝的粉尘颗粒排放量规定在每平方米4mg。在金属冶炼过程中，常常需要对金属工件进行必要的打磨、切割、抛光等工艺加工，在加工的过程中会产生大量的金属废屑以及金属粉尘颗粒[1]。这些粉尘如果不加以治理，将在金属冶炼车间内随着空气的流动而造成车间的二次污染，甚至会随气流流入外界空气中，造成大气环境污染。因此，为提高工艺水准，改善金属冶炼车间工作环境，根据国家与相关行业对粉尘污染的标准规定，又根据我公司车间的环境与生产工艺状况，设计了金属冶炼车间除尘系统集气罩。

除尘系统集气罩是一种可以回收粉尘，防止其扩散到空气中，通过净化过滤系统将粉尘类污染物得到回收的烟气净化装置[2]。集气罩根据污染源与生产安装环境的不同可以分为吹气式和吸入式两种形式[3]。前者是利用了吹吸气流回收污染源的方式进行设计，同理，后者则是根据吸气气流收集污染源。吸入式除尘集气罩根据污染源产生环境又分为排气柜、接受式、密闭式和外部集气罩。由于我公司的金属冶炼车间不能对粉尘等污染源物质进行封闭，所以我们选择了设计外部集气罩。在设计前考虑要在车间粉尘污染源设备的上方，决定应用伞形上部集气罩。除尘系统中集气罩设计的质量直接影响着最终粉尘的排放标准是否合格，对于生产环境与大气环境的保护具有非常重要的作用。

2.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计原则与设计理论

金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计主要是根据我公司金属冶炼车间的具体生产车间环境与粉尘污染源的位置应用机械力学理论和CAD制图软件的配合设计而成的。主要的设计原则与设计理论如下：

2.1.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计原则

除尘系统中的集气罩要尽量用最小的吸风量去集中控制粉尘污染源，设计过程中还要本着节约能源与成本的大原则。由于车间环境影响不能采用密闭罩，而是采用了上部伞形集气罩，设计中一定注意要尽量控制伞形集气罩的吸力范围减少到最小，罩体的位置要尽可能的贴近或者包围住粉尘污染源，以有利于回收粉尘。在设计中还要减少风力对流等干扰气流的出现，粉尘流动气流与吸气气流要最大程度保持同一方向。在设计前也要充分考虑除尘系统操作人员的操作岗位位置，对于已经被集气罩收集的污染粉尘一定注意不要让人误吸。此外，集气罩在设计中还要考虑车间房屋结构，安装后要方便以后维修人员进行维护。集气罩设计工艺上也要坚持不能够阻碍或者影响原有金属冶炼车间正常生产的原则。

2.2.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计理论

任何设计都要以相应的正确理论作为设计基础，金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计主要是应用了流体力学理论对车间内大量的粉尘污染物进行最有效力的汇集。针对我公司的吸气式伞形集气罩的设计，主要是应用了大量的吸入气流理论。该理论认定在集气罩进行粉尘吸入时会在吸气口产生一定的负压，利用这种压力就可以将包围在罩体下的粉尘污染物吸收。在设计中要考虑吸气口的流速与压力，要注意无边的吸气口的流速要高于有边吸风口的流速[4]。其中，外部集气罩口的气流分布都遵循等速面的气流分散规律，即如果以吸气口为球心，罩口气流分布将是以该吸气口为球心的等速球面[5]。

3.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计方法

金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计方法主要根据设计原则与设计理论而形成的。

首先，我们要测量金属冶炼车间的建筑结构，包括车间的高度、长、宽、面积等基础数据，这些基础数据可以帮助我们合理的将伞形集气罩安装在便于操作而工作效率又高的位置；其次，设计人员要计算出材料消耗、压力损失与排气流量。材料消耗主要是根据伞形集气罩的外形尺寸进行确定，计算中也不能忽视各个零部件材料的损耗。

其次，要注意集气罩口的面积一定要大于罩口粉尘污染物的扩散断面面积。金属冶炼车间除尘系统集气罩设计难点就在于确定排气量，集气罩的排气量可以用公式Q=VⅹS来进行计算，即排气量是集气罩的罩口面积与吸入粉尘的平均的吸收速度的乘积。排气量也可以利用集气罩内管道的横截面积与通过管道内的平均流速的乘积来确定；

最后，设计者要注意允许的罩内负压要小于等于25Pa，另外，一定不要忘记计算除尘系统集气罩的压力损失，这需要用系统连接管内的动压与压力损失常数相乘来得到压力损失数据。

根据以上设计理论与设计方法设计出来的金属冶炼车间除尘系统集气罩经过在我公司的运行实践可以看出：集气罩结构合理、安装位置便于操作和维护，运行期间运行状况良好，能够让除尘效果达到国家规定标准，系统能源消耗低，成本消耗低，值得使用。

4.结语：由以上分析可得知，在金属冶炼车间除尘非常必要，要保障正常生产与环境安全就必须加强除尘系统中集气罩的设计，设计中要掌握恰当的原则与方法。

参考文献：

[1]张殿印.工业除尘设备设计手册[M].化学工业出版社.2012：88

[2]胡传鼎.通风除尘设备设计手册[M].化学工业出版社.2011：100-101

[3]唐敬麟，张禄虎.除尘装置系统及设备设计选用手册[M].2009：55-59

[4]王鹏，张校先.浅析除尘系统的设计原则[M].2009（03）：20-22