爐頂設(shè)備是高爐生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，用于裝入原材料，合理分布爐內(nèi)，起到爐頂密封的作用。有兩種類型的串聯(lián)罐和并聯(lián)罐。包鋼煉鐵廠的高爐爐頂設(shè)備均采用并聯(lián)罐式。并聯(lián)罐式無(wú)料鐘爐頂設(shè)備由給料漏斗、給料罐、上下密封閥、給料流調(diào)節(jié)閥、驅(qū)動(dòng)裝置、氣密箱、布料槽組成。稱重罐上設(shè)有上密封閥，稱重罐內(nèi)爐料裝入高爐時(shí)可密封高爐內(nèi)氣體，是保證爐頂密封氣體的關(guān)鍵設(shè)備。
   1 上密封閥結(jié)構(gòu)及工作原理
   上密封閥結(jié)構(gòu)：由閥板、閥座、密封圈和驅(qū)動(dòng)裝置組成。
   工作原理：上密封閥的開啟和關(guān)閉由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)閥板旋轉(zhuǎn)。當(dāng)罐排出壓力時(shí)，上密封閥板打開，爐料通過(guò)上密封閥通過(guò)上密封閥進(jìn)入罐。當(dāng)罐停止裝載時(shí)，上密封閥板關(guān)閉并密封罐，以確保高爐的高壓運(yùn)行。為保證閥板與閥座的密封，在閥座壓頭與密封圈接觸面上堆放硬合金，閥板上的密封圈采用硅橡膠密封圈。
   2 上密封閥規(guī)格
   2.1 上密封閥的規(guī)格
   上密封閥直徑：DN為940mm；
   工作壓力：0.25MPa；
   旋轉(zhuǎn)角：0°～100°。
   3 驅(qū)動(dòng)裝置
   驅(qū)動(dòng)裝置由油缸、曲柄、軸、杠桿、閥板組成，見(jiàn)圖1。

圖1

   3.1 油缸的選擇
   油缸型號(hào)：Y－HG1－100/56×500－LE1－HL10
   3.2 軸的設(shè)計(jì)
   3.2.1 選擇軸的材料1
   選取40Cr合金鋼，調(diào)質(zhì)處理，允許疲勞應(yīng)力σ-1］為177～213MPa。
   3.2.2
   (1)畫軸空間應(yīng)力簡(jiǎn)圖(圖2-a）

圖2 應(yīng)力分析圖

   (2)水平面彎矩MH圖（圖2-b）
   計(jì)算：
   (3)垂直面彎矩MV圖（圖2-c）
   計(jì)算：
   (4)合成彎矩圖(圖2)-d）

   
   (5)轉(zhuǎn)矩T圖（圖2-e）

   
   (6)作為量彎矩Me圖（圖2-f）

   
   其中α校正系數(shù)根據(jù)扭應(yīng)力的變化性質(zhì)確定，根據(jù)應(yīng)力脈動(dòng)α取0.7。
   (7)計(jì)算危險(xiǎn)截面的軸徑
   從彎扭矩圖中獲得，危險(xiǎn)截面在B根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算B處的軸徑可以。
   選擇重要軸的小值，取σ-1］=185MPa
   由公式：
   得：
   取根據(jù)選定的軸承型號(hào)dB=130mm符合設(shè)計(jì)要求。
   4 結(jié)束語(yǔ)
   包鋼煉鐵廠25000m包鋼煉鐵廠23高爐上密封閥#高爐和4#高爐基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，生產(chǎn)維護(hù)方便。自2006年投入使用以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，滿足了高爐生產(chǎn)工藝的要求，并在其他高爐中得到了推廣和應(yīng)用。
   參考文獻(xiàn)
   ［1］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四卷）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.
   2蔣玉珍.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.