一、目的及意义

铁水预处理工艺是决定钢水中最终硫含量的主要工艺环节，目前已经为钢铁企业普遍采用。但由于脱完硫后铁水中含有大量的渣子，在入炉前既要保证除渣干净以免回硫，又要防止铁水流失，因此这就促进了铁水除渣技术的发展。

目前，一般的铁水预处理工艺流程是：铁水进站——拔除高炉渣——测温取样——加入脱硫剂——拔除脱硫渣——测温取样——出站。因此，铁水渣拔渣分为两种：一种是前拔渣，一种是后拔渣。这两种拔渣过程对铁水预处理脱硫的效果都具有很大的影响。

前扒渣是指在铁水预处理过程中喷吹前将铁水包中大量的高炉渣扒除掉。高炉渣各组分为:CaO：38%,SiO2：36%,A12O3：16.4%,TiO2：0.8%,S：1.5%。先扒除高炉渣,对降低镁粉消耗、提高脱硫率有极大的促进作用。

后扒渣是指在铁水预处理以后,在铁水包内有大量的脱硫渣,为了避免回硫,又防止铁水流失,要通过一些手段将这些渣子扒除。经深脱硫铁水最终S≤0.002%,如何干净、彻底、快速且有效地将含高硫的铁水渣扒除,是稳定脱硫最终效果的关键,也直接影响到转炉终点出钢。

脱硫与扒渣是两个相互独立、且又紧密联系的铁水预处理工艺,脱硫工艺决定了处理终点铁水含硫的水平,而扒渣则是将脱硫处理后的高硫渣从铁水中去除的重要手段,是决定入炉硫总量的主要因素。因此比较而言,扒渣工艺对过程控硫显得更为重要。如果脱硫产物得不到有效去除,再好的脱硫工艺也不能充分发挥作用。因此,从某种意义上说扒渣效果决定最终脱硫率。所以,采用先进的扒渣工艺与设备对系统控硫与降低生产成本是十分必要的。

二、国内外研究现状

国外扒渣机的研制与使用起步较早，相较于挖掘机、装载机等常用工程机械，由于扒渣机的主要用途在于隧道出渣，单一的工作性能导致在国外生产厂家相对较少。主要生产扒渣机的厂家有美国的特雷克斯(TEREX)集团公司下属的SCHAEFF工业集团以及日本凯姆科一夏夫公司两家企业，而从市场占有量、设备性能等多方面综合比较下，前者的优势明显。日本凯姆科一夏夫公司也是在引进了SCHAEFF工业集团的扒渣机生产技术后才逐渐发展起来的。SCHAEFF工业集团由来自德国的隧道设备制造商SCHAEFF、英国的平向掘进机制造公司以及来自瑞士的咨询分销商ITC共同组成。该集团公司主要生产的扒渣机型号有ITC112,ITC120,ITC312,ITC320等。其中应用最为广泛的是ITC312系列，此系列包括ITC312H1,ITC312H3,ITC312H6,ITC312SL四类型号。日本凯姆科一夏夫公司生产的扒渣机型号主要有KL-41以及KL-20ES两款。其中KL-20ES因于1995年在9.4米长的米花岭铁路隧道施工期间与门架式液压凿岩台车及其他设备配合作业，单月内成洞515.9m，成为我国铁路单线隧道建设新纪录而名声大噪。但由于种种原因导致现在该型号扒渣机已停产。

我国于80年代开始进行隧道出渣装置的研制与生产，其中多以中小机型以单动力为主，最开始的隧道出渣机械适用的是立爪式装载机。同时，我国借鉴国外先进技术并结合我国国情的基础上自行研制了多种类型的扒渣机。在这一领域内，北京建筑机械厂、福建建筑机械厂、山东广饶液压机械厂以及柳州工程机械集团公司等都是早期生产扒渣机的几个主要厂家，但由于各种因素的影响，现在这些厂家多数已经停止生产这类设备。近几年中，生产扒渣机的主要厂家有南昌凯马、贵阳力特以及河北冀川实业总公司，其中南昌凯马根据铁道部科技发展计划设计生产了LWL-260型扒渣机，石家庄铁道学院与中国人民解放军第六四一一工厂(河北冀川实业总公司)根据铁道部科技研究开发计划课题共同开发出WZ330型扒渣机，同时国内其他厂家如江西蓝翔、山东骏成以及洛阳一拖研制的东方红WZ300与铁一局建工机械有限公司生产的JGMWZ340-I型扒渣机等。总体来说，在扒渣机行业领域内，国内的设计生产水平尚可，但无论是那种型号的扒渣机在动力系统等许多细节方面与国外的一流公司仍存在不小的差距，我们的生产设计水平还有待进一步提高。

现在我国钢铁冶炼行业，扒渣机已得到广泛的应用。因为对于冶炼低硫钢种的铁水和实现少渣冶炼操作的钢厂来说，在铁水预处理后需增加扒渣工序，除去铁水表面的渣。其中典型铁水扒渣机的有以下几种型式:全气动小车走行式扒渣机，液压小车行走式扒渣机，液压伸缩臂式扒渣机。全气动小车走行式扒渣机是国内使用较早的铁水罐除渣设备。它采用压缩空气作为动力源，在扒渣小车上装有扒渣臂上下摆动装置、扒渣板位置微调装置、扒渣臂夹紧装置和扒渣臂旋转装置。扒渣机行走、回转、扒渣等动作都通过气缸完成。其特点是工作速度快、但占地面积较大，扒渣力小，结构较单薄。液压小车行走式扒渣机形式与气动小车行走扒渣机相似，但采用液压驱动。设备包括:液压站、小车行走装置、扒渣臂上下摆动装置、扒渣机左右摆动装置、扒渣板初始位置微调装置、电气控制系统等几部分。其特点是结构形式较气动扒渣机牢固，工作稳定可靠、扒渣力大，但占地面积也较大，液压设备要求高。液压伸缩臂式扒渣机是通过扒渣臂的伸缩、扒渣臂旋转和扒渣臂升降3动作的协调来完成扒渣任务。由液压站、操作站、扒渣臂伸缩驱动装置、机身整体回转装置、扒渣臂整体抬升装置，扒渣臂上下摆动装置、机座、液压管线、电气控制系统等部分组成。其特点是占地面积较液压小车行走式扒渣机小，工作稳定可靠、扒渣力大，但伸缩臂结构复杂，液压设备要求高。

2. 研究的基本内容与方案

三、基本内容和方案

本次设计任务的主要应用场合在钢厂，用于钢水包拔渣作业，故选择设计液压伸缩臂式扒渣机。

设计的主要内容及技术参数：