Электрометаллургия

Конструкция оборудования для обслуживания электропечей

Конструкция загрузочных корзин

Металлическую шихту в дуговые электропечи загружают сверху в открываемое рабочее пространство корзинами с гибким раскрываемым днищем или корзинами грейферного типа.

Корзина первого типа (рисунок 1) имеет цилиндрический корпус 3, к нижней части которого прикреплены гибкие секторы 6 из пластинчатых цепей, заканчивающиеся кольцом (серьгой) 8. Корзину поднимают краном с помощью специальной траверсы за три крюка 4- Для опоры корзины при ее установке на пол цеха или передаточную тележку служит поддон 1, соединяемый с корзиной откидными замками 2; перед загрузкой лома в печь поддон от корзины отсоединяют.

Загрузочная корзина с днищем из гибких секторов
Рисунок 1 — Загрузочная корзина с днищем из гибких секторов

При сборке корзины через кольца 8 гибких секторов вручную протаскивают цепь 7, стягивают цепь крюком вспомогательного подъема крана так, что секторы сходятся, образуя дно корзины и затем конец цепи замыкают штырем. В момент загрузки шихты крюком вспомогательного подъема крана тянут за цепь 5, выдергивая штырь; гибкие секторы расходятся и шихта высыпается на под печи.

Корзина грейферного типа объемом 75 м3 для 100-т электропечи показана на рисунки  2. Основными элементами корзины являются цилиндрический кожух 6 и две челюсти 1 сферической формы, шарнирно прикрепленные к корпусу с помощью рычагов 2. Поворачивая рычаги 2 вокруг осей 3, можно поднимать и опускать челюсти; расположение осей 3 таково, что челюсти самопроизвольно опускаются (смыкаются), образуя дно корзины. Тяги 8, шарнирно скрепленные с концами рычагов 2, обеспечивают синхронность поворота рычагов, т. е. подъема и опускания челюстей. Корзину поднимают краном при помощи крюков 7 двухкрюковой траверсы и прикрепленных к корпусу цапф 5 Для установки корзины на пол цеха или на передаточную тележку служат приваренные к челюстям опоры 9.

Загрузочная корзина грейферного типа
Рисунок 2 — Загрузочная корзина грейферного типа

При загрузке лома в печь корзину завалочным краном печного пролета располагают над открытым рабочим пространством печи. Крюком вспомогательного подъема крана тянут канаты 4 вверх, раскрывая челюсти, и лом высыпается в печь После загрузки лома крюк вспомогательного подъема опускают и челюсти смыкаются.

Загрузку шихты корзинами осуществляют мостовыми кранами.

Конструкция крановой мульдозавалочной машины

Крановые мульдозавалочные машины для загрузки материалов в печь через рабочее окно мульдами широко применяются в цехах старой постройки. Такие крановые машины (рисунок 3) передвигаются вдоль печного пролета по тем же подкрановым путям, что и завалочные краны, т. е. по путям, закрепленным на колоннах 4, ограничивающих печной пролет. Машина включает мост 3, по которому перемещаются две тележки — главная 2 и вспомогательная 1, оборудованная подъемным механизмом с крюком. На главной тележке смонтирована шахта 5, являющаяся опорой для колонны 6, и механизмы подъема и вращения колонны 6 вместе с закрепленной на ней кабиной 7. В кабине размещены опоры хобота 8 с механизмами его качания и вращения. Мульду 9 захватывают хоботом, снабженным механизмом ее замыкания.

Крановая мульдозавалочная машина
Рисунок 3 — Крановая мульдозавалочная машина

Устройство мульды с механизмом ее замыкания на хоботе показано на рисунок 4. Мульда  представляет литую стальную емкость с карманом 3 на торцовой стенке. В карман опускают
головку 2 хобота 4 завалочной машины и вдвигают с помощью штока 5 сухарь 1 в пазы кармана, что обеспечивает захват мульды хоботом. Объем типовых мульд для печей вместимостью более 200т составляет 1,75; 2,2 и 3,3м3.

Мульда на хоботе завалочной машины
Рисунок 4 — Мульда на хоботе завалочной машины

Грузоподъемность крановых машин составляет 1, 5/10, 1,5/20, 3/10, 5/20 и 8/20 т; цифра в числителе означает грузоподъемность хобота, в знаменателе — вспомогательного подъема. В новых цехах такие машины не устанавливают, поскольку они мешают работе завалочных кранов печного пролета и в связи со сложностью устройства и трудностью их ремонта.

Конструкция безрельсовой мульдозавалочной машин

Безрельсовая мульдозавалочная машина конструкции ПКТИ (г. Днепропетровск), показанная на рисунке 5, применяется в современных ЭСПЦ. Достоинства таких машин — малые габариты и масса, большая маневренность и то, что они, передвигаясь по рабочей площадке, не мешают работе завалочных кранов печного пролета.

Безрельсовая мульдозавалочная машина
Рисунок 5 — Безрельсовая мульдозавалочная машина

Несущая рама 6 машины опирается на два неприводных передних колеса 7 и приводную пару колес 5; колеса снабжены резиновыми литыми шинами. Хобот 2, удерживающий мульду 1, закреплен в качающейся раме 3, которая опирается на раму 6 машины через шарнир 8. Это позволяет качать хобот вокруг оси шарнира 8. На несущей раме расположены кабина 4 управления, дизельный двигатель внутреннего сгорания, насосная станция, механизмы качания и вращения хобота, замыкания мульды, передвижения и поворота машины. Все механизмы машины имеют гидравлические приводы, к которым рабочая жидкость подается от насосной станции, работающей от дизельного двигателя. Криволинейное движение машины создают поворотом задней пары ходовых колес.

Кинематическая схема основных механизмов машины показана на рисунке 6.

Кинематическая схема механизмов безрельсовой загрузочной машины
Рисунок 6 — Кинематическая схема механизмов безрельсовой загрузочной машины

Механизм вращения хобота 3 состоит из цилиндрической зубчатой передачи, колесо 7 которой жестко связано с мундштуком 6, установленным в качающейся раме 5 на подшипниках качения. Соединение хобота и мундштука — фланцевое на болтах. Вращение зубчатой паре сообщается гидродвигателем 22.

Качание хобота осуществляется совместно с рамой 5, соединенной шарнирно с основной несущей рамой 23 машины от двух гидроцилиндров 20. Рама 23 опирается на неприводные колеса 21 и приводные колеса 18.

Механизм замыкания мульды состоит из подвижного сухаря 2, прижимающего мульду к головке 1 хобота, и штока 4, соединяющего сухарь с гидроцилиндром 8.

Механизм передвижения машины состоит из конической передачи и конического дифференциала, смонтированных в корпусе заднего моста 19 и приводимых в движение двумя гидродвигателями 17. На пустотелые оси заднего моста на подшипниках качения посажены ходовые колеса 18. Дифференциал позволяет обеспечить качение ходовых колес без проскальзывания при различной скорости вращения колес при повороте машины. Поворот машины осуществляют от рулевого механизма, состоящего из глобоидной червячной передачи 10, зубчатой рейки 11, связанной с передачей рычагами и находящейся в зацеплении с шестерней 12, посаженной на вал 15, установленный в стакане 14 поворотной вилки 16. Вилка соединена с корпусом заднего моста 19.

При повороте руля 9 движение передается зубчатой рейке, которая с помощью гидроусилителя 13, уменьшающего усилие на руль, поворачивает через вал и вилку задний мост с ведущими колесами. Грузоподъемность хобота таких машин составляет 1,5 и 3т, объем мульд 0,4-0,7 м3. Основные габариты этих машин приведены ниже:

Основные габариты мульдозавалочных машин

Недостаток подобных машин состоит в загрязнении атмосферы цеха выхлопными газами.

Конструкция ленточной загрузочной машины

Ленточная загрузочная машина служит для загрузки в печь через рабочее окно сыпучих материалов и дробленых ферросплавов. Она позволяет загружать материалы без отключения печи и изменять направление струи выбрасываемого в печь материала в вертикальной и горизонтальной плоскости.

Машина (рисунок 7) передвигается к рабочему окну печи и от него по поперечному рельсовому пути на рабочей площадке. Машина состоит из перемещаемой механизмом 16 электротележки 17, на которую через стойки 5 опирается состоящий из двух секций бункер 7 для сыпучих материалов, снабженный весовым устройством 9 и челюстными затворами 10. Эти затворы открывают с помощью гидроцилиндров 8,регулируя количество выдаваемого из бункеров 7 материала. Бросковый механизм выполнен в виде ленты  1, огибающей приводной 20, направляющий 2 и огибающий ролик 21 и барабан 13, на поверхности которого в его середине имеется кольцевой паз. При открывание затвора 10 материал через воронку 4 поступает в паз барабана, т. е. в зазор между средней частью барабана и лентой 1. Под действием центробежной силы материал прижимается к ленте и движется с ней до направляющего ролика 2 и затем по инерции выбрасывается в печь через окно.

Загрузочная бросковая машина ленточного типа
Рисунок 7 — Загрузочная бросковая машина ленточного типа

Направление струи материала по вертикали регулируют, поднимая или опуская раструб 3 через систему рычагов гидроцилиндром 12. Направление в горизонтальной плоскости изменяют с помощью поворотного круга 19 с гидроцилиндром поворота 18. Вращение приводного ролика 20, т. е. движение ленты, обеспечивает электродвигатель с реализуемой частотой вращения через клиноременную передачу. Изменяя частоту вращений скоростного двигателя и, тем самым, скорость движения ленты, изменяют расстояние, на которое выбрасывается материал.

Механизм передвижения 16 состоит из трехступенчатого редуктора, электродвигателя и тормоза.

Для устранения зависания материала в бункере 7 на нем установлен электровибратор 6. Масло в гидроцилиндры механизмов машины подают из маслонапорной установки 14, электропитание к машине подводится по кабелю 15. Дальность бросания достигает 14м, производительность 240 т/ч, скорость ленты 18,6 м/с.

Конструкция системы загрузки материалов через свод печи

Наиболее совершенным способом загрузки сыпучих материалов считают применяемый на вновь строящихся печах способ загрузки сверху по наклонной течке через отверстие в своде печи. Подобная система включает расположенный над печью продольный ряд бункеров; из каждого бункера материал выдают с помощью электровибрационного питателя и весов-дозаторов на продольный конвейер доставляющий материал в расположенную против печи воронку, из которой он по наклонной трубе ссыпается в печь через отверстие в своде.

При загрузке с помощью течек через свод обеспечивается полная автоматизация, не требуется отключение печи и открывание свода. Лишь при необходимости загружать в печь горячие ферросплавы требуется безрельсовая мульдозавалочная машина.

Конструкция автошлаковоза

Сталь из электродуговых печей выпускают в сталеразливочный ковш, который транспортируют к месту разливки мостовым краном или сталевозом (см. рисунок 8).

Автошлаковоз
Рисунок 8 — Автошлаковоз

Шлак сливают в шлаковый ковш (чашу), который вывозят из цеха. Наиболее совершенным способом уборки шлака считают его вывоз с помощью автошлаковоза. Автошлаковозы несколько отличаются по устройству, но принцип работы и выполняемые ими операции одинаковы.

На рисунке 8 показан автошлаковоз фирмы «Камаг», имеющий дизельный двигатель. На платформе 1 шлаковоза смонтированы механизмы с гидравлическими приводами, обеспечивающие перестановку шлакового ковша 8 с пола цеха (стенда) на платформу шлаковоза и его наклон (опрокидывание) с целью опорожнения ковша.

Для уменьшения нагрузки на задние оси в хвостовой части платформы имеются подпорки (гидравлические домкраты) 4, опускаемые до касания с полом цеха перед подъемом и опрокидыванием шлакового ковша.

Для перестановки ковша служат два рычага 5, снабженные зевами 9 для захвата ковша за цапфы и гидроцилиндрами 2, которые могут поворачивать рычаги вокруг оси 3. Автошлаковоз подъезжает к стоящему на полу цеха ковшу 86 с повернутыми в крайнее правое положение (5а) рычагами до тех пор, пока цапфы ковша зайдут в зев 9 а рычагов. Далее с помощью гидроцилиндров 2 рычаги поворачивают справа-налево; при крайнем левом положении рычагов ковш 8 оказывается стоящим на  платформе шлаковоза. Перестановку ковша с автошлаковоза на пол цеха (стенд) производят в обратном порядке.

Для опрокидывания ковша наряду с рычагами 5 и гидроцилиндрами 2 служат захваты 7 и два гидроцилиндра 6 доворота. При опрокидывании рычаги 5 с ковшом из крайнего левого положения поворачивают вправо.  При достижении рычагами вертикального положения выдвигаются захваты 7 и при этом одновременно с опусканием ковша начинается его поворот вокруг осей цапф (наклон); затем включают гидроцилиндры 6 доворота ковша, продолжая перемещение рычагов 5 (позиция 8 а); когда рычаги достигают крайнего правого положения, ковш оказывается повернутым на 160°.

Продолжительность опрокидывания, включая вывод подпорок составляет 6 мин. Автошлаковоз для ковша вместимостью 16 м3 имеет грузоподъемность 81т, масса с ковшом составляет 146 т, скорость движения с наполненным ковшом составляет 8-16 км/ч, без груза — до 20 км/ч.