Русский   English

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Шихту в сучасні електродугові печі завантажують зверху за допомогою кошика з днищем, що відкривається. Залежно від способу відкривання для завантаження зверху розрізняють печі з поворотним склепінням; викочування корпусом; відкочується склепінням (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схеми пристрою електропечей, що завантажуються зверху

Печі з поворотним (відвертається) склепінням бувають двох типів: з опорою механізму одвороту зводу на люльку і з опорою на окремий фундамент. У сучасних печей першого різновиду (рисунок 1, а) звід підвішений до полупорталу 2, який разом з електродами 5 і системою їх переміщення закріплений на поворотному валу 8, що спирається на люльку 9. Для завантаження шихти звід піднімають на 150-300 мм, підтягуючи до полупорталу, а електроди піднімають, виводячи з робочого простору. Потім обертанням вала 8 відвертають звід з електродами на кут 85°, відкриваючи тим самим робочий простір. Нахил печі в бік зливного жолоба 11 і робочого вікна 4 забезпечують хитанням люльки.

Піч другого типу (одна з різновидів, малюнок 1, г) обладнана рухомий колоною 14, яка спирається на фундамент і забезпечена приводами її підйому і повороту. У нижньому положенні полупортал 2 разом з системою переміщення електродів спирається через дві стійки 13 на люльку, а звід на піч. Для відкривання робочого простору колона 14 рухається вгору і, входячи в зачеплення з полупортал му, піднімає його зі склепінням і електродами, а потім, повертаючись, відводить звід з електродами від печі; попередньо електроди виводять з робочого простору. Люлька нахиляється разом з піччю, склепінням і полупорталом з електродами.

У печі з викатним корпусом (рисунок 1, б) портал 6 жорстко закріплений на колисці 9, к порталу підвішений звід 3 і на порталі кріпляться електроди 5 з системою їх переміщення. Кожух 1 печі встановлений на візку 12, яка за допомогою ходових коліс 7 може пересуватися по рейках, укладених на колисці. Перед завантаженням звід піднімають, електроди виводять з робочого простору, після чого кожух викочують з під порталу в сторону робочого вікна 4. Люлька забезпечує нахил печі разом з порталом. Поширена й інший різновид печей з викочування корпусом. У них люлька і портал зі склепінням і електродами спирається на два окремих опорних сегмента. Кожух печі закріплений на колисці і викатавается з-під порталу разом з люлькою. При нахилі печі люльку замковим пристроєм жорстко з’єднують з опорними сегментами порталу, сегменти люльки і порталу мають однаковою радіус кривизни, чим забезпечується спільний синхронний нахил кожуха і порталу.

У печі з відкочується склепінням (рисунок 1, в) портал 6 і кожух 1 спираються на загальну люльку 9, причому портал встановлений на ходових колесах 7, і може переміщатися по рейках покладеним на люльці; до порталу кріпитися звід 3 з електродами. Перед завантаженням звід з електродами 5 піднімають, і портал відкочується, з’їжджаючи з люльки в сторону жолоби 11 або робочого вікна 4. хитання люльки забезпечують нахил печі разом з порталом; портал при нахилі жорстко скріплюють з люлькою спеціальними упорами. В даний час печі з викатним корпусом і відкочуються склепінням вважаються застарілими. В останні роки будують більш досконалі печі з поворотним склепінням. Нижче розглянуті механізми цих печей.

Конструкція опор і механізмів нахилу печі

Для опори корпусу печі на фундамент і для нахилу печі при зливі металу служить люлька (малюнок 2). Вона виконана у вигляді горизонтальної зварений коробчатой плити з двома опорними сегментами 3а. Механізм нахилу печі може бути з гідравлічним (рисунок 2, а) або електромеханічним (рисунок 2, б) приводами. У першому випадку подається в гідроциліндри 1 під тиском рідина викликає висунення або опускання штоків 2, у другому – електродвигуни 6 з редукторами 4 забезпечують поздовжнє переміщення зубчастих рейок 5. При переміщенні штоків або рейок опорні сегменти люльки перекочуються по горизонтальних фундаментних балок опорних станин 7 печі, що викликає хитання люльки і нахил печі [1].

Рисунок 2 – Люлька і механізми нахилу печі з гідравлічним (а) і електромеханічним (б) приводом

На малюнок 3 показана кінематична схема гідравлічного і електромеханічного з рейковою передачею механізмів нахилу печі. У першому з них (рис. 3, а) нахил люльки 7 з піччю забезпечують шарнірно закріплені на фундаменті гідроциліндри 5 за рахунок подачі масла від маслостанции в надпоршневое або підпоршневу простір гідроциліндрів. Масло до циліндрів 5 подається від маслостанции, розміщеної в окремому приміщенні і включає насос 13, запобіжний клапан 15, манометр 16, розподільний золотник 11, дросель 12 і фільтри 14. Напрям нахилу люльки 7 з піччю в сторону зливного носка 9 або робочого вікна 8, т. е. подача масла в гілку 2 або 3 маслопроводу, визначається положенням золотника 11 шляхом включення відповідного електромагніта 10. Швидкість нахилу регулюється дроселем 12, встановленим в зливний магістралі. Кут нахилу печі при перекочування люльки по фундаментних балок 1 обмежується кінцевими вимикачами 4. Так як гідроциліндри при нахилі печі змінюють своє становище, в трубопроводи 2 і 3 включені гнучкі ділянки 6 з рукавів високого тиску.

У другому механізмі (рис. 3, б) рейки мають окремий привід, установлюваний на фундаменті під піччю з боку робочого вікна. У кожному приводі обертання від електродвигуна 2 через зубчасту муфту передається триступенева редуктора 3, сполученого зубчастої муфтою з валом рейкової шестерні 5, яка входить в зачеплення з рейкою 4. Остання з’єднана шарніром 7 з сектором люльки 8. При нахилі печі рейки отримують складний рух: поступальний – від приводних шестерень і гойдає – навколо осі цих шестерень – в результаті переміщення люльки. Необхідна притиснення рейки до шестерні, здійснюється за допомогою хитається притискної обойми 6. Вал рейкової шестерні спирається на два підшипникових вузла 8. Привід забезпечений гальмом 1, з включенням якого автоматично відключається електродвигун.

Рисунок 3 – Схема механізмів нахилу печей з гідравлічним (а) і електромеханічним з рейковою передачею (б) приводами

Конструкції механізмів обертання ванни, підйому і повороту склепіння з їх опорою на люльку

Велика частина будувалися в останні десятиліття вітчизняних печей цього типу схожі з пристроєм 100-т печі, схематично показаної на малюнок 4. Корпус печі (на малюнку не показаний) спирається на люльку 8 через чотири опорних тумби 9. Звід 12 підвішений до полупорталу, що складається з двох Г-образних стійок 14 за допомогою ланцюгів 11, перекинутих через ролики 13. Кінці ланцюжків сполучені приводом 7 (електродвигун і черв’ячний редуктор з тяговим гвинтом), який переміщує ланцюга, забезпечуючи підйом і опускання зводу. Два приводу 7 з’єднані синхронизирующим валом 15.

Рисунок 4 – Механічне обладнання печі з опорою механізмів підйому – повороту склепіння на люльку

Полупортал закріплений на литий сталевий поворотною плиті 1, яка одним кінцем насаджена на поворотний вал 4 діаметром 750 мм. Вал закріплений в колисці, спираючись на підп’ятник 5 і верхній 6 і нижній роликові підшипники. Обертання вала здійснює електродвигун з редуктором 2 через конічну шестерню, що входить в зачеплення з конічним зубчастим сектором 3, закріпленим на валу 4. На поворотною плиті 1 між Г-подібними стійками закріплені три стійки механізму переміщення електродів (на малюнок 4 не показані) [2].

При відкриванні печі для завантаження включають привід 7, піднімаючи звід на 150-300 мм, і піднімають електроди, виводячи їх з робочого простору. Далі включають привід 2, повертаючи вал 4 на кут в 80 °; разом з валом навколо його осі повертається плита 1 і закріплені на ній портал, звід і електроди, відкриваючи робочий простір зверху. Механізм обертання ванни призначений для повороту печі навколо вертикальної осі на 40 ° в одну і іншу сторону щодо нормального положення. Це дозволяє під час плавлення при трьох положеннях кожуха проплавлять в шихті дев’ять колодязів що скорочує час розплавлення шихти. Можливість обертання забезпечується завдяки тому, що корпус 19 печі за допомогою прикріпленого до нього кільцевої рейки 17 спирається на ролики 16 опорних тумб 9. Один або два механізму обертання 10 встановлені на люльці; кожен з них складається з електродвигуна з редуктором, вихідний вал якого входять в зачеплення із закріпленим на корпусі печі зубчастим сектором, завдяки чому обертання валу викликає поворот корпусу. При включенні механізму 10 і обертанні корпуса кільцевої рейок 17 котиться по роликам 16, а ролики 18 запобігають бічний зсув корпусу. На надпотужних печах в такому механізмі немає необхідності, оскільки в процесі розплавлення навколо трьох електродів утворюється загальна плавильна зона або колодязь, а не три окремих проплавляющей колодязя, характерних для невисокомощних печей.

Конструкція печі з опорою механізмів підйому і повороту склепіння на окремий фундамент

Печі з опорою механізму повороту на окремий фундамент експлуатуються вже багато років. Є кілька їх різновидів [3]. Сучасний варіант пристрою розглянемо на прикладі вітчизняної високопотужними печі (ДСП-100І6). Корпус печі жорстко закріплений на колисці 1 (рисунок 5). Він включає нижню частину 2 (опору ванни) із сталевого листа, стіновий каркас 3 з труб зі стіновими панелями 4 і робочим вікном 5. Водоохолоджувані звід 6 за допомогою чотирьох гнучких тяг 7 підвішений до двох консолей 8, які об’єднані в загальну жорстку конструкцію з порталом 13 і шахтою 18. У нижньому положенні портал спирається на люльку через закріплені на ній дві тумби 14, а звід 6 – на корпус печі. У шахті 18 розміщені три гідроциліндра, які переміщують телескопічні стійки 12 електротримач. Електроди в електротримачі затискають за допомогою хомута 9 і пружинно-гідравлічного механізму 10; ток від гнучких кабелів 11а до електродотримача підводять водоохолоджуваними мідними трубами 11.

Рисунок 5 – Піч з опорою механізмів підйому – повороту склепіння на окремий фундамент

Механізм одвороту зводу з електродами розташований на окремому фундаменті і включає поворотну платформу 20 з закріпленими ній двома напрямними колонами 15 і переміщувану по ним вгору-вниз за допомогою системи роликів 19 каретку 17. При відкриванні робочого простору печі спочатку з нього виводять електроди шляхом підйому стійок 12 . Одночасно за допомогою двох гідроциліндрів 25 переміщують каретку 17 вгору; при цьому конічний хвостовик 16 каретківходіт у відповідний отвір порталу, а виступ 26 входить в зачеплення з шахтою. Рухома вгору каретка піднімає портал, консолі і шахту і закріплені на них звід і електроди. Після підйому склепіння на 200-300мм каретку 17 зупиняють і за допомогою гідроциліндра 24 починають поворот платформи 20 навколо опорного валу 21; опорні ролики 23 платформи при цьому рухаються подугообразним рейках 22. Разом з платформою навколо осі 21 повертається все піднесений кареткою обладнання, включаючи звід і електроди; поворот ведуть до повного відкривання робочого простору печі.

Ця піч, як і всі нові високопотужні, має гідравлічні приводи основних пічних механізмів, які є більш швидкодіючими, ніж електромеханічні.

Конструкції механізмів для затиску і переміщення електродів

Кожен з трьох електродів має свій незалежний механізм затиску і переміщення. Механізм складається з електродотримача і пристроїв, що забезпечують переміщення його з електродом у вертикальному напрямку [4]. Застосовуються механізми переміщення електродів з кареткою, яка пересувається по нерухомій стійці і з рухомою телескопічною стійкою електродотримача. Залежно від типу приводу розрізняють механізми з гідравлічним приводом і електромеханічним, останній може бути рейковим або канатним. На малюнок 6 показані конструктивні схеми механізмів переміщення електродів.

Рисунок 6 – Схема механізмів переміщення електродів а – з електромеханічним канатним приводом; б – з електромеханічним рейковим приводом; в – з рухомою стійкою і гідравлічним приводом

У першій схемі (рисунок 6, а) по нерухомій вертикальній стійці 3 переміщається каретка 5, до якої кріпиться рукав 7 електродотримача з електродом 8. Передача руху від приводу 1 (барабанна лебідка) до каретки здійснюється канатом 4, перекинутим через ролики 6, противагу 2 частково врівноважує каретку. Кінематична схема такого механізму і її опис дано на рис. 2.44 і в поясненнях до нього. У механізмі малюнок 6, б, каретка з електродотримачем і електродом переміщається по нерухомій стійці за допомогою рейки 9, що приводиться в рух приводом 1 (електродвигун і редуктор рейкової передачі). Тут також передбачений противагу 2, частково врівноважує каретку через блок 6.

У механізмі малюнок 6, в рукав 7 електродотримача жорстко закріплений на рухомий вертикальній стійці 10, переміщуваної всередині порожнистої нерухомою стійки 3 гідроциліндром 11 (в результаті руху поршня 12). Електродотримачі служить для затиску і утримання електрода в заданому положенні і для підведення до нього струму. Він складається з рукава і закріплених на ньому головки затискного механізму та токоподвода. Найбільше застосування отримали електродотримачі з пружинно-пневматичним механізмом затиску електрода. Конструктивне виконання електрододер відрізняється різноманіттям, але в залежності від способу затиску електрода в голівці їх можна звести до двох різновидів.

Рисунок 7 – Схема електродотримача

В одній (малюнок 7, а) головка виконана у вигляді кільця або півкільця 1 і рухомий натискний колодки 3. Електрод 2 в робочому положенні затиснутий в кільці колодкою за рахунок зусилля пружини 5, встановленої на штоку 4. Якщо потрібно звільнити електрод, то в пневмоцилиндр 6 подають повітря, поршень і важільний механізм 7 стискають пружину, переміщують колодку вправо, звільняючи електрод. В другому різновиді (малюнок 7, б) головка складається з нерухомої колодки 3, закріпленої на рукаві 9, і хомута 8, що охоплює електрод 2. Електрод притиснутий до струмоведучих колодці за допомогою хомута за рахунок зусилля пружини 5 переданого важеля 7. При подачі повітря в пневмоцилиндр 6 хомут зміщується вліво, звільняючи електрод.

Головка електрично ізольована від рукава 9, на середніх і великих печах елементи головки охолоджують водою. Рукав роблять з товстостінної труби або зварений коробчатой балки. Струм до голівці подають за допомогою шин або мідних водоохолоджуваних труб, закріплених на ізоляторах зверху рукава (див. Рисунок 5). На нових надпотужних печах замість пружинно-пневматичних встановлюють схожі з ними пружинно-гідравлічні механізми затиску електродів (загальний вигляд такого механізму представлений на малюнок 5).

За кордоном широко застосовують так звані струмопровідні електродотримачі. У них рукав виконаний у вигляді порожнистої прямокутного перетину балки з алюмінію, що служить також струмопідведення від гнучких кабелів до головки електродотримача, іноді застосовують порожнисті сталеві балки, вкриті шаром міді (плаковані міддю) [5]. Мідь і алюміній використовують в зв’язку з їх високою електропровідністю. При цьому не потрібні струмопідведення з мідних водоохолоджуваних труб. Перевагою алюмінієвих струмоведучих електрододер є їх значно менша маса. На малюнку 8 показана кінематична схема однієї з конструкцій механізмів підйому і повороту склепіння, а також переміщення електродів для печі з опорою цих механізмів на люльку.

Рисунок 8 – Кінематична схема механізмів підйому, і повороту склепіння і переміщення електродів для печі з їх опорою на люльку

Механізм підйому склепіння

Підйом і опускання зводу здійснюють два синхронно працюючих механізму, приводом яких є електродвигуни 25 і червячно- гвинтові редуктори 24. Звід 21 підвішений до полупорталу 19 на перекинутих через блоки 5 і 18 ланцюгах 20 і тязі 4, пов’язаних з червячно- гвинтовими редукторами. При роботі електродвигуна 25 і червячно- гвинтового редуктора 24 тяговий гвинт 24а редуктора отримує поступальний рух вгору або вниз, переміщаючи тяги 4 ланцюга 20 і, тим самим, звід 21 (на висоту до 500 мм). Для синхронізації роботи двох механізмів передбачений зрівняльний вал 31, пов’язаний з редукторами через муфти 32.

Механізм повороту склепіння

Для одвороту зводу від робочого простору печі обертають вал 27 з жорстко закріпленою на ньому плитою 30, що є опорою полупортала 19 і підвішеного до нього зводу 21; поворотний вал 27 спирається на люльку печі через два радіальних 29 і один завзятий 26 підшипники. Приводом повороту є електродвигун 22 і триступеневий циліндричний редуктор 23, на вихідному валу якого посаджена конічна зубчаста шестерня, що входить в зачеплення із зубчастим сектором 28, жорстко насадженим на вал 27. Отримуючи обертання від приводу, зубчастий шестерня викликає поворот зубчастого сектора 28 і вала 27 навколо його вертикальної осі і, тим самим, поворот плити 30 і склепіння печі [6].

Механізм переміщення електродів

Приводом цього механізму служить барабанна лебідка, що включає електродвигун 1, черв’ячний редуктор 2 і барабан 3. Обертання барабана викликає переміщення вгору або вниз каната 7, перекинутого через блоки 10 і через закріплений на рукаві 15 блок 13, і тим самим вертикальне переміщення каретки 8 з рукавом 15, що несе [7] електродотримачі 16 з електродом 17. Каретка на ходових роликах 14 пересувається по колоні 6; блоки 10 називають нерухомими, а переміщається у вертикальному напрямку блок 13 – рухомим. Вантаж 9 за допомогою перекинутого через блоки 11 каната 12 частково врівноважує силу тяжіння каретки 8.

Перелік посилань

  1. Дуговые печи. Учебное пособие для вузов / Свенчанский А. Д., Смелянский М. Я., – М.: Энергия, 1970, – 264 с.
  2. Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева. Учебник для вузов / Свенчанский А. Д., Жердов И. Т., Кручинин А. М., – М.: Энергоиздат, 1981, – 296 с.
  3. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей / Данцис Я. Б., Кацевич Л. С., Жилов Г. М., – М. : Металлургия, 1987, – 320 с.
  4. Электрические печи сопротивления и дуговые печи / Гутмана М. Б., – 1983, – 360 с.
  5. Расчёт мощности и параметров электрических печей черной металлургии / Егоров А. , – 1990, – 281 с.
  6. Атлас. Дуговые сталеплавильные печи, – 1978, – 180 с.
  7. Металлургические печи / Диамидовский Д. А., – М.: Металлургия, 1961, – 191 с.