Дуговые печи с гидравлическими приводами механизмов

Гидравлические приводы механизмов по сравнению с электромеханическими более компактны, благодаря чему металлоем­кость печей с гидроприводами ниже на 15—20%, а площадь, за­нимаемая печами, примерно на 15% меньше. Однако применение гидроприводов для механизмов электропечей ограничено ввиду трудности изготовления гидроцилиндров большой длины. Поэто­му гидроприводы применяются главным образом на дуговых печах 12, 25 и 50 т.

На рис.52 показана электропечь ДСП-50, выполненная с гидроприводами всех основных и вспомогательных механизмов. Наклон люльки 1 осуществляется двумя качающимися гидроцилиндрами 14, шарнирно соединенными с люлькой и фундамен­том. Поворот корпуса 4, установленного на тумбах 2 с опорными и упорными роликами, осуществляется гидроцилиндром 3 с вертикальной осью качания, расположенным на люльке и шариирно соединенным с корпусом печи.

Свод 5 и шахта 10 электрододержателей 8 с электродами 7 закреплены на полупортале 6.

Подъем и попорот полупортала с прикрепленным к нему сво­дом 5 и шахты 10 с элоктрододержателями выполняются при помощи колонны 12, которая в вертикальном направлении пере­мещается гидроцилиндром 13, а поворачивается гидроцилинд­ром 11. Наклон печи возможен только при полностью опущенной колонне 12, для чего в гидросхеме управления предусмотрена блокировка работы механизмов.

Перемещение электродов осуществляется гидроцилиндрами, расположенными в шахте 10 и шарнирно соединенными со стойками электрододержателей 8.

Механизм зажима электродов управляется гидроцилиндром 9, перемещение заслонки — от гидроцилиндра.

Рис.52. Дуговая печь с гидравлическими приводами механизмов

Рис.5З. Схемы механизмов наклона электропечей:

а — секторный; б — роликовый; в — цапфовый (1— привод наклона; 2 — корпус печи; 3 — люлька; 4 — опорная плита; 5 — роликовая обойма; 6 — опора цапфы).

В печах повышенной производительности используют реечные электрические приводы наклона (рис.54),которые выполняют обычно сдвоенными с независимыми друг от друга электродвигателями. Поворотная часть люльки 7 опирается через опорные сегменты 8 на фундаментные балки 9. В процессе наклона люлька и печь получают не только вращательное движение, но и поступательное в результате качения сегментов без скольжения по балкам. Для предупреждения проскакивания люльки на опорных поверхностях сегментов в шахматном порядкезакреплены шипы, а в фундаментных балкахвысверлены соответствующие отверстия. Рейки 7, каждая из реек 5 шарнирно соединена с люлькой. Реечные шестерни 4 собраны в одной обойме с роликовыми опорами 6. Каждая из них приводится во вращение электродвигателями (N = 45 кВт, п = 575 мии^-1) через трехступенчатый 2 иодноступен­чатый 3 редукторы (i = 675). Для предупреждения опрокидывания печи в случае отказа тормозов в сторону сливного желоба механизм снабжен убирающимся упором с гидроприводом.

Рис.54. Схема реечного электрического привода наклона электропечи

Электрододержатели.Электрододержатели дуговых электро-сталеплавильных печей служат для подвода тока к электродам, зажима и удержания ихна заданной высоте.

Электроды служат для подвода электрического тока в плавильное пространство дуговой печи, в котором электрическая энергия превращается в тепловую вследствие горения электри­ческих дуг.

Электроды могут быть угольные или графнтированные. Угольные электроды обычно применяют в электропечах ма­лой вместимости; в больших печах используют преимущественно графнтированные электроды.

В процессе работы в результате окисления газами печной ат­мосферы и распыления при горении электрической дуги электро­ды сгорают.

По мерс укорачивания электрод перемещают в электрододержателе.

Чтобы устранить потери электродов в процессе эксплуатации в виде огарков, электроды изготавливают в виде отдельных секций в форме цилиндров диаметром 400—600 мм, на торцах которых выполняют гнезда с винтовой нарезкой для соединения отдельных электродов с помощью конических или цилиндричес­ких ниппелей.

Для каждого электрода служит отдельный элсктрододержатель. Электрододержатель (рис.58) состоит из рукава, головки и механизма зажима электрода.

Консольная часть электрододержателя — рукав 10 предназ­начен для удержания электрода 8 с помощью имеющейся на его торце головки. Рукав изготавливают из толстостенной трубы, усиленной ребрами жесткости, или из сварной коробчатой балки. Его делают разъемным. Наиболее нагревающаяся его часть, при­легающая к головке, охлаждается водой.

Головка служит для удержания в ней электрода с помощью механизма зажима и подвода к электроду электрического тока. Голопка состоит из прижимной колодки 13 и хомута 12. Эти эле­менты выполняют либо из стали, либо из цветных металлов (ме­ди, бронзы, латуни). В стальных деталях для снижения контакт­ного сопротивления контактные поверхности наплавляют слоем меди или к ним прикрепляют медные щеки.

Ток от кабелей к головке электрододержателя подводится плоскими шинами или трубошннамн. В зависимости от силы то­ка на каждой фазе устанавливают плоские шипы или 2–6 мед­ных водоохлаждаемых трубошин. На рукаве крепятся шины 9 и рычаги 7 механизма зажима электрода.

Рис.58.Электрододержатель

Рис.59. Схема пружинно-пневматического механизма зажима электродов: 1 – пневмоцилиндр; 2 – пружина; 3 – рычажная система; 4 – зажим; 5 – электрод.

Механизм зажима электрода.Механизмы зажима электрода по типу применяемого привода подразделяют на пружинно-пнев­матические, пневмо-грузовые, пружинно-гидравлические и элект­ромеханические.

На действующих электропечах наиболее распространены пружинно-пневматнческие зажимы электродов (см. рис.58,59).

Пневмоцилиндр и пружина механизма зажима установлены на одной оси в одном стакане 6, прикрепленном к верхней части каретки 4. Под действием пружины и посредством рычага 7 и тяги 11 электрод прижимается к головке электрододержателя хомутом 12. Сила трения, возникающая между головкой, хому­том и электродом, удерж и наст электрод от проскальзывания.

Для освобождения электрода при его замене поршень пнев­матического цилиндра, перемещаясь, сжимает пружину и при помощи тяги и рычага перемещает хомут и освобождает эле­ктрод.

Механизмы подъема свода. Они делятся по типу привода на электрические и гидравлические, а по характеру подвески свода — на цепные и рычажные.

На рис.55 показаны схемы цепного и рычажного механизмов подъема свода с электрическим черинчно-винтовым приводом. Основ­ной недостаток цепного механизма — быстрый выход из строя пластин­чато-втулочных цепей и значительная трудоемкость их ремонта. Ры­чажный механизм более надежен в работе, причем благодаря встреч­ному расположению передних и задних трехплечих рычагов, на ко­торых подвешен свод, предотвращается его горизонтальное смещение в процессе подъема.

Pиc.55. Cxeмы механизмов подъема свода:

1— привод подъема свода: 2 — полупортал;

3— цепь; 4 — цепные блоки; 5 — свод.

Механизмы поворота свода. На печах средней и большой производительности, они выполнены в виде платформы, на которой закреплен полупортал со сводом (рис.56). В этой конструкции на поворотной платформе 8 укреплен зубчатый сектор 5, находящийся в зацеплении с конической шестерней 7, которая насажена на выходной вал редуктора 1 с электроприводом 2. Платформа при вращении вокруг оси 7 перемещается на катках 4 по дугообразному рельсу 6. Весь механизм находится на уровне рабочей пло­щадки. На электропечах неболь­шой производительности верти­кальная колонна полунортала вы­полнена в виде вала, нижний конец которого установлен в поворотной подшипниковой опоре(рис.57).Полупортал 3 (рис.57) с плитой фиксируется в подшипниках 1 и скреплен с зубчатым сектором 2. Последний находится в зацеплении с ведущей ко­нической шестерней 4, которая приводится во вращение от электро­двигателя через редуктор 5.

Pиc.56. Схема механизма поворота свода

Pиc.57. Расчетная схема механизма поворота свода электропечей небольшой производительности

Механизмы подъема электродов. Эти механизмы снабжены ка­реткой, перемещающейся по неподвижном колонне, или колонной, которая двигается по стационарно закрепленным роликам. По типу при иода механизмы делятся на электрические и гидравлические, а по типу связи привода с подвижным узлом — на гибкпе'н жесткие. Эти механизмы работают и тяжелых эксплуатационных услоииях. В про­цессе плавки, особенно в период расплавлении шихты, они находятся и состоянии непрерывного реиерсшшого движении, причем скорость движения изменяется в широких пределах. В качестве электрического привода обычно используют электродвигатели постоянного тока.

В механизмах с гибкой связью привод соединен с подвижным уз­лом канатом. Преимущество такой связи — надежная защита эле­ктрода от поломки в процессе опускания, недостаток — низкий срок службы канатов. Жесткая связь электропривода с подвижным узлом осуществляется обычно посредст­вом реечной передачи. Чтобы из­бежать поломки, электродов при упоре их в нерасплавляющуюся шихту, в схеме привода устанав­ливают специальную защитную ап­паратуру.

Все механизмы передвижениия электродов имеют противовесы, уравновешивающие подвижные части механизма и половину массы электрода.

На рис.60 в качестве примера приведена схема механизма подъе­ма электродов с подвижной кареткой и электроприводом с гибкой ка­натной связью.

Каретка 5 с электродом катками перемещается по квадрат­ной колонне 7; к каретке крепятся канат противовеса 6 и канат 3 че­рез блоки 4, идущий на барабан 2 механизма перемещения. Барабан вращается от фланцевого электродвигателя через двухстуиеичатый червячный редуктор.

Рис.60. Расчетная схема механизма перемещения электрода

На рис.58 показан реечный механизм перемещения электрододержатоли. Рукав 10 электрододержателя закреплен на каретке 4, движущейся по неподвижной стойке 14 на направляющих роликах 5. К. каретке прикреплена рейка 2, перемещаемая приводом 1.

Для предохранения электродов от поломок в случае упора электрода в шихту рейка соединена с кареткой через пружинным амортизатор 3. При этом рейка сжимает пружину, нажимает на конечный выключатель и отключает электродвигатель, привода.

Механизм поворота корпуса печи.Корпус печи поворачивается относительно вертикальной оси с целью проплавления в шахте колодцев и ускорения расплавления шихто­вых материалов. Корпус печи (рис.61) кольцом 1 покоится на опор­ных 3 и упорных 2 роликах. Механизм поворота состоит из двух независимых приводов с электродвигателями и цилиндрическим редуктором 5; конические шестерни 6 насажены на выходные валы редук­торов и находятся в зацеплении с зубчатым сектором 4, закрепленным на днище корпуса печи.

С помощью привода печь медленно поворачивается сначала в одну сторону на 40º, а затем в другую на 80°. При этом в процессе плавления электроды прорезают в шихте не три, как при неподвижной ванне, а девять колодцев, что обеспечивает более быстрое и равномерное проплавление шихты. Перед каждым поворо­том ванны свод и электроды приподнимаются так, чтобы их концы были выше уровня шихты.

При работе электропечей со сверхмощными трансформаторами
необходимость во вращении ванны отпадает, так как дуги проплавляют один общий колодец.

Рис.61. Схема механизма поворота корпуса печи.