Каждый привод снабжен двумя электродвигателями постоянного тока, двумя тормозами, двумя быстроходными двухступенчатыми редукторами, тихоходным двухступенчатым редуктором с двумя валами и универсальным шпинделем. Это обеспечивает нормальную работу подшипников при перекосе цапфы и деформациях металлоконструкции.
Тахогенератор, включенный в схему управления электроприводом, поддерживает требуемую частоту вращения конвертора, в заданных положениях конвертор останавливается командо-аппаратом.
Технические характеристики конверторов со стационарными приводами
| Вместимость, т Внутренний объем, м3 Удельный объем, м3/т Внутренний диаметр, мм Внутренняя высота, мм Масса без футеровки, т Масса футеровки, т Масса днища, т Габариты, мм: - длина - ширина Частота вращения, об/мин: - номинальная - минимальная Схема привода Электродвигатель: - мощность, кВт - частота вращения, об/мин Передаточное число: - быстроходного редуктора - тихоходного редуктора - общее | 130 108 0,83 4820 7660 585 303 467 18920 8170 1 0,1 одностороннее 2x135 470 26,9 19,75 531,275 | 250 250 0,82 6600 8825 1292 - - 28000 10900 1 0,1 двухстороннее 2x2x135 470 26,9 17,5 470,75 |
Полунавесные многодвигательные приводы позволяют уменьшить размеры тихоходной передачи за счет уменьшения модуля зацепления, позволяют увеличить число электродвигателей без особого усложнения конструкции, т.е. повысить надежность механизма поворота. Главный недостаток полунавесных приводов – значительная длина валов и большое количество соединений.
Применение в механизмах поворота приводов навесного типа резко уменьшило динамическую напряженность раскачивания корпуса, повысило эксплуатационную надежность, значительно уменьшило массу и габариты механизма. Навесными приводами оборудованы конверторы вместимостью 50, 100, 160, 300, 350, 400 т.
Корпус конвертора сварен из нескольких обечаек, полученных гибкой и штамповкой из листа. К горловине конвертора болтами крепят массивный литой шлем. Отсутствие выступающих частей на шлеме и обечайки облегчает удаление настылей. Опыты эксплуатации водоохлаждаемых шлемов не показал их преимуществ перед цельнолитыми. В сферическую обечайку вварено литое кольцо, служащее для крепления стального днища клиньями.
Опорные кольца бывают цельносварные и составные. Цельносварные представляют собой статически неопределимую систему, в которой возникают значительные напряжения от неравномерного распределения усилия и нагрева кольца. В составном кольце цапфовые плиты соединены со сварными цапфами цилиндрическими шарнирами, образуя статически определимую систему. При этом в элементах кольца резко снижаются механические и температурные напряжения. Цапфу запрессовывают в цапфовую плиту предварительно охлаждая в азоте или нагревая плиту.
Система крепления 300, 350-тонного конвертора состоит из трех подвесок, расположенных под углом 120° друг к другу и двух упоров, установленных под цапфами. Тяги подвесок соединены с корпусом и опорным кольцом сферическими шарнирами. Фиксированная подвеска снабжена дополнительным цилиндрическим шарниром, ликвидирующим степени свободы корпуса в плоскости, проходящей через ось цапф. Этим исключается раскачивание корпуса при продувке металла кислородом. Упоры воспринимают усилие при наклоне конвертора и одновременно предупреждают раскачивание корпуса под воздействием колебаний жидкого металла. В вертикальном положении конвертора нагрузка от силы тяжести корпуса с футеровкой передаются опорному кольцу только тремя подвесками.
Применение навесных быстроходных редукторов позволяет ускорить их замену и создает условия для поузлового централизованного ремонта. Перекос цапф не влияет на работоспособность привода. Значительно меньше общие габариты и масса по сравнению со стационарным приводом той же мощности. Не требует специального массивного фундамента.
Опора состоит из литого основания, корпуса подшипников, крышки, двух конических роликоподшипника, двух опорных колонн со сферическими пятами и фиксатора. Конические подшипники посажены на промежуточную втулку, напрессованную на цапфу и зафиксированную в осевом направлении концевой гайкой. Торцевые крышки подшипникового узла снабжены лабиринтными и сальниковыми уплотнениями.
Закладные стержни с молотковыми головками ограничивают наклон корпуса при поломке и заклинивании роликовых подшипников. Фиксированная и плавающая опоры отличаются конструкцией фиксатора.
Используют для замены мартеновского и других устаревших способов производства стали. Для защиты от быстрого износа днища в реакционной зоне используют углеводород, содержащий газ или жидкое топливо, подаваемое по кольцевому каналу фурмы. Вместе с кислородом по центральной трубе фурмы подают порошковую известь.
Основное требование к сосудам с жидким металлом – обеспечение их устойчивости при любых углах наклона, т.е. возврат в исходное положение. Для этого необходимо, чтобы опрокидывающий момент при повороте конвертора на любой угол был положительным и по возможности небольшим, чтобы мощность двигателя была минимальной. Привод работает в повторно кратковременном режиме (ПВ 15-20 %). В течение одного цикла плавки (30-35 мин.) конвертор поворачивают в обе стороны от вертикального положения около 20 раз (для загрузки, взятия проб металла, контроля температуры, слива стали и шлака) на угол 15-18°, при длительности работы привода 3-60 с. При сливе металла и шлака поворот конвертора осуществляется с малой скоростью, но высокой точностью регулирования (не менее 2 %). Величина ускорения и замедления не более 0,3 об/мин·с. Продолжительность спуска 3-4 секунды с плавным торможением. Если во время выпуска стали произошло нарушение технологического процесса, электропривод должен обеспечить подъем конвертора с максимальной скоростью. Масса футеровки 55 % от массы порожнего конвертора. При износе футеровки смещается центр тяжести системы и увеличивается крутящий момент, так как обрушается кладка, скапливающаяся в нижней части корпуса конвертора. Увеличение крутящего момента требуется учитывать при расчете механизма поворота. В период неустановившегося движения возникают также динамические моменты, которые необходимо учитывать при построении нагрузочной диаграммы.
Машины для подачи кислорода в конвертор
Машина для подачи кислорода обеспечивает подачу (вертикальное и горизонтальное перемещение) фурм внутрь конвертора. Различают машины верхнего и нижнего расположения. Машины верхнего расположения могут быть стационарными, передвижными и поворотными. Машины нижнего расположения выполняют только стационарными, с консольно-поворотными или качающимися механизмами. В современных цехах применяют машины верхнего расположения. Они размещены на специальных площадках над конверторами. Машины нижнего расположения устанавливают на рабочей площадке возле конверторов малой производительности.
В зависимости от тягового органа фурмовой каретки различают машины канатного и цепного типа.
Современные машины для подачи кислорода в крупные конверторы снабжены двумя фурмами (рабочий и резервный) и двумя механизмами перемещения.
Для передвижения машин используют механизмы следующих типов: реечные, винтовые и гидравлические. Наиболее широко применяются реечные механизмы с электроприводом, как наиболее надежные. Механизмы вертикального перемещения кислородных фурм иногда выполняют с противовесами, которые частично уравновешивают массу каретки с фурмой. Фурма служит для подачи технически чистого кислорода, создание и рассредоточение его струй в ванне конвертора. Интенсивность подачи кислорода составляет 4,5-6 м3/т·мин. Фурмы конвертора делают многосопловыми (6-7 сопел диаметром 65-95 мм). Оси сопел располагают под углом 15-20° к оси фурмы. Конусность расширяющейся части сопла 8-10°. Головку и тело сопла охлаждают проточной водой с температурой не более 40°С. Скорость движения воды – 6 м/с и выше, что предотвращает закипание воды и образование накипи. В зависимости от способа подвода кислорода и воды различают фурмы с центральным подводом воды для охлаждения и центральным подводом кислорода.
Тело фурмы изготовлено из трех концентрично расположенных труб, снабженных патрубками для присоединения металлических рукавов. Вода подается по внутреннему кольцевому каналу. После охлаждения головки вода меняет направление и идет на слив по внешнему кольцевому каналу. Головки фурм могут быть сварными, коваными и литыми. Сварные обеспечивают более полный отвод тепла. Дешевле, для их изготовления требуется меньше меди. Недостатки сварных фурм – сложность и трудоемкость изготовления, нарушение плотности сварных швов из-за изменения структуры металла при сварке.