2.2.2 Разновидности конструкций электродуговых печей

Шихту в современные электродуговые печи загружают сверху с помощью корзины с открывающимся днищем. В зависимости от способа открывания для загрузки сверху различают печи с поворотным сводом; выкатным корпусом; откатывающимся сводом (рис. 2.11). Печи с поворотным (отворачиваемым) сводом бывают двух типов: с опорой механизма отворота свода на люльку и с опорой на отдельный фундамент. У современных печей первой разновидности (рис. 2.11, а) свод подвешен к полупорталу 2, который вместе с электродами 5 и системой их перемещения закреплен на поворотном валу 8, опирающемся на люльку 9. Для загрузки шихты свод поднимают на 150–300 мм, подтягивая к полупорталу, а электроды поднимают, выводя из рабочего пространства. Затем вращением вала 8 отворачивают свод с электродами на угол 85°, открывая тем самым рабочее пространство. Наклон печи в сторону сливного желоба 11 и рабочего окна 4 обеспечивают качанием люльки.

Печь второго типа (одна из разновидностей, рис. 2.11, г) оборудована подвижной колонной 14, которая опирается на фундамент и снабжена приводами ее подъема и поворота. В нижнем положении полупортал 2 вместе с системой перемещения электродов опирается через две стойки 13 на люльку, а свод на печь. Для открывания рабочего пространства колонна 14 движется вверх и, входя в зацепление с полупорталом, поднимает его со сводом и электродами, а затем, поворачиваясь, отводит свод с электродами от печи; предварительно электроды выводят из рабочего пространства. Люлька наклоняется вместе с печью, сводом и полупорталом с электродами.

У печи с выкатным корпусом (рис. 2.11, б) портал 6 жестко закреплен на люльке 9, к порталу подвешен свод 3 и на портале крепятся электроды 5 с системой их перемещения. Кожух 1 печи установлен на тележке 12, которая с помощью ходовых колес 7 может передвигаться по рельсам, уложенным на люльке. Перед загрузкой свод поднимают, электроды выводят из рабочего пространства, после чего кожух выкатывают из-под портала в сторону рабочего окна 4. Люлька обеспечивает наклон печи вместе с порталом.

Рис. 2.11. Схемы устройства электропечей, загружаемых сверху

а – печь с поворотным сводом с опорой механизма отворота свода на люльку; б – печь с выкатным корпусом; в – печь с откатывающимся сводом; г – печь с поворотным сводом с опорой механизма отворота свода на отдельный фундамент; 1 – кожух; 2 – полупортал; 3 – свод; 4 – рабочее окно; 5 – электроды; 6 – портал; 7 – ходовые колеса; 8 – поворотный вал; 9 – люлька; 10 – фундамент; 11 – сливной желоб; 12 –тележка; 13 – стойки; 14 – подвижная колонна

Распространена и другая разновидность печей с выкатным корпусом. В них люлька и портал со сводом и электродами опирается на два отдельных опорных сегмента. Кожух печи закреплен на люльке и выкатывается из-под портала вместе с люлькой. При наклоне печи люльку замковым устройством жестко соединяют с опорными сегментами портала, сегменты люльки и портала имеют одинаковой радиус кривизны, чем обеспечивается совместный синхронный наклон кожуха и портала.

В печи с откатывающимся сводом (рис. 2.11, в) портал 6 и кожух 1 опираются на общую люльку 9, причем портал установлен на ходовых колесах 7, и может перемещаться по рельсам, уложенным на люльке; к порталу крепиться свод 3 с электродами. Перед загрузкой свод с электродами 5 поднимают, и портал откатывается, съезжая с люльки в сторону желоба 11 или рабочего окна 4. Качанием люльки обеспечивают наклон печи вместе с порталом; портал при наклоне жестко скрепляют с люлькой специальными упорами. В настоящее время печи с выкатным корпусом и откатывающимся сводом считаются устаревшими. В последние годы строят более совершенные печи с поворотным сводом. Ниже рассмотрены механизмы этих печей.

Конструкция опор и механизмов наклона печи с поворотным сводом с опорой механизма отворота свода на люльку

Для опоры корпуса печи на фундамент и для наклона печи при сливе металла служит люлька (рис. 2.12). Она выполнена в виде горизонтальной сварной короб-чатой плиты с двумя опорными сегментами 3а.

а) б)

Рис. 2.12. Люлька и механизмы наклона печи с гидравлическим (а) и электромеханическим (б) приводом:1 – гидроцилиндр; 2 – шток; 3 – люлька; 3а – опорный сегмент; 4 – редуктор; 5 – зубчатая рейка; 6 – электродвигатель; 7 – фундаментная балка

Механизм наклона печи может быть с гидравлическим (рис. 15, а) или электромеханическим (рис. 15, б) приводами. В первом случае подаваемая в гидроцилиндры 1 под давлением жидкость вызывает выдвижение или опускание штоков 2, во втором – электродвигатели 6 с редукторами 4 обеспечивают продольное перемещение зубчатых реек 5.

При перемещении штоков или реек опорные сегменты люльки перекатываются по горизонтальным фундаментным балкам опорных станин 7 печи, что вызывает качание люльки и наклон печи.

На рис. 16 показана кинематическая схема гидравлического и электромеханического с реечной передачей механизмов наклона печи.

Рис. 2.13. Схема механизмов наклона печей:

а – с гидравлическим приводом; 1 – фундаментная балка; 2, 3 – ветви маслопровода; 4 – конечный выключатель; 5 –гидроцилиндр; 6 – гибкий рукав; 7 – люлька; 8 – рабочее окно; 9 – сливной носок; 10 – электромагнит; 11 – распределительный золотник; 12 – дроссель; 13 – насос; 14 – фильтр; 15 – предохранительный клапан; 16 – манометр;

б – с электромеханическим приводом с реечной передачей: 1 – тормоз; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4 – рейка; 5 – шестерня; 6 – прижимная обойма; 7 – шарнир; 8 – люлька

В первом из них (рис. 16, а) наклон люльки 7 с печью обеспечивают шарнирно закрепленные на фундаменте гидроцилиндры 5 за счет подачи масла от маслостанции в надпоршневое или подпоршневое пространство гидроцилиндров. Масло к цилиндрам 5 подается от маслостанции, размещенной в отдельном помещении и включающей насос 13, предохранительный клапан 15, манометр 16, распределительный золотник 11, дроссель 12 и фильтры 14. Направление наклона люльки 7 с печью в сторону сливного носка 9 или рабочего окна 8, т. е. подача масла в ветвь 2 или 3 маслопровода, определяется положением золотника 11 путем включения соответствующего электромагнита 10. Скорость наклона регулируется дросселем 12, установленным в сливной магистрали. Угол наклона печи при перекатывании люльки по фундаментным балкам 1 ограничивается конечными выключателями 4. Так как гидроцилиндры при наклоне печи меняют свое положение, в трубопроводы 2 и 3 включены гибкие участки 6 из рукавов высокого давления.

Во втором механизме (рис. 16, б) рейки имеют отдельный при вод, устанавливаемый на фундаменте под печью со стороны рабочего окна. В каждом приводе вращение от электродвигателя 2 через зубчатую муфту передается трехступенчатому редуктору 3, соединенному зубчатой муфтой с валом реечной шестерни 5, которая входит в зацепление с рейкой 4. Последняя соединена шарниром 7 с сектором люльки 8. При наклоне печи рейки получают сложное движение: поступательное – от приводных шестерен и качательное – вокруг оси этих шестерен – в результате перемещения люльки. Необходимое прижатие рейки к шестерне, осуществляется с помощью качающейся прижимной обоймы 6. Вал реечной шестерни опирается на два подшипниковых узла 8. Привод снабжен тормозом 1, с включением которого автоматически отключается электродвигатель.

Конструкции механизмов вращения ванны, подъема и поворота свода с их опорой на люльку

Большая часть строившихся в последние десятилетия отечественных печей этого типа схожи с устройством 100-т печи, схематически показанной на рис. 17. Корпус печи (на рисунке не показан) опирается на люльку 8 через четыре опорных тумбы 9. Свод 12 подвешен к полупорталу, состоящему из двух Г-образных стоек 14 с помощью цепей 11, перекинутых через ролики 13. Концы цепей соединены приводом 7 (электродвигатель и червячный редуктор с тяговым винтом), который перемещает цепи, обеспечивая подъем и опускание свода. Два привода 7 соединены синхронизирующим валом 15. Полупортал закреплен на литой стальной поворотной плите 1, которая одним концом насажена на поворотный вал 4 диаметром 750 мм.

Вал закреплен в люльке, опираясь на подпятник 5 и верхний 6 и нижний роликовые подшипники. Вращение вала осуществляет электродвигатель с редуктором 2 через коническую шестерню, входящую в зацепление с коническим зубчатым сектором 3, закрепленным на валу 4. На поворотной плите 1 между Г-образными стойками закреплены три стойки механизма перемещения электродов (на рис.не показаны).

При открывании печи для загрузки включают привод 7, приподнимая свод на 150–300 мм, и поднимают электроды, выводя их из рабочего пространства. Далее включают привод 2, поворачивая вал 4 на угол в 80°; вместе с валом вокруг его оси поворачивается плита 1 и закрепленные на ней портал, свод и электроды, открывая рабочее пространство

сверху.

Рис. 2.14. Механическое оборудование печи с опорой механизмов подъема–