1)Механизмы вращения ванн дуговых сталеплавильных печей с зубчатым зацеплением
Поворот ванны у сталеплавильных печей осуществляется на угол порядка 40 относительно нейтрального положения со скоростью около 1/с (один полный оборот ванны за 6 мин).
В течение плавки, продолжающейся 68 ч, механизм поворота в общей сложности работает не более 1520 мин. Длительность одного включения равна 12 мин, перерывы – не менее 15 мин [13].
На рис. 4.1 представлен механизм вращения ванны с зубчатым зацеплением.
Рис. 4.1. Схема привода вращения ванны с зубчатым зацеплением
Ванна приводится во вращение двумя электродвигателями 1 (около 700 об/мин), соединёнными муфтами 2 с трёхступенчатым цилиндрическим редуктором 3 (i = 300). На выходных валах редукторов посажены конические шестерни 4, сцеплённые с зубчатым коническим сектором, прикреплённым болтами к нижней части кожуха печи. Передаточное число конической пары iк.п. = 13,8; общее передаточное число i = 4140 обеспечивает скорость вращения ванны n = 1/6 об/мин или 1/с.
Пред поворотом ванны свод и электроды поднимаются с таким расчётом, чтобы нижняя кромка ножа сводового кольца вышла примерно на 100 мм над уровнем песка в затворе.
Привод рассчитан на одновременную работу обоих редукторов. Трёхступенчатые цилиндрические редукторы 3 – не самотормозящиеся; поэтому на валу электродвигателя установлен колодочный автоматический электромагнитный тормоз 5. Конечный выключатель 6 фиксирует нейтральное и два крайних положения ванны в пределах 40° относительно нейтрального положения.
2)Гидроприводы вакуумно-дуговых печей
В вакуумно-дуговых печах (ВДП) выплавляют чистые, тугоплавкие и высокореакционные металлы, такие как титан, молибден, цирконий, вольфрам, тантал, а также качественные конструкционные стали, шарикоподшипниковые, нержавеющие и др. Печи переплавные для плавки в кристаллизатор или гарнисаж. Рафинировочной средой является вакуум, обеспечивающий высокую чистоту выплавляемого металла.
Несмотря на многообразие ВДП, определяемое назначением и технологией, большинство из них имеют много общего в конструкции печи и механизмов. Рассмотрим их на примере дуговой вакуумной электропечи ДТВ-14-Г26, предназначенной для плавки титана на слиток в глухой кристаллизатор (рис. 10.11).
Печь устанавливается в защитном кожухе 7, который предохраняет обслуживающий персонал от возможных взрывов и является опорной конструкцией для рабочих узлов печи. Для входа в защитный кожух на уровне каждой рабочей площадки предусматриваются дверцы, откатывающиеся при помощи гидропривода. На передней стенке кожуха имеется загрузочный проем, перекрываемый подвесной дверцей.
Для удобства ремонта или замены оборудования, находящегося внутри кожуха, в верхней крышке защитного кожуха предусмотрен откатной монтажный люк. Загрузочный приямок на время плавки перекрывается люком, перемещаемым при помощи специального гидропривода.
Рис. 10.11. Общий вид дуговой вакуумной электропечи ДТВ-14-Г26:
1 – гидропривод; 2 – механизм перемещения кристаллизатора; 3 – кристаллизатор; 4 – пароэжекторный насос; 5 – перископ; 6 – механизм перемещения штока; 7 – защитный кожух; 8 – вакуумная камера; 9 – поддон; 10 – механизм отката кристаллизатора; 11 – разгрузочный стол; 12 – электропечь
На опорной раме внутри защитного кожуха устанавливается водоохлаждаемая вакуумная камера 8. Вакуумная камера представляет собой вертикально расположенный цилиндрический кожух с патрубком для присоединения к вакуумной системе и крышкой, на которой имеются смотровые отверстия и узел уплотнения штока.
К нижнему фланцу вакуумной камеры поджимается кристаллизатор 3 при помощи четырех мощных рычажных механизмов с гидроприводом (рис. 10.12). Такое конструктивное решение вызвано необходимостью по окончании плавки удалять выплавленный слиток вместе с кристаллизатором и вместе с тем обеспечивать надежное вакуумное уплотнение в период плавки.
Рис. 10.12. Гидравлический прижим кристаллизатора
Для разгрузки слитка кристаллизатор опускается по оси печи при помощи самоцентрирующегося стола с телескопическим гидроплунжером 2 на специальную тележку. Предусмотрено совместное охлаждение кристаллизатора с поддоном телескопической системой водоохлаждения, подводимой к тележке.
Тележка при помощи гидропривода 10 выкатывается за пределы защитного кожуха до оси разгрузочного стола 11. При поджатии стола с гидроплунжером поддон отсоединяется от кристаллизатора.
Водоохлаждаемый шток электрододержателя состоит из трех концентрических труб: наружной и внутренней – из немагнитной стали и средней медной токоведущей.
Механизм перемещения штока выполнен по одновитковой схеме со встроенным винтом внутри штока. Привод механизма перемещения штока электромеханический, состоит из дифференциального редуктора, клиноременной передачи и колодочного тормоза. Механизм обеспечивает скорости плавки в диапазонах, указанных в характеристиках печей, а также маршевую скорость перемещения штока.
Схема гидропривода предусматривает питание гидроцилиндров и плунжеров от общей насосно-аккумуляторной станции через систему золотников. Схема гидропривода электропечи ДТВ-14-Г26 приведена на рис. 10.13.
Последовательность технологических операций, обеспечиваемая гидроприводом, следующая. В подготовительный период, перед плавкой, тележка с поддоном и кристаллизатором выставляется на позицию разгрузочного стола 11. С помощью цеховых подъемных механизмов переплавляемый электрод устанавливается строго соосно в кристаллизатор 3 и фиксируется съемными клицами, после чего тележка механизма отката кристаллизатора 10 закатывается (при открытой подвесной дверце) на рабочую позицию.
Механизм перемещения кристаллизатора поднимает кристаллизатор с установленным в нем электродом до уровня стыковки электрода с инвентарной головкой, к которой крепится электрод. После жесткой фиксации электрода он освобождается от клиц и поднимается в верхнее положение механизмом перемещения электрода 6, а кристаллизатор также поднимается вверх до стыковки с вакуумной камерой 8 и сцепления с ней гидравлическими прижимами (рис. 10.12).
После выплавки и охлаждения слитка работа механизмов выполняется в обратной последовательности: освобождаются гидравлические прижимы и происходит отстыковка кристаллизатора от вакуумной камеры; механизм перемещения кристаллизатора опускает и устанавливает кристаллизатор на тележку; механизм отката выкатывает нагруженную тележку (при открытой подвесной дверце) на позицию разгрузочного стола, где с помощью гидроплунжера раздевают слиток, освобождая его от кристаллизатора.
Рис. 10.1З: Схема гидропривода печи ДТВ-14-Г26:
1 – реле давления; 2 – плунжер механизма перемещения кристаллизатора; 3 – реверсивный золотник с электрогидравлическим управлением; 4 – плунжер разгрузочного стола; 5 – цилиндр механизма подъема двери; 6 – цилиндр тележки; 7 – дроссель; 8 – редукционный клапан с регулятором; 9 – цилиндры механизмов прижима кристаллизатора; 1013 – цилиндры механизмов дверей в защитном кожухе.
Примечание. Расход масла в насосно-аккумуляторной станции 140 л/мин, рабочее давление 45 МПа.
Рассмотренная выше последовательность работы механизмов отрабатывается гидроприводом, схема которого приведена на рис. 10.13. По классификации объемных гидроприводов он относится к магистральным, т.е. при непрерывно работающей насосно-аккумуляторной станции, питающей напорную магистраль, к последней по мере необходимости подключается напорная гидролиния соответствующего гидродвигателя.
Последовательность включения гидродвигателей определяется циклограммой работы механизмов, а электрическая схема управления золотниками строится на типовых элементах релейно-контакторных систем, для которых характерны два фиксированных состояния – замкнуты или разомкнуты контакты аппаратов, возбуждены или не возбуждены катушки электромагнитов. При этом широко используются системы блокировок, запрещающих или разрешающих включение аппарата. В применении к схемам управления гидроприводами такими аппаратами являются соленоиды управляющих золотников (см. разд. 8.4).
Характерной особенностью построения гидравлических схем (рис. 10.13) является наличие элементов, обеспечивающих технические параметры гидродвигателей. Приводы гидродвигателей, обозначенных позициями 2, 4, 6, 9, содержат в напорной гидролинии редукционные клапаны (поз. 8), которые обеспечивают постоянство давления в гидродвигателях при подключении их к магистрали. Все гидроприводы имеют дроссели для обеспечения противодавления в сливных гидролиниях. Наконец, все приводы используют электромагнитный способ управления золотниковыми распределителями 3. Работа гидроприводов по схеме (рис. 10.13) описана выше (см. разд. 10.2).