Оборудование литейных дворов

5. Оборудование литейных дворов

5.1 Конструкция горновых желобов

Горновые желоба. Горновые желоба бывают стационарными и подвижными. По ним продукты плавки самотеком поступают в ковши или на грануляционные установки.

Стационарные желоба. В состав горновых желобов (рис.5.1) входят главные горновые желоба, количество которых до последнего времени соответствовало числу чугунных леток. Главный горновой желоб примыкает к доменной печи в районе чугунной летке, он наиболее сложен по конструкции. В главном желобе накапливаются продукты плавки, выходящие из летки, расслаиваются и затем при помощи скиммерного устройства разделяются на чугун и шлак. Транспортные желоба чугуна и шлака представляют собой продолжение главного горнового желоба. Они предназначены для того, чтобы направлять разделенные чугун и шлак к местам их заливки или грануляции. Чтобы уменьшить объем работ по обслуживанию транспортных желобов, общую их длину стремятся сократить, насколько это позволяет планировка литейного двора.

При многоносковой разливке чугун или шлак из транспортных желобов поступает непосредственно в ковш или гранулятор. Однако такую схему применяют все реже, потому что в этом случае длина желобов наибольшая. При одноносковой разливке чугун (шлак) из транспортного желоба попадает в подвижный поворотного или качающегося типа. При использовании поворотного желоба (в ковш на одном пути) и носка поворотного желоба (в ковш на другом пути). Если работает качающийся желоб, то продукт плавки из стационарного желоба поступает в качающийся, а из него поочередно в ковши, стоящие на параллельных путях. В обеих ситуациях время заполнения ковша на одном пути используют для смены ковша на другом. Согласно схеме с поворотным желобом, струя продукта плавки пересекает поворотный желоб при его передвижении. Поэтому такую схему применяют все реже.

Рис. 5.1. Расположение и уклоны горновых желобов

Углы наклона стационарных желобов должны обеспечивать нормальное движение продуктов плавки от печи. Для разных участков желоба они весьма различны. Практикой установлены следующие границы углов наклона желобов, % :

Главный……………………………………….12,0-15,4

Рекомендуемые материалы

Шлаковый транспортный…………………….4,0-54,2

Чугунный транспортный……………………..5,0-26,3

Угол наклона ниже минимального может привести на выпуске к переполнению желобов и, как следствие, к аварийной ситуации.

Стационарные желоба укладывают на литейном дворе и монтируют заподлицо с рабочей площадкой. Это облегчает их обслуживание. Основу любого горнового желоба составляет металлический корпус, который собирают по длине из отдельных чугунных отливок. Желоба футеруют кирпичом (арматурный или контрольный слой) и сверху набивают огнеупорный специальной желобной массой (рабочий стол). Для футеровки транспортных и подвижных желобов используют шамотные изделия марки ШБ-II по ГОСТ 390-69 и ГОСТ 8691-73, а для футеровки главных- шамотные доменные изделия класса Б (II подгруппы) по ГОСТ 1598-75. Кладку желобов ведут на шамотно-цементно-глинистом растворе полугустой консистенции из мертеля ШТ2 по ГОСТ 6137-61 с добавкой 20% (по массе) портландцемента марки 400 по ГОСТ 10178-76 при толщине швов не более 3мм. При кладке главного желоба из углеродистых блоков ее ведут на углеродистой пасте по ЦМТУ01-35-69. Толщина швов не должна превышать 1мм. Для защиты огнеупорной кладки поверх нее укладывают набивную огнеупорную массу.

Обычный главный горновой желоб показан на рис.5.2. Его скиммерная перегородка представляет собой отливку в виде чугунной оребренной плиты. В нее с обеих сторон заливают огнеупорный кирпич, поверх которого наносят огнеупорную обмазку. Щели вокруг скиммерной плиты подмазывают огнеупорной глиной. Во время выпуска обводной желоб перегорожен отсечной лопаткой, которую со стороны главного желоба присыпают песком. Обводный желоб открывают, когда нужно спускать остатки чугуна перед перевалом. В этом месте дно обводного желоба находится на уровне дна главного.

Некоторые различия в конструкции современных горновых желобов обусловлены стремлением улучшить отделение шлака и сократить объем ручных работ при подготовке желоба к выпуску.

Улучшить разделение чугуна и шлака можно, увеличив длину (объем) желоба. Так, на одной из печей КарМК его длина доведена до 15 м. На доменных печах Японии длина главных желобов достигает 25 м. Однако такое удлинение желоба увеличивает затраты труда во время подготовки к выпуску. Поэтому с целью их сокращения, улучшения условий труда и повышения эффективности разделения чугуна и шлака разработаны новые конструкции.

В одной из них часть горнового желоба в районе чугунной летки заменена съемными разделителями чугуна и шлака в виде «ванны». Его масса соответствует существующему на литейном дворе грузоподъемному оборудованию. Согласно этому варианту продукты плавки по сливному лотку из летки попадают в разделитель, расслаиваются на чугун и шлак и через соответствующие перевалы поступают в транспортные желоба. Из сменного разделителя продукты плавки удаляют только перед его заменой. На печи объемом 3000м³ Западно-Сибирского металлургического завода установлена сборн6ая емкость, в которую жидкие продукты плавки могут поступать из двух чугунных леток, расположенных на одном литейном дворе. В этой емкости происходит расслаивание и разделение чугуна и шлака при помощи скиммерной плиты. Предложенная конструкция не сокращает длину желобов. На одной из доменных печей ММК используют устройство ванного типа.

Рис. 5.2. Главный горновой желоб:

l- доменная печь; 2- рама чугунной летки; 3- набивка футляра; 4- футляр носка пушки; 5- желоб; 6- строповочная петпя на скиммерной перегородке; 7- шлаковый перевал; 8- шлаковый желоб; 9- чугунный перевап; 10 - огнеупорная набойка; 11 - кирпичная кладка; 12 - чугунный обводной желоб; 13 - подскиммерное отверстие; 14 - скиммерная перегородка; 15 – стыки секций металлоконструкций

Поворотные желоба. Конструкция поворотного желоба представлена на рис. 5.3. Собственно желоб 4 сварной конструкции со сменным сливным носком, футерованный огнупорными материалами, установлен на сварной поворотнoй раме и зафиксирован упорами. Передним концом рама шарнирно связана с опорно-центрирующим устройством, а задним через траверсу_, которая может качаться в вертикальной плоскости, свободно опирается на роликовую дорожку. Рама вместе с желобом может поворачиваться в горизонтальной плоскости относительно оси опорно-центрирующего устройства на угол 16-18 град.

Роликовая дорожка имеет нижнее или верхнее расположение. В первом случае траверса 1 шарнирно прикреrrлепа непосредственно к раме, а во втором - к верхней части стойки, которая нижней частью жестко соединена с рамой. При нижнем расположении роликовая дорожка не подвергается интенсивному наrреву, но происходит ее замусоривание, затрудняющее работу привода; при этом доступ к дорожке для ее обслуживания затруднен. Поэтому в желобах с верхним расположением роликовой дорожки предусмгатривают постоянную смазку роликов дорожки и меры, исключающие коробление элементов конструкции в условиях повышенпого нагрева.

Привод поворота рамы с желобом состоит из элекrродвигателя переменного тока мощностью 11 кВт, червячного редуктора, колодочного тормoза, кинематического редуктора и  командоаппарата, смонтированных на общей стационарной раме, а также кривошипа и шатуна, шарнирно связанпого с рамой.

Кривошипно-шатунный механизм привода обсспечивает плавностъ разгона и торможения поворотного желоба; пересечение желобом струи чугуна (шлака) при максимальном значении скорости поворота; строго определенные кpaйние положения желоба. Это слособствует устойчивой и надежной работе желоба при автоматизированном управлении механизмами разливки.

На случай аварийного обесточивания или выхода из строя электродвигателя предусмотрено ручное управлепие желобом от штурвала, который посредством конических зубчатых передач и переключающего устройства соединен с редуктором; электромеханическая блокировка исключает возможность пуска электродвигателя при повопоте желоба от штурвала.

Опорно-центрирующее устройство, роликовую дорожку и раму привода устанаилинают на несущих конструкцинх литейного двора над железнодорожными путями. При необходимости ремонта желоба на раму вместо него мостовым краном литейного двора доменной печи ставят заранее подготовленный запасной желоб. Стенка желоба в месте пересечения со струей чугуна (шлака) защищена снаружи огнеупорной футеровкой.

На рис.5.4 показан принцип работы поворотного желоба. В прежних конструкциях роликовую дорожку располагали внизу, и ее быстро забивало мусором. Сейчас, как правило, ее выносят наверх и экранируют снизу от воздействия лучистого тепла продуктов плавки. Поворот желоба осуществляется от электропривода, а в случае его отказа пользуются ручным механизмом.

Ниже приведены технические характеристики электрических поворотных желобов конструкции Гипромеза:

Недостатком этой конструкции является разбрызгивание чугунa при пересечении струи стенкой поворачивающегося желоба.

Рис. 5.3 Поворотный желоб.

1 – траверса; 2 – роликовая дорожка; 3 – стойка; 4 – желоб; 5 –  поворотная рама желоба; 6 – опорно-центрирующее устройство; 7 – рама привода; 8 – редуктор; 9 – колодочный тормоз; 10 – электродвигатель; 11 – кинематический редуктор; 12 – командоаппарат; 13 – штурвал; 14 - переключающее устройство; 15 – шатун; 16 – кривошип.

 

Рис. 5.4. Поворотный желоб для разливки чугуна по ковшам:

1- роликован дорожка; 2- опорный башмак; 3-стационарный желоб; 4-, поворотный желоб; 5- электропривод поворота; 6- штурвал ручного механизма поворота; 7- ось (геометрическая) поворота желоба; 8- ковш.

Качающиеся желоба. Качающийся желоб для разливи чугуна приведен на 5.5, схема разливки чугуна с помощью качающегося желоба, - на рис. 5.6. Собственно желоб, снабженный двумя съемными носками и установленный в люльке на оси, имеет в центральной части ванну. В начале разливки желоб устанаванивают в горизонтальное положение и ванну заполняют жидким чугуном. 3атем желоб с помощью электромeханического привода через кривошипно-шатунную передачу и наклоняют в сторону ковша на угол 6-10 град, и струя чугуна, поступающая из носка стационарного желоба на поверхность жидкого чугуна в ванне, перетекает в ковш до окончания его наполнения. Далее производят наклон желоба в сторону вторго ковша. Постоянно находящийся в ванне слой жидкого чугуна толщиной 400-500 мм предохраняет футеровку желоба от размывания; при этом полностью исключено разбрызгивание чугуна. По окончании разливки люльку с желобом наклоняют в сторону одного из ковшей на угол 36-40 град для слива чугуна из ванны. Так же, как и поворотный, качающийся желоб оснащен механизмом ручного поворота, используемым в экстренных случаях. Желоба такой конструкции применяют также и для разливки шлака.

Рис. 5.5 Качающийся желоб.

1 – желоб; 2 – съемный носок; 3 – ось; 4 – носок стационарного желоба; 5 – кривошипно-шатунная передача; 6 – электромеханический привод.

Рис. 5.6 Качающийся желоб для разливки чугуна:

1- стациоиариый желоб; 2 - качающийся желоб; 3--- ковш.

5.2 Оборудование для обслуживания леток

Машины для вскрытия чугунной летки Данные машины должны обеспечивать хорошее качество леточного отверстия – гладкие стенки, прямолинейность и определенный уклон его в сторону горна. Надо следить, чтобы работы велись без сбоев, с минимальными затратами труда и инструмента. От этого зависит соблюдение графика выпусков и качество самого выпуска, а также качество последующего закрытия летки.

Таким образом к машинам для вскрытия чугунной летки предъявляют следующие требования:

1. Прямолинейность движения сверла (бура) в летке.

2. Возможность регулирования угла наклона сверла к горизонту в пределах до 18⁰.

3. Быстрый вывод сверла из летки после ее вскрытия.

4. Возможность отвода сверлильной машины в сторону от главного желоба.

5. Огнеупорная масса, покрывающая внутреннюю стенку горна в районе летки, не должна разрушаться при вскрытии летки.

6. Дистанционность управления и безопасность работы обслуживающего персонала.

Как правило, летку открывают одним инструментом, выполняющим одну или, что значительно реже, две операции. Трудность разделки канала чугунной летки одним инструментом объясняется различием свойств леточной массы по длине летки.

Различают несколько методов открытия летки:

- сверление;

- ударный;

- ударно-вращательный;

- взрывного действия;

- «кислородное копье»

На территории бывшего СССР наибольшее распространение получили сверлильные машины (бурмашины), которыми вскрывают леточный канал на полную глубину.

Существуют многочисленные конструкции бурмашин. Они отличаются друг от друга местом монтажа (подвесные например «Азовсталь», передвижные, поворотные на отдельно стоящей колонне, например «ГИПРОМЕЗ»), количеством обслуживаемых леток (одна или две), наличие системы продувки бура воздухом или инертным газом. Схема поворотной бурмашины представлен на рис. 5.7.

Пушки для забивки чугунной летки. От выпуска к выпуску чугунная летка должна быть надежно закрыта. Закрытие осуществляют специальной пушкой, которая работает как шприц. К машинам для забивки чугунной летки предъявляют следующие основные требования:

Рис. 5.7 Поворотная сверлильная машина.

1 – тележка; 2 – сверло; 3 – патрон для закрепления сверла; 4 – редуктор; 5 - электродвигатель; 6 – неподвижная колонна; 7 – полая колонна; 7а – консоль; 8 – механизм передвижения тележки; 9 – балка; 10 – механизм подъема; 11 – механизм изменения угла наклона; 12 – упор; 13 – фланцевый двигатель; 14 – червячно-цилиндрический редуктор.

1. Давление поршня на леточную массу должно быть достаточным для преодоления сопротивления ее движению в цилиндре, переходном патрубке, носке пушки и леточном канале, а также для распространения этой массы по внутренней стенке горна у летки (на полном ходу печи).

Люди также интересуются этой лекцией: 30 Разграничение дел, подведомственных общим судам и арбитражным судам.

2. Полезный объем рабочего цилиндра должен обеспечивать заполнение канала летки леточной массой и ремонт окололеточного пространства внутри печи.

3. Носок пушки должен иметь прямолинейное движение при подходе к летке.

4. Дистанционность управления всеми механизмами.

5. Возможность отвода пушки в сторону после забивки летки.

6. Высокая степень надежности в работе.

Устройство пушки представлено на рис. 5.8. За рубежом и у нас в стране в последние годы получили распространение гидравлические машины. Основные технические характеристики бурмашин представлены в приложении А.