Кисневий конвертер

Реферат: Кисневий конвертер включає футерований зсередини вогнетривами і оперезаний зовні двома бандажами та зубчатим вінцем металевий корпус, який розміщений з зазором в опорному кільці, яке забезпечене двома групами центруючих роликів і має дві плити з цапфами, що встановлені в підшипникові опори, щодо яких корпус має можливість повороту у вертикальній площині за допомогою електромеханічного приводу. Другий електромеханічний привод розміщений на робочому майданчику з боку другої цапфи, а передача їм обертання корпусу реалізована за допомогою двох валів, які пов'язані між собою конічною зубчастою парою. UA 71568 U (54) КИСНЕВИЙ КОНВЕРТЕР UA 71568 U UA 71568 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області металургії, і зокрема до сталеплавильних агрегатів, і може бути використана при отриманні сталі з рідкого чавуну й металевого брухту, що містять у своєму складі підвищену кількість таких шкідливих домішок, як фосфор і сірка. Відомий кисневий конвертер для виплавки сталі з рідкого чавуну й металевого брухту шляхом продувки киснем через фурму, що вводиться зверху, який включає футерований зсередини вогнетривами металевий корпус, що розміщений з зазором в опорному кільці, яке має дві плити з цапфами, які встановлені у підшипникові опори, щодо яких корпус має можливість повороту у вертикальній площині за допомогою електромеханічного приводу, що змонтований на робочому майданчику і кінематично пов'язаний з однією з цапф [Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 2 Машины и агрегаты сталеплавильних цехов / А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребеник и др. - М.: Металургія, 1978.-328 с. (стор. 73)]. Недоліком даного конвертера є те, що при переробці в ньому шихти з підвищеним вмістом фосфору і сірки процес виплавки сталі припадає здійснювати за двошлаковою технологією, що передбачає скачування первинного низькоосновного шлаку і наведення нового, а це призводить до збільшення тривалості плавки, підвищення втрат металу з оксидами заліза шлаку та зниження на 20-30 % продуктивності плавильного агрегату. Так само недоліком є складність і громіздкість устаткування, що ускладнює його обслуговування і ремонт. Найближчим за технічною суттю до заявленого рішення є кисневий конвертер для переробки рідкого чавуну та металу з підвищеним вмістом шкідливих домішок, що включає футерований зсередини вогнетривами і оперезаний зовні двома бандажами та зубчатим вінцем металевий корпус, який розміщений з зазором в опорному кільці, яке забезпечене двома групами центруючих роликів і має дві плити з цапфами, що встановлені в підшипникові опори, щодо яких корпус має можливість повороту у вертикальній площині за допомогою електромеханічного приводу, змонтованого на робочому майданчику і кінематично пов'язаного з однією з цапф, а також обертання на центруючих роликах щодо своєї поздовжньої осі симетрії, яке забезпечується другим електромеханічним приводом, що має кінематичний зв'язок з зубчастим вінцем. Високий ступінь видалення шкідливих домішок в цьому конвертері досягають прискореним шлакоутворенням за рахунок інтенсифікації перемішування ванни шляхом -1 обертання його корпусу з частотою 30 хв щодо його поздовжньої осі симетрії, яка складає з горизонтальною площиною кут 16-20°, і одночасної подачі в струмені кисню подрібненого вапна [Кудрин В.А. Металлургия стали. - М.: Металлургия, 1989.-560 с. (стор. 261)]. Істотні ознаки відомого конвертера, що збігаються з ознаками пропонованого конвертера: 1. Корпус, що оперезаний зовні двома бандажами і зубчастим вінцем. 2. Опорне кільце, яке забезпечене двома групами центруючих роликів. 3. Дві цапфи, що встановлені в підшипникові опори. 4. Електромеханічний привод для повороту корпусу конвертера щодо опор цапф у вертикальній площині, який розміщений на робочому майданчику і кінематично пов'язаний з однією з цапф. 5. Електромеханічний привод для обертання на роликах корпусу конвертера щодо його поздовжньої осі симетрії, що кінематично пов'язаний із зубчастим вінцем. Недоліком даного кисневого конвертера, який обмежив його широке застосування, є те, що механізм обертання корпусу змонтований на рамі, яка стаціонарно закріплена на нижній частині опорного поясу. При такій конструктивній схемі збільшилася загальна маса рухомої системи плавильного агрегату, внаслідок чого потрібно було застосування більш потужного приводу механізму повороту корпусу. Крім того, виникли значні труднощі при ремонті та обслуговуванні самого механізму обертання, що пов'язані з підведенням електроживлення до двигуна і здійсненням змащення редуктора, які здійснюють поворот в просторі разом з корпусом конвертера на кут 90-270°. В основу корисної моделі поставлено задачу зміни кінематичної схеми механізму обертання корпусу кисневого конвертера, що дозволяє розмістити його привод на робочому майданчику з боку вільної цапфи, зменшити громіздкість конструкції сталеплавильного агрегату, а також спростити ремонт і обслуговування його механізмів при збереженні якості виплавлюваної сталі. Поставлена задача вирішується тим, що в кисневому конвертері, який включає футерований зсередини вогнетривами і оперезаний зовні двома бандажами та зубчатим вінцем металевий корпус, який розміщений з зазором в опорному кільці, яке забезпечене двома групами центруючих роликів і має дві плити з цапфами, що встановлені в підшипникові опори, щодо яких корпус має можливість повороту у вертикальній площині за допомогою електромеханічного приводу, змонтованого на робочому майданчику і кінематично пов'язаного з однією з цапф, а також обертання на центруючих роликах щодо своєї поздовжньої осі симетрії, яке забезпечується другим електромеханічним приводом, що має кінематичний зв'язок з зубчастим 1 UA 71568 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вінцем, згідно з корисною моделлю, другий електромеханічний привод розміщений на робочому майданчику з боку другої цапфи, а передача їм обертання корпусу реалізована за допомогою двох валів, які пов'язані між собою конічною зубчастою парою, причому перший з них пропущено через виконаний в цапфі канал, а на кінці другого жорстко закріплена шестірня, що входить в зачеплення із зубчастим вінцем. На фіг. 1 показана загальна компоновка механізмів кисневого конвертера. На фіг. 2 - вид конвертера з боку його горловини. На фіг. 3 - конструктивне виконання механізму обертання корпусу конвертера. Пропонований кисневий конвертер включає глуходонний металевий корпус 1, який футерований зсередини вогнетривами і оперезаний зовні бандажами 2 і зубчастим вінцем 3. Корпус розміщений з зазором в опорному кільці 4, яке забезпечене двома групами центруючих роликів 5, що мають по дві реборди. Одна група роликів встановлена на осях, які закріплені на верхній торцевій поверхні опорного кільця, а друга на осях, що закріплені на його нижній торцевій поверхні. Опорне кільце виконано складеним з двох півкілець, які скріплені між собою плитами 6 і 7, кожна з котрих жорстко пов'язана відповідно з цапфою 8 і 9, що встановлені в підшипникові опори 10 і 11. На зовнішній поверхні опорного кільця 4 жорстко закріплені чотири накладки 12, нижні частини яких за допомогою шарнірів пов'язані з вигнутими балками 13, що утримують підшипникову опору 14 цапфи днища корпусу 1 конвертера. Корпус 1 спільно з опорним кільцем 4 має можливість повороту щодо підшипникових опор 10 і 11 у вертикальній площині за допомогою електромеханічного приводу, що включає двигун 15, швидкохідний редуктор 16 і тихохідний редуктор 17, які змонтовані на робочому майданчику. Тихохідний вал редуктора 17 через зубчасту муфту 18 пов'язаний з цапфою 8 опорного кільця. Корпус 1 має також можливість обертання щодо своєї поздовжньої осі симетрії на центруючих роликах 5, яке забезпечується другим електромеханічним приводом, що включає двигун 19 і редуктор 20, які розміщені на робочому майданчику з боку цапфи 9. При цьому кінематичний зв'язок приводу з зубчастим вінцем забезпечується за допомогою двох валів 21 і 22. Вал 21, що пов'язаний муфтою 23 із тихохідним валом редуктора 20, встановлений в підшипникових опорах всередині циліндричного каналу, який виконаний в тілі цапфи 9 уздовж її поздовжньої осі. На кінці цього вала розміщена конічна шестірня 24, що утворює зубчасту пару з конічним колесом 25 вала 22, який знаходиться в зачепленні за допомогою шестерні 26 із зубчастим вінцем 3 корпуса 1 конвертера. Крім того, конвертер забезпечений системою подачі порошкоподібного вапна в струмені кисню через водоохолоджувану фурму, що містить механізми її переміщення і коливання, а також дозуючий пристрій. Механізм переміщення фурми 27 включає каретку 28, яка забезпечена двома парами ходових роликів 29, що встановлені на похилих рейках 30. Привід переміщення каретки складається з мотор-редуктора 31 і ходового гвинта 32, що пов'язаний з гайкою, яка закріплена на каретці 28. Фурма 27 встановлена на поворотній опорі 33 і за допомогою кривошипно-шатунного механізму 34 має можливість коливального руху щодо каретки в межах довгастого отвору ковпака 35, який жорстко пов'язаний з кареткою і забезпечений патрубком для приєднання газовідвідного тракту. Робота кисневого конвертера. Процес плавлення сталі в пропонованому кисневому конвертері реалізують наступним чином. Корпус 1 сталеплавильного агрегату, що розміщений в опорному кільці 4, яке забезпечене плитами 6 і 7, за допомогою приводу, який включає двигун 15 і редуктора 16 і 17, через трубчасту муфту 18, що пов'язана з цапфою 8, повертається відносно підшипникових опор 10 і 11 у вертикальне положення. При цьому корпус 1 центрується двома групами роликів 5 щодо опорного кільця і підтримується підшипникової опорою 14, яка жорстко закріплена на вигнутих балках 13, що пов'язані за допомогою шарнірів з накладками 12 опорного кільця. У порожнину конвертера послідовно завантажують необхідну кількість кускового вапна, руди і флюсів, після чого його повертають у горизонтальне положення і здійснюють завалку металевого брухту, а також заливку чавуну. Після закінчення завантаження шихтових матеріалів корпус конвертера переводять у положення продувки, в якому кут його нахилу до горизонтальної площини повинен становити 15-20°. Для здійснення продувки каретку 28 на ходових роликах 29 по похилим рейкам 30 за допомогою мотор-редуктора 31 і ходового гвинта 32 переміщають у нижнє положення. При цьому фурма 27, що встановлена на поворотній опорі 33, своєю нижньою частиною опиниться в порожнині конвертера, а ковпак 35 примкне до гирла його горловини. За допомогою живильника, (на кресленнях не показаний) із бункера подається порошкоподібне вапно і вдувається кисень, який виконує транспортуючу функцію. Утворена суміш по гнучкому трубопроводу надходить у канал водоохолоджуваної фурми 27 і разом з 2 UA 71568 U 5 10 15 20 25 основним об'ємом енергоносія (кисню) вдувається у ванну конвертера. Під час продування фурма 27 за допомогою кривошипно-шатунного механізму 34 здійснює коливальний рух в межах довгастого отвору ковпака 35. Відразу ж після початку продувки починають обертальний рух корпусу конвертера відносно його поздовжньої осі симетрії. Для цього запускають двигун 19, який через редуктор 20 і муфту 23 обертає вал 21, що встановлений в підшипникових опорах всередині циліндричного каналу в тілі цапфи 9. Обертання вала 21 за допомогою конічних зубчастих коліс 24 і 25 передається валу 22, на кінці якого жорстко закріплена прямозуба шестірня 26, що знаходиться в зачепленні з зубчастим вінцем 3. Під дією крутного моменту, що передається від приводу двигуна 19 зубчастому вінця 3, корпус 1 конвертера, який спирається своїми бандажами 2 на нижні центруючі ролики 5, здійснюватиме обертання із заданою швидкістю. Забезпечувана при цьому інтенсифікація процесу перемішування розплаву і вдування в струмені кисню подрібненого вапна прискорюють шлакоутворення, завдяки чому вдається видалити із рідкого металу підвищену кількість шкідливих домішок, що дозволяє переробляти шихту будь-якого складу і одержувати сталь необхідної якості. Застосована у заявленому кисневому конвертері кінематична схема механізму обертання його корпусу, що припускає розміщення приводу на робочому майданчику, а не на корпусі сталеплавильного агрегату, дає можливість спростити обслуговування та ремонт механізмів, поліпшити умови змащування зубчастих передач редуктора, який знаходиться в стаціонарному стані, і спростити підведення електроживлення до приводного двигуна. При цьому знижується так само загальна маса рухомої системи конвертера і потужність приводу механізму його повороту у вертикальній площині. Завдяки модернізації приводу механізму обертання кисневого конвертера вдалося усунути один з головних недоліків, властивих Калдо-процесу, який призначений для переробки неякісної шихти, а це дозволяє отримати відчутний економічний ефект за рахунок низької її вартості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Кисневий конвертер, що включає футерований зсередини вогнетривами і оперезаний зовні двома бандажами та зубчатим вінцем металевий корпус, який розміщений з зазором в опорному кільці, яке забезпечене двома групами центруючих роликів і має дві плити з цапфами, що встановлені в підшипникові опори, щодо яких корпус має можливість повороту у вертикальній площині за допомогою електромеханічного приводу, змонтованого на робочому майданчику і кінематично пов'язаного з однією з цапф, а також обертання на центруючих роликах щодо своєї поздовжньої осі симетрії, яке забезпечується другим електромеханічним приводом, що має кінематичний зв'язок з зубчастим вінцем, який відрізняється тим, що другий електромеханічний привод розміщений на робочому майданчику з боку другої цапфи, а передача їм обертання корпусу реалізована за допомогою двох валів, які пов'язані між собою конічною зубчастою парою, причому перший з них пропущено через виконаний в цапфі канал, а на кінці другого жорстко закріплена шестірня, що входить в зачеплення із зубчастим вінцем. 3 UA 71568 U 4 UA 71568 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5