Конвертор с боковым отводом газов

 

Существующие конверторы с верхним отводом газов имеют высокую производительность, долговечны, надежны в работе, но загрязняют атмосферу цеха выделяемым в больших количествах (особенно при выходе бочки из-под напыльника) серным газом, выдают отходящий газ с малым содержанием сернистого ангидрида, что обусловлено сильным подсосом воздуха.

Отмеченные недостатки устранены в конверторах с боковым отводом газов. По данным зарубежной практики (Бельгия), эти конверторы выдают газы с 8-10%-ным содержанием сернистого ангидрида (примерно в 2 раза выше, чем в обычных конверторах); из них не выделяются (или выделяются в значительно меньшем количестве) газы в атмосферу цеха; они допускают загрузку материала во время дутья, не требуют установки напыльника. Вместе е тем конструкция конвертора более сложна и громоздка; конвертор занимает примерно на 30% больше площади, чем обычные конверторы той же емкости.

Отечественная конструкция 40 т конвертора (рис.5) разработана СКБ ЦМ и изготовлена Южуралмашем. По сравнению с конвертором фирмы "Хобокен" (Бельгия) в отечественную конструкцию, внесены значительные изменения: упрощена конструкция поворотного П - образного газохода, жестко соединенного с корпусом конвертора и цилиндрической царгой. Царга выполнена стационарной; устранена третья (подпружиненная) опора расположенная в конверторе фирмы "Хобокен" под поворотным- газоходом; усилены вертикальные стенки газохода, улучшена конструкция пылевой камеры; предусмотрено механизированное удаление из нее пыли и др.

1 – бочка; 2 – П - образный газоход; 3,7,8 – люки для чистки;

4 – уплотнение; 5 – царга; 6 – камера; 9 – противовес; 10 – опора; 11 –фурмы.

Рисунок 5 - Схема конвертора с боковым отводом газов

Фурмовщики. Фурмовщики предназначены для механизации тяжелой работы по очистке (фурмовке) фурмовочных трубок конвертора от настыли. Разделяются они на индивидуальные, устанавливаемое на каждой фурме, и групповые навесного или напольного типа, обслуживающие всё фурмы конвертора. Работают фурмовщики от сжатого воздуха давлением 5-6 кгс/см².

На рис.6 дана конструкция индивидуального фурмовщика. При нажатии на пускатель 3 золотник 6 со штоком 4 стаканом 7 и наконечником 8 перемещается в крайнее правое положение и перекрывает отверстия, сообщающие переднюю я заднюю полости золотника с атмосферой, а также отверстие для пуска сжатого воздуха в переднюю полость рабочего цилиндра 9; при этом воздух устремляется под поршень 1, Последний со штоком 2 и фурмовочным ломиком начинает перемещаться вправо, развивая скорость 14- 20 м/с. Ломик очищает стенку трубки, погружаясь в расплав на 110 мм. В передней полости воздух сжимается, давление его передается на золотник, который начинает возвращаться в исходное положение, преодолевая силу расцепителя 5. Под действием большого давления, возникшего в буферной подушке, поршень с ломиком передвигается в обратном направлении.

Фурмовщики совершают около 2000 циклов в 1 мин. Время пребывания ломика в расплаве примерно 0,02 с. Групповая напольная машина (рис.7) состоит из рабочего цилиндра прочистки фурм, 2 с воздухораспределителем 5 принципиальное устройство сходно с показанными на рис.6, механизма перемещения машины 1, блоков фиксации 8, управления. 3 и закрепления машины 4. Платформа 6 передвигается по рельсам 7, автоматически очищая одну фурму за другой.  

Испытания фурмовщиков отечественного производства показали, что для условий медных заводов наиболее прогрессивна групповая машина.

Вертикальные конверторы

Конверторы вертикального типа применяют в цветной металлургии для конвертирования (рафинирования) ферроникеля. Конвертор работает на кислородном дутье. Кислород под высоким давлением подается в горловину бочки сверху по вертикально подвешенной фурме специальной конструкции. Фурма соединена гибкими рукавами со стационарными коммуникациями, по которым подаются кислород и вода для охлаждения. Опускание фурмы в ванну расплава, подъем и поворот ее осуществляются подъемным и поворотным механизмами. Над конвертором установлен наклонно водоохлаждаемый напыльник (водоохлаждаемый кессон), имеющий отверстие для пропускания фурмы.

В состав конвертирующего агрегата входят: собственно конвертор, фурма, напыльник, домкратная рельсовая тележка для обслуживания днища бочки и телескопический подъемник для футеровочных работ. Краткая техническая характеристика конвертора; КВК.1-30ФН, изготовленного Южно-Уральским машиностроительным заводом, приведена ниже;

 

Емкость (садка), т…………………………………………………….. 30

Объем рабочего пространства, м³ ……………………………….……38

Наибольшая глубина жидкой ванны, мм……………………………. 900

Высота внутреннего пространства бочки, мм …………………...6165

Диаметр бочки по футеровке (в свету), мм…………………………...3150

Внутренний диаметр бочки без футеровки, мм……………………4500

Внутренний диаметр горловины, мм …………………………………2000

Внутренний диаметр горловины по футеровке, мм…………………1500

Номинальная скорость поворота корпуса, об/мин……………………1,0

Минимальная скорость поворота корпуса, об/мин …………………..0,13

Мощность двигателей привода поворота, кВт………………….4X29

Давление кислородного дутья, кгс/см² ……………………………….12,0

Давление кислородного дутья у сопла фурмы, кгс/см²…………….. 8,0

Общая масса футерованного конвертора (без фурмы и напыльника), т 490

Масса нефутерованного корпуса в сборе с опорным кольцом, а днищем

 (без привода поворота), т ……………………………………....130

Общая масса футеровки бочки, т ……………………………………150

напыльника с водой, т…………………………………………..130

привода поворота с электрооборудованием, т…………..……83,3

Корпус конвертора (рис.8) цилиндро - конической формы, сварной, симметричный относительно вертикальной оси. Толщина листовой стали (марка ВСтЗ): 40 мм цилиндрической части, 30 мм конических частей и днища. Верхняя кромка горловины (рис.9,в) усилена приваренным кольцом и защищена от воздействия горячих газов и шлаковых выбросов жаростойким шлемом 10 (четыре съемных сектора); На цилиндрической части корпуса с двух сторон по оси цапф приварены две массивные шпонки (рис.9,в) сечением 180X600 и длиной 1700 мм. Назначение их - передача на корпус усилий, возникающих при наклоне в конвекторе.

Опорное кольцо (рис.9,а) коробчатого сечения 625X1600 с наружным диаметром 6,5 м сварено из толстой листовой стали. В кольцо впрессованы две цапфы (наибольший диаметр около 1000 мм); на приводной цапфе закрепляется (напрессовывается) приводной механизм поворота. Посадка шпонок по 5-му классу точности ходовая; осевые зазоры до 40 мм. Это должно обеспечить компенсацию теплового расширения корпуса, его сборку и демонтаж. От воздействия шлаковых настылей и высокой температуры опорное кольцо защищено сверху кожухом, снизу экраном.

Бочка закреплена на опорном кольце восемью тягами 4 диаметром 115 мм, попарно расположенными в кронштейнах корпуса. Сферические шайбы и пластинчатые пружины обеспечивают возможность тягам занимать слегка наклонное положение и изменять длину при наклонах бочки. Кронштейны опираются на вкладыши, закрепленные на опорном кольце. При помощи вкладышей: регулируют поверхность контакта между бочкой и опорным кольцом. Поверхности контакта вкладышей и сферических шайб покрывают смазкой на основе дисульфида молибдена. 

В   опорных (подшипниковых) узлах конвертора установлены двухрядные сферические роликовые подшипники. Опорный узел, приводной, цапфы неподвижный - внутренние и наружные кольца роликоподшипника зафиксированы от осевого смещения. Опорный узел неприводной цапфы неподвижный (плавающий) -наружное кольцо установлено внутри стального вкладыша по ходовой посадке..

Станины конвертора коробчатого сечения, сварены из толстой листовой стали и балок. На каждой станине со стороны бочки закреплены кронштейны, предназначенные для установки домкратов при монтаже и ремонте конвертора, рассчитанное на подъем опорного кольца вместе с бочкой (без футеровки). На станине приводной стороны конвертора установлены кронштейны буферного устройства и станция циркуляционной смазки. Станины со стороны бочки зафутерованы по всей высоте.

Привод поворота (рис.9,б) состоит из специального редуктора, четырёх навесных приводов, восьми пружинных буферов, одной большой в двух малых гидрошайб, командоаппаратов, сельсина и двух тахогенераторов.

Специальный редуктор установлен на коническом конце цапфы и закреплен на ней большой гидрошайбой. Центральное ведомое колесо диаметром 4080 мм (модуль 16) приводится в движение от четырех косозубых вал - шестерен, расположенных на корпусе редуктора (по окружности). Корпус редуктора опирается на ступицу центрального колеса через два конических подшипнику. Передаточное число редуктора 14, 118.

Навесной привод расположен на конце приводной вал - шестерни специального редуктора. Привод двухступенчатый цилиндрический с присоединенным к нему фланцевым двигателем. Один конец быстроходного вала редуктора соединен зубчатой муфтой с валом электродвигателя, другой конец - пальцевой муфтой с валом фланцевого тахогенератора. Навесные редукторы удерживаются от поворота - пружинными буферами двустороннего действия, закрепленными на корпусах специального и навесного редукторов, через сферические опоры.

 

 

1 – корпус; 2 – шлем; 3 – кожух защитный; 4 – опорное кольцо;

5 – опора с плавающим подшипником; 6 – днище отъемное; 7 – буферное устройство; 8 – редуктор специальный; 9 – редукторы навесные с электродвигателями; 10 – опора с неподвижным подшипником;

Рисунок 8 - Вертикальный конвертор емкостью 30 т.

Гидрошайба большая используется для насадки и съема привода с цапфы, малая - для снятия и насадки навесного привода на конец вал - шестерни специального редуктора. Давление в большой шайбе при напрессовке составляет 650 кгс/см², при распрессовке 1500 кгс/см²; давление в малой шайбе при напрессовке 75 кгс/см³, при распрессовке 200 кгс/см².

Большая гидрошайба состоит из корпуса с шестью расточками и шести поршней и специальной гайки, наворачиваемой на резьбовой коней, цапфы конвертора. Масло под поршни подается шестью насосами через сверления в каждой ступени цилиндра.

Для подъема и обеспечения возможности наворачивания гидрошайбы на резьбовую ступицу центрального зубчатого колеса используют две роликовые цепи, охватывающие корпус гидрошайбы по канавкам. Цепи перекидывают через две звездочки, насаженные на общую ось, и подвешивают на крановый крюк. Малые шайбы имеют аналогичный принцип работы.

Буферное, устройство служит для предотвращения разворота привода вокруг цапфы, смягчения динамических ударов при включениях и торможении, а также для гашения колебаний; представляет собой стальную тягу с встроенным пружинным (тарельчатым) амортизатором двустороннего действия. Шток буфера имеет поршень, заключенный в гидроцилиндр. Полости над поршнем и под ним образуют гидравлический демпфер. Краткая характеристика привода поворота и редуктора приведена ниже:

Общее передаточное число привода, поворота ……………………726,6

Мощность двигателя навесного привода, кВт…..………………29,0

Передаточное число специального редуктора…………………...14,118

Передаточное число навесного редуктора…………………………51,1

Централизованная система жидкой смазки служит для подачи масла в зубчатые зацепления и подшипники специального редуктора, неподвижный и подвижный подшипники цапф. Масло автотракторное сернокислотной очистки. Смазка навесных редукторов наливная; масло - трансмиссионное автотракторное. Станция циркуляционной смазки ЦС 70М характеризуется следующими данными:

Емкость резервуара станции, м³ ……………………………………..1,4

Площадь охлаждения маслоохладителя, м………………..………..4,0

Производительность, одного насоса л/мин……………………….….70

Рабочее давление масла, кгс/см.² …………………………....……….3,0

Давление пара и воды, кгс/см² ……………………………………….3,0

Двигатели привода поворота питаются постоянным током от системы генератор - двигатель с электромашинным усилителем. Преобразовательный агрегат состоит из приводного двигателя мощностью 200 кВт и генератора мощностью 45 кВт. Пуск осуществляется кнопкой с центрального пункта управления.

Скорость поворота конвертора регулируется в заданных пределах изменением напряжения генератора управление приводом поворота конвертора - ручное дистанционное командоконтроллерами с центрального пульта управления и с местного поста управления. В схеме предусмотрены включения на резервные генератор и электромашинный усилитель; блокировки, запрещающие включение привода. поворота конвертора, защиты от перегрузки и обрыва цепей; сигнализация; об обрыве цепей тормозных катушек, об отсутствии давления в смазочной системе, о вертикальном положении бочки.

При нормальной эксплуатации торможение привода осуществляется пристроенными к фланцевым двигателям электромагнитными тормозами типа ТДП. При аварийных остановках (отключение тока и др.) конвертора происходит динамическое торможение с одновременным включением механических тормозов.

Отъемное днище соединено с бочкой шестнадцатью быстроразъемными клиновыми запорами. Ниже приведена масса днища и других узлов и деталей конвертора, т

Днище отъемное без футеровки ……………………………………8,8

Бочка без футеровки и...опорного кольца ………………………...33,8

Опорное кольцо с цапфами …………………………………………80,5

Шлем (четыре сектора) ………………………………………………4,5

Редуктор специальный ……………………………………………...61,8

Навесной привод в сборе…………………………………………….3,0

Гидрошайба, большая…………………..……………………………..3,3      

Опорные (подшипниковые) узлы……………………………….2×12,3

Для отъема и установки днища имеется специальная домкратная тележка, состоящая из гидродомкрата, гидроцилиндра (для поворота стола), двух насосных установок, стола и рабочей площадки, расположенных на железнодорожной четырехосной платформе (колея 1920. мм, база 3600 мм)

Краткая характеристика тележки:

Грузоподъемность, полезная, т ……………………………………….240

Скорость подъема стола м/мин……………………………………….0,2

Максимальный ход плунжера гидродомкрата, мм ………………….955

Угол поворота стока, град………………………………………………±5

Масса тележки с электрооборудованием, т…………………………..54,2

Масса масла для заполнения гидросистемы, т……………………….0,8

Рабочее давление в гидросистеме кгс/см² …………………………...50

Футеровка конвертора выполнена хромомагнезитовым или другим огнеупорным кирпичом. Толщина футеровки около 675 мм.. Средняя стойкость основной футеровки составляет примерно 200 плавок, кислой 350. Стойкость футеровки днища совпадает со стойкостью футеровки корпуса. Для перефутеровки корпуса, применяют специальный телескопический гидроподъемник, расположенный на двухосной тёлежке (колея 1920 мм база 3600 мм).

Краткая характеристика подъемника:

Грузоподъёмность рабочей площадки……………………………... 4,0

Грузоподъемность подъемника материалов, т ……………………..1,0

Ход телескопического гидроподъемника, м ……………………….5,6

Средняя скорость подъема площадки, м/мин ………………………0,98

Средняя скорость опускания площадки, м/мин ……………………0,90

Рабочее давление в гидросистеме, кгс/см³  ………………………55

Общая масса подъемника т ……………..………………………..22,1

Фурма представляет собой длинную трубу, (длина, вертикальной части

 8,87 м) диаметром 76 мм., навинчённым медным наконечником (соплом). Труба закреплена в двухтрубчатом кожухе. Сопло имеет три наклонно (6° к вертикали) расположенных конусных отверстия. По гибким рукавам в фурму подаются кислород и вода для охлаждения. Нагретая вода выходит из кольцевого пространства между средней (разделительной), и наружной трубами (диаметры труб 114 и 159 мм, сталь марки 30). Материал сопла – медь марки М0 или M1, масса. 5,5 кг, наружный диаметр 146 мм. 

Подъем и опускание фурмы осуществляется подъемным механизмом (грузоподъемность 1,7 т, мощность. 22 кВт) поворачивание - механизмом поворота (мощность 1,4 кВт). Оба механизма расположены на колонне (высота 7м), подъемная барабанная лебедка расположена на отдельном фундаменте. Стрела вылета механизма поворота 4,9 м. Ход фурмы для поворота 9,0 м.

Для обеспечения лучшей плотности и повышения.надежности присоединение медного сопла, к фурме выполнено сварным. Стойкость сопел в.конверторах с основной футеровкой 150-200, с кислой 500-60б плавок. 

Напыльник (водоохлаждаемый кессон) имеет цилиндрическую форму. Внутренний диаметр огневой точки 2600 мм, наружный диаметр наружной стенки 2800 мм; толщина огневой стенки 12 мм; наружной 10 мм. Материал - сталь 20К (ГОСТ 5520 – 69) Общая длина кессона около 9,0 м. Ширина кольцевого пространства, заполняемого водой 68 мм. Масса напыльника с водой около 30,0 т, масса без воды примерно 25,0 т

Напыльник - откатной, устанавливают над горловиной конвертора под углом к горизонту около 60°. Для установки фурмы предусмотрено отверстие в нижней части кессона. Вода поступает в кессон под давлением 3,5 кгс/см²; расход водs 800 м³/ч.

Эксплуатация конвертора должна осуществляться в соответствии с правилами безопасности в конверторном переделе. При перефутеровке корпус конвертора должен находиться в вертикальном положении. Перед началом работ отключают электроэнергию от привода поворота, затормаживают электромагнитные тормоза. При необходимости ремонта или регулировки тормозов бочку конвертора закрепляют за цеховые конструкции во избежание её опрокидывания. Состояние футеровки бочки систематически контролируют.. Не допускается перегрев стенок выше 250-300°С. Разность температур, замеренных на поверхности корпуса в двух точках, отстоящих одна от другой на расстояние 1 м, не должна превышать 10° С, чтобы не допустить коробления. По этой же причине опасен перегрев опорного кольца.

Конвертор должен разогреваться по графику с учётом медленного повышения температуры футеровки (корпуса). Сварочные швы должны находиться под регулярным наблюдением.     

 Необходимо учитывать, что при температуре около 400°С смазка опорных кронштейнов корпуса (на основе диосульфата молибдена) начинает окисляться и терять смазочные свойства.

За состоянием и работой тормозов должно вестись повседневное наблюдение. Не реже двух раз в месяц нужно регулировать тормоза в соответствии с инструкцией завода-изготовителя, а также контролировать и регулировать тормозные моменты всех тормозов. Допустимый предел снижения момента не более 5% от номинального, паспортного. Работа с неисправными неотрегулированными тормозами запрещается. Тормозной момент каждого тормоза в холодном состоянии должен быть не менее 80 кгс·м. Каждый тормоз должен самостоятельно удерживать незафутерованный корпус конвертора в наклонном на 90⁰ относительно вертикальной оси положении.

 При выходе из строя одного двигателя или навесного привода возможна временная работа на трех навесных приводах. Рекомендуется ежесуточно несколько раз поворачивать корпус конвертора на 360°.

Регулярно, не реже четырех раз в месяц, должна контролироваться затяжка гаек на тягах крепления корпуса на опорном кольце. Контроль осуществляют при повернутом зафутерованном конверторе горловиной вниз. При появлении, между сопряженными поверхностями зазора, превышающего 1 мм, гайки подтягивают до полного устранения зазора. Все пружины подлежат замене, если высота пакета уменьшится до 100 мм. Не допускается накопление настылей на корпусе, горловине и опорном кольце. Использовать для их срыва привод поворота конвертора категорически запрещается.

При замене сферических шайб и вкладышей опорного кольца нужно осуществлять подгонку опорной поверхности, обеспечивающей прилегание не менее 50% с равномерностью не менее 4 пятен на один квадратный дециметр. После подгонки сопряжённые поверхности смазывают суспензией на основе диосульфата молибдена.

Гидравлический цилиндр подпора, систему труб и клапанов буферного устройства заполняют маслом "Индустриальное 50". Параметры буферного устройства (величину щели регулирующего вентиля) регулируют на основании опытных данных. В режиме неустановившегося движения (торможении, реверсах, пуске и др.), когда действующий на цапфе момент превышает максимальный статический момент, вентиль оставляют открытым. При полностью закрытом вентиле буфер работает как жесткая тяга.

Новая система централизованной смазки и прошедшая капитальный ремонт действующая система ИС-70м подвергаются гидравлическому испытанию. при давлении 7 кгс/см². Подачу масла к зацеплениям и подшипникам специального редуктора регулируют краном, а расход масла подшипниковым узлом - указателями подачи, установленными у каждого подшипника. Струя выходящего масла должна быть тонкой, равномерной. Также регулируется подача масла в опорные узлы конвертора.

Температура подшипников привода и опор должна находиться под постоянным наблюдением. Температура коренных подшипников опор и привода не должна превышать 80-96°С; предельная температура малых подшипников редукторов не должна превышать температуру окружающёго воздуха более чем на 50° С.

Конвертор может быть включен в работу только после того, как будет отрегулирована подача масла ко всем смазываемый точкам. Замену масла и промывку ванн редукторов и всей централизованной системы необходимо проводить в начальный период работы нового или капитально отремонтированного конвертора через 2-3 недели после пуска; в последующее время - 1 раз в 4-6 месяцев по установленному графику. При каждой замене масла картеры и маслопроводы следует промывать смесью масла низкой вязкости и дизельного топлива (1:1).

Для частичной разборки специального редуктора снимают с него одну из четырех вал - шестерен. В случае полной разборки редуктор снимают (распрессовывают) с цапфы большой гидрошайбой при максимально допустимом давлении в цилиндрах гидрошайбы 1500 кгс/см². Для облегчения распрессовки необходимо подать масло под высоким давлением в два резьбовых отверстия (на ступице колеса), к кольцевым проточкам на конусной посадочной поверхности. Корённые шпильки должны быть отпущены после предварительного их подогрева.

В процессе работы под постоянным наблюдением должен, находиться напыльник. Обслуживание (промывка, очистка и дp.), а также питание водой должны выполняться в соответствии с заводской инструкцией. Жесткий контроль должен быть установлен за тормозом вертикального перемещения ствола фурмы - при падении ствола выходит из строя вертикальный вал оборотного механизма.

Некоторые достоинства конвертора: высокая степень герметизации привода поворота и опорных устройств и централизованная система смазки трущихся пар; применение постоянного тока позволило исключить необходимость установки вспомогательного (аварийного) привода и дало возможность изменять скорость поворота корпуса в широких пределах (1:8); исключена тяжелая операция прочистки фурм; предусмотрена возможность механизации и футеровочных работ; установлен водоохлаждаемый напыльник. Вместе е тем. конструкция конвертора сложна в изготовлений и является металлоемкой - удельная металлоемкость в 4-5 раз превышает таковую горизонтальных конверторов; удельный расход электроэнергии выше в 3 - 4 раза; высокий расход воды на охлаждение фурмы и напыльника. Конвертерная установка требует большой, высоты здания.

 Конструкция привода, опорных узлов, буферное устройство, узлы крепления корпуса с цапфами и опорным кольцом требуют очень строгого и квалифицированного обслуживания, надзора и ремонта.

1234	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: