Механизмы подъема и поворота свода

Для загрузки металлошихты сверху загрузочной бадьей (корзиной) необходимо открыть рабочее пространство ДСП. Из всех возможных способов (выкат корпуса, откат или наклон свода) на современных ДСП свод поворачивают соответствующим механизмом в сторону трансформаторного помещения (печная подстанция) к разливочному пролету на 60…85° (в зависимости от кинематической схемы поворота). На таких ДСП наименьшая масса металлоконструкций, нет сотрясений свода и электродов при открывании печи, свободна часть корпуса, противоположная стойкам, и рабочая площадка перед печью, что удобно для ее обслуживания. Однако для поворота свода требуется большее расстояние между корпусом ДСП и стеной трансформаторного помещения и удлинение гибких кабелей вторичного токопровода.

Свод подвешивают к специальному поворотному кронштейну. Конструкция кронштейна, подвески и механизма подъема зависит от кинематической схемы подъема свода:

1) свод поднимают относительно кронштейна;

2) свод поднимают вместе с кронштейном (рис. 51).

Кронштейн свода состоит из двух Г-образных балок коробчатого равнопрочного сечения, прикрепленных к станине стоек или к шахте ДСП. Балки связаны между собой площадкой для обслуживания электродов. На кронштейне также устанавливают сводовые кислородные фурмы и ТКГ, патрубок газоотсоса, опорные блоки или рычаги системы подвески свода. Рациональная конструкция кронштейна не должна мешать опусканию электрододержателей до уплотнителей электродных отверстий, чтобы не иметь излишней длины электрода над сводом. В нижних (со стороны свода) и внутренних (со стороны электродов) полостях балок кронштейна, сваренных из стального немагнитного листа толщиной до 20 мм, устанавливают водоохлаждаемые коробки для уменьшения нагрева металлоконструкции в результате теплопередачи от футеровки свода и за счет вихревых токов, индуктируемых сильными магнитными полями вокруг электродов.

Рис. 51. Схема механизмов подъема и поворота свода: 1 – свод; 2 – подвеска; 3 – кронштейн; 4 – опорно-поворотный вал; 5 – гидроцилиндры поворота; 6 – гидроцилиндр подъема; 7 – фиксатор

Поворотный кронштейн свода (вместе с несущей конструкцией электрододержателя, электродами, гибкими кабелями и различными вспомогательными устройствами) опирается на опорный-поворотный вал, который может быть установлен на опорной платформе ДСП или на отдельной фундаментной раме независимо от корпуса ДСП (см. рис. 45, позиция 20).

В первом случае из-за значительного веса кронштейна и других узлов ДСП на опорную платформу действует постоянный опрокидывающий момент относительно ближнего сегмента (особенно при повороте свода), что необходимо учитывать при конструировании ДСП. Во втором случае при подъеме и повороте свода такого недостатка нет. В опущенном положении кронштейн со всеми связанными с ним узлами ДСП не связан с опорно-поворотным валом и опирается на корпус и две тумбы, установленные на опорной платформе над соответствующим сегментом. Эти тумбы также служат фиксаторами положения свода относительно корпуса печи, для чего на нижней плоскости кронштейна или на тумбах устанавливают конические шипы высотой 200…250 мм.

Опорно-поворотный вал диаметром 500…750 мм для самоцентрирования при сочетании с гнездом поворотного кронштейна имеет верхнюю часть конической или сферической формы. Для жесткости соединения вала с кронштейном на его цилиндрической поверхности устанавливают боковой упор, который при подъеме вала упирается в наклонную поверхность шахты (так называемая привалочная поверхность).

В первом случае (обычно на ДСП с электромеханическим приводом) свод подвешивают в 4 точках к грузовым втулочно-роликовым или пластинчатым тягам рычажного механизма подъема свода. Цепи (или тяги) шарнирно соединены через блоки с тяговыми винтами червячных редукторов с двумя двигателями, сопряженными для синхронизации подъема промежуточным трансмиссионным валом через зубчатые муфты. Такой механизм на ДСП-100НЗ поднимает свод на 100…150 мм, чтобы вывести кольцевой «нож» сводового кольца из песчаного затвора корпуса (см. рис. 45) и создать видимый зазор между сводом и корпусом. Скорость подъема и опускания свода составляет 1…2 м/мин.

Во втором случае свод жестко связан с поворотным кронштейном, привод механизма гидравлический в виде гидроцилиндра одностороннего действия (см. рис. 51, позиция 6). Под давлением масла до 13 МПа плунжер поднимает опорно-поворотный вал, который сначала входит в зацепление с кронштейном, а затем при дальнейшем своем подъеме поднимает кронштейн (со связанными с ним узлами и вспомогательными устройствами ДСП) и свод на высоту до 500 мм, чтобы вывести шипы фиксаторов из гнезд. Опускание свода вместе с кронштейном происходит под действием силы тяжести поднятых масс при снятии давления в гидроцилиндре.

Для сокращения длительности операции загрузки металлошихты на современных ДСП подъем свода занимает менее 10 с (скорость до 3 м/мин).

Поднятый свод поворачивают на опорно-поворотном валу.

Механизм поворота свода на ДСП с электромеханическим приводом установлен на опорной платформе и представляет собой поворотный вал с зубчатым сегментом, который входит в зацепление с открытой конической шестерней на выходном валу трехступенчатого цилиндрического редуктора, связанного с электродвигателем. Поворот вала, а следовательно и поднятого свода, происходит на угол примерно 80° за 30 с.

Гидропривод поворота свода на опорно-поворотном валу, установленном на отдельной фундаментной раме, состоит из двух плунжерных гидроцилиндров одностороннего действия, расположенных горизонтально и соосно (см. рис. 51, позиция 5). Плунжеры жестко соединены между собой горизонтальной зубчатой рейкой, в зацепление с которой входит опорно-поворотный вал при подъеме свода. При подаче масла под давлением 13 МПа в один из цилиндров рейка перемещается в ту или обратную сторону и поворачивает вал и, в конечном счете, свод. Например, на ДСП-25 опорно-поворотный вал диаметром 540 мм поворачивается на угол 75° при рабочем ходе плунжера поворота 325 мм. В конечном положении свод фиксируют стопорными устройствами; гидравлическая блокировка позволяет поворачивать свод только после подъема его на требуемую высоту.

Если цилиндр один, его шток шарнирно прикреплен к корпусу механизма. При подъеме и опускании свода цилиндр качается на сферических подшипниках в пределах к горизонту (свод поворачивают при горизонтальном положении цилиндра).

Скорость поворота (и возврата в исходное положение) свода составляет 8…11 град/с при длительности операции не более 10 с.