КОНВЕРТЕР С ДВУМЯ ОСЯМИ ВРАЩЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C21C5/42 

Изобретение относится к металлургии, в частности к оборудованию, предназначенному для плавления и рафинирования расплавов, рудных концентратов и вторичного сырья в черной и цветной металлургии.

Известен конвертер с двумя осями вращения для плавления и рафинирования различного металлургического сырья по патенту США N 3838849 (опубл. 1.10.74. ), содержащий корпус, опирающийся на раму через специальный трехрядный подшипник качения. Наружное кольцо подшипника выполнено в виде зубчатого венца, который входит в зацепление с приводом вращения корпуса, также закрепленным на раме. Рама в свою очередь содержит с одной стороны цапфу, которая устанавливается на подшипниковую опору, а с другой стороны на бандаж, установленный на опорные катки. Для осуществления наклона конвертера предусмотрен закрепленный на раме зубчатый венец, входящий в зацепление с приводной шестерней.

Недостатком такого конвертера является наличие уникального подшипника, диаметр которого должен быть больше корпуса конвертера. Такие подшипники могут быть изготовлены только на нескольких специализированных предприятиях мира. Учитывая индивидуальный, единичный характер производства, стоимость такого подшипника будет сопоставима со стоимостью всего конвертерного агрегата.

Вторым существенным недостатком этого конвертера является появление вибраций при вращении корпуса с высокой скоростью. Причиной возникновения вибраций является большая погрешность окружного шага зацепления, которая неизбежна при производстве крупногабаритных колес. Большие габариты зубчатого венца продиктованы необходимостью его установки на корпус конвертера.

От указанных недостатков свободен конвертер с двумя осями вращения по а. с. СССР N 154293 (опубл. 23.05.63.). Корпус этого конвертера снабжен двумя бандажами, опирающимися на ролики, установленные в раме, на днище которого закреплена цапфа для ее соединения и разъединения со стационарно установленным приводом. Для приведения конвертера во вращение, он устанавливается приводом наклона в строго определенное (рабочее) положение, после чего специальный механизм сцепления соединяет его с валом стационарно установленного привода, а при необходимости наклона конвертера в положение, отличное от рабочего - механизм сцепления отсоединяет его от вала привода.

Недостатком такого конвертера является отсутствие возможности производить вращение корпуса в любых других положениях кроме рабочего. Необходимость такого вращения при эксплуатации имеет место при проведении различных вспомогательных операций: нанесение гарнисажа на футеровку, разрушение и вытряхивание из конвертера изношенной футеровки. Учитывая, что во многих случаях проведение этих операций без вращения конвертера невозможно, применение данного конвертера имеет ограничение.

Наиболее близким к предлагаемому конвертеру по технической сущности и достигнутому результату является конвертер с двумя осями вращения по а.с. СССР N 202186 (опубл. 15.01.73. ), содержащий корпус, имеющий в качестве одной опоры бандаж, опирающийся на консольно расположенные катки, и второй опоры цапфу, заделанную в днище корпуса, опирающуюся на упорные подшипники качения. Для вращения корпуса вокруг продольной оси применены высокомоментные гидродвигатели, приводящие во вращение консольно расположенные катки, на которые опирается бандаж. Катки и упорные подшипники закреплены на кольцевой раме. Эта рама имеет две цапфы для установки ее на подшипники, закрепленные на фундаменте. Одна или обе цапфы связаны с приводом, который обеспечивает поворот конвертера вокруг горизонтальной оси.

Недостатком этого конвертера с двумя осями вращения является наличие фрикционного привода вращения конвертера. При высоких скоростях вращения, большом количестве пусков и остановок (до 50 в сутки), частом переходе с одной ступени скорости на другую в контактных парах каток-бандаж неизбежно будет происходить проскальзывание, которое вызовет неравномерный износ поверхностей катания, приведет к так называемой "огранке". Из многочисленного опыта эксплуатации крупногабаритных устройств, вращающихся с большими скоростями, известно, что наличие "огранки" вызывает появление вибраций, которые в свою очередь вызывают ускоренный износ поверхностей катания.

Целью предлагаемого изобретения является повышение срока службы деталей и узлов ходовой части механизма вращения конвертера и уменьшение вибраций при его работе.

Поставленная цель достигается тем, что в конвертере с двумя осями вращения, снабженном приводом вращения и поворота, содержащем корпус с укрепленным на нем бандажом, опирающимся на консольно расположенные катки, установленные на раме, цапфу, укрепленную на днище корпуса, вращающуюся в подшипниках рамы, привод вращения жестко установлен на цапфе между днищем корпуса и подшипниками рамы и снабжен фиксирующей его от поворота тягой, одним своим концом закрепленной на раме, причем тяга содержит демпфер.

Отличительными признаками предлагаемого конвертера с двумя осями вращения от указанного выше, наиболее близкого к нему является то, что привод вращения жестко установлен на цапфе между днищем корпуса и подшипниками рамы и снабжен фиксирующей его от поворота тягой, одним своим концом закрепленной на раме, причем тяга содержит демпфер.

То, что привод вращения жестко установлен на цапфе между днищем корпуса и подшипниками рамы, способствует снижению динамических нагрузок в силу того, что привод максимально приближен к нижней более нагруженной опоре, к тому же не имеющей радиального люфта. Предлагаемый привод жестко связан с вращающимся корпусом без применения фрикционных пар, которым неизбежно сопутствует проскальзывание и соответственно повышенный износ. В результате чего резко повысится срок службы деталей и узлов, обеспечивающих вращение корпуса. Повышению срока службы деталей способствует также применение многопоточной схемы привода, которая обеспечивает возможность передачи больших крутящих моментов при малых габаритах механизма.

Для снижения динамических усилий, возникающих в переходных режимах (при пусках, остановках, переходе с одной скорости на другую), привод снабжен демпфером, который встроен в тягу, фиксирующую его от поворота.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадающих отличительных признаков заявляемого конвертера с двумя осями вращения с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый конвертер с двумя осями вращения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 - 3.

На фиг. 1 показан разрез конвертера с двумя осями вращения в рабочем положении;
на фиг. 2 - вид сверху;
на фиг. 3 - разрез по приводу вращения.

Конвертер с двумя осями вращения снабжен корпусом 1 с бандажом 2. Бандаж 2 установлен на опорных башмаках 3. Бандаж 2 опирается на два рабочих катка (балансира) 4, консольно закрепленных на раме 5. С противоположной стороны предусмотрен балансир 6, фиксирующий корпус 1. Второй опорой корпуса 1 является цапфа 7, укрепленная на днище корпуса и вращающаяся в подшипниках 8 рамы 5. Привод вращения 9 насажен на цапфу 7 между днищем корпуса 1 и подшипниками 8. Для фиксации привода от поворота предусмотрена тяга 10, снабженная демпфирующим устройством 11. Рама 5 снабжена опорными цапфами 12, вращающимися в опорных подшипниках 13. На одной из опорных цапф 12 установлен навесной привод поворота 14, осуществляющий наклон корпуса.

Работа конвертера с двумя осями вращения осуществляется следующим образом. Через открытую сверху горловину в корпус 1 загружается перерабатываемое металлургическое сырье, после чего включается привод поворота 14, установленный на опорной цапфе 12 и раме 5 с корпусом 1, поворачивается в подшипниковых опорах 13 в рабочее положение, при котором его продольная ось находится под углом 20 - 30^o к горизонту. В таком положении в конвертер с помощью специальных устройств вводится кислород для рафинирования или газоплазменная горелка для плавления материала и подогрева расплава.

Процессы плавления и рафинирования осуществляют при постоянном вращении корпуса 1 вокруг продольной оси с помощью привода 9, насаженного на цапфу 7, что способствует перемешиванию расплава. Регулирование скорости протекания реакций осуществляется путем изменения числа оборотов конвертера.

Когда процессы плавления и рафинирования закончены и необходимо слить продукты плавки или шлак, привод поворота 14 поворачивает корпус 1 на соответствующий угол.

Вращение конвертера вокруг продольной оси может осуществляться в любом другом положении, отличающемся от рабочего, при проведении различных вспомогательных операций: ошлаковывание футеровки, удаление изношенной футеровки, ремонтные работы и др.

Работа конвертера характеризуется воздействием высоких температур на его механизмы, высокой запыленностью окружающей среды. С целью локализации вредных выделений в окружающую среду конвертер с двумя осями вращения, как правило, устанавливается под защитным колпаком, что исключает возможность визуального наблюдения за его работой. Все это предопределяет необходимость создания высоконадежных механизмов конвертера с двумя осями вращения.

Изобретение относится к металлургии, в частности к оборудованию, предназначенному для плавления и рафинирования расплавов, рудных концентратов и вторичного сырья в черной и цветной металлургии. Конвертер с двумя осями вращения снабжен приводом вращения вокруг продольной оси и приводом поворота, содержит корпус с укрепленным на нем бандажом. Бандаж опирается на консольно расположенные катки, установленные на раме. На днище корпуса закреплена цапфа, вращающаяся в подшипниках рамы. Для повышения срока службы деталей и узлов ходовой части механизма вращения конвертера и уменьшения вибраций при его работе привод вращения жестко установлен на цапфе между днищем корпуса и подшипниками рамы и снабжен фиксирующей его от поворота тягой, одним своим концом закрепленной на раме. Тяга содержит демпфирующее устройство. 3 ил.

Конвертер с двумя осями вращения, снабженный приводами вращения и поворота, содержащий корпус с укрепленным на нем бандажом, опирающимся на консольно расположенные катки, установленные на раме, цапфу, укрепленную на днище корпуса, вращающуюся в подшипниках рамы, отличающийся тем, что привод вращения жестко установлен на цапфе между днищем корпуса и подшипниками рамы и снабжен фиксирующей его от поворота тягой, одним своим концом закрепленной на раме, причем тяга содержит демпфер.