КАЧАЮЩАЯСЯ ДУГОВАЯ ПЕЧЬ Российский патент 2003 года по МПК F27B3/06 F27B3/08 C21C5/52 

Настоящее изобретение относится к качающейся дуговой печи, в которой кожух и портал механизма подъема и поворота электродов расположены на платформе, наклоняемой механизмом наклона качалки (качающейся раме), имеющей три параллельно расположенных на некотором расстоянии друг от друга качающихся полоза, каждый из которых обкатывается по своей направляющей, при этом кожух печи установлен на расположенной между двумя качающимися полозьями первой части платформы (несущей кожух части платформы), а портал установлен на отдельной, расположенной вне этих качающихся полозьев второй части платформы (несущей портал части платформы), наклоняемой механизмом наклона синхронно с несущей кожух печи частью платформы.

Из всех современных дуговых печей самых разнообразных конструкций в настоящее время широкое распространение получила конструкция с общей для кожуха и портала рабочей площадкой или платформой печи. Таким образом, платформа печи служит также опорой для портала с мачтой для электродов, механизмом подъема свода и соответствующими поворотными и приводными механизмами. Всю печь, которая установлена на качалке, можно наклонять на этой качалке с помощью механизма наклона, например, гидроцилиндров. При этом качающиеся полозья перекатываются по направляющей. Обычно печь имеет два качающихся полоза и, следовательно, две параллельные направлению наклона направляющие, установленные на прочных фундаментных элементах. Геометрия качалки и направляющей определяет траекторию наклона печи. Расположенная между кожухом печи и порталом главная направляющая из-за подвешенной над ней консольной портальной части воспринимает примерно 60-70% всей вертикальной нагрузки.

Из заявки FR 855303 А известна качающаяся дуговая печь, у которой консольная несущая портал часть платформы опирается с внешней стороны на третий качающийся сектор (полоз), в результате чего сплошная платформа качалки опирается на три параллельных качающихся сектора, что приводит к статически неопределенному распределению нагрузки.

Для обработки посадочной поверхности под опору для портала необходимо специальное оборудование, поскольку из-за возможного коробления эту обработку можно выполнять лишь по завершении сварочных работ.

Возникающие в процессе работы печи различия в тепловой нагрузке, действующей на отдельные участки платформы, и внутренние напряжения могут приводить к короблению этой платформы. Такое коробление отрицательно влияет, например, на точность и регулировку перемещения электродов вдоль заданной траектории. Скомпенсировать подобное коробление невозможно без связанных с высокими затратами времени и средств монтажных работ на кожухе печи, портале и рабочей площадке.

При модернизации существующих печей для более эффективного и быстрого регулирования электродов необходимо устанавливать новый портал. Выравнивание и подгонка платформы в этом случае являются исключительно трудоемкими операциями.

Из DE-AS 1108830 известна качающаяся дуговая печь, у которой несущий электроды портал расположен на отдельной от печной качалки качалке, которую можно либо кинематически соединить с печной качалкой первым пальцем, что предусмотрено для небольшого наклона при шлакоудалении, либо зафиксировать с помощью второго пальца на неподвижной опоре. Последняя из указанных возможностей позволяет при слишком большом наклоне кожуха печи, необходимом для выпуска металла и шлака, исключить совместный с печью наклон электродов, что могло бы приводить к их поломке. Таким образом, для выпуска металла и шлака электроды необходимо предварительно вывести из кожуха печи и зафиксировать отдельную качалку на неподвижной опоре вторым пальцем.

В выполненной в соответствии с изобретением качающейся дуговой печи указанного в начале описания типа предлагается соединить обе части платформы друг с другом по меньшей мере одним шарниром, ось вращения которого проходит параллельно линии пересечения плоскости платформы и плоскости, в которой расположен качающийся полоз.

Предлагаемое в изобретении решение может быть реализовано и в существующих печах, например при необходимости замены портала. В этом случае можно значительно сократить время простоя. Кроме того, существует также возможность, что не связано с какими-либо особыми проблемами, вначале реконструировать платформу с порталом, а затем через некоторое время - платформу с кожухом печи. При реализации же предлагаемого решения при сооружении новой печи значительно упрощается последующая замена портала и/или кожуха печи.

Для несущей портал платформы может быть предусмотрен дополнительный механизм наклона, который работает синхронно с главным механизмом наклона.

Ниже предлагаемая в изобретении дуговая печь более подробно рассмотрена на примере одного из вариантов ее выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - качающаяся дуговая печь в виде сверху,
на фиг.2 - дуговая печь в виде спереди и частично в разрезе,
на фиг.3 - изображение в перспективе соединения частей платформы,
на фиг.4 - изображение в перспективе несущей кожух части платформы,
на фиг. 5 - увеличенное изображение в виде спереди и частично в разрезе шарнирного соединения двух частей платформы
на фиг.6 - увеличенное изображение в виде сверху обеих частей платформы на участке расположения упора и центрирующего приспособления.

На фиг. 1 позицией 1 обозначена часть платформы, на которой расположен кожух 2 печи, а позицией 3 обозначена часть платформы, на которой расположен портал 4. Ось 5 вращения портала 4 расположена эксцентрично относительно рукава 6 электрододержателя, в котором установлены электроды 7. Позицией 8 обозначена отдельная цапфа, служащая для подъема и отвода в сторону свода 9. Позицией 10 обозначено загрузочное окно, а позицией 11 обозначен внецентренный донный выпуск. Части 1 и 3 платформы разделены зазором 12 и соединены шарнирами 13. Позицией 14 обозначен упор.

На фиг. 2, где печь показана в виде спереди, видны также опора 15 портала, а также оба качающихся полоза 16 с соответствующими направляющими 17 для несущей кожух части 1 платформы, закрепленными на фундаментных элементах 18. Несущая портал часть 3 платформы опирается на один из указанных качающихся полозьев 16 и на дополнительный качающийся полоз 20 с направляющей 21. Направляющая 21 опирается на фундаментный элемент 22. Позицией 23 обозначены гибкие кабели для подвода тока.

На фиг.3 в перспективе показаны конструкция и расположение шарниров 13, а также положение упора 14.

Ось 19 вращения шарниров 13 проходит параллельно линии пересечения плоскости платформы, т.е., например, плоскости, образованной верхней стороной несущей кожух части 1 платформы, и плоскости, в которой расположен качающийся полоз 16 соответственно 20. Таким образом, в случае линейных направляющих 17 соответственно 21 ось 19 вращения проходит параллельно этим направляющим, когда платформа находится в горизонтальном положении.

На фиг. 3-5 показано, что шарниры 13 расположены рядом с нижними краями 24 соответственно 25 обращенных друг к другу боковых сторон 26 соответственно 27 частей 1 и 3 платформы. Шарниры 13 образованы входящими друг в друга и снабженными проушинами 28 соответственно 29 пластинчатыми выступами 30 соответственно 31, которые расположены на обращенных друг к другу боковых сторонах 26 соответственно 27 частей 1 и 3 платформы и соединены друг с другом пальцами 32 с возможностью поворота вокруг них.

В рассматриваемом варианте выполнения оба шарнира 13 расположены на наружных участках боковой стороны 26 соответственно 27, т.е. вблизи от боковых ребер 33 и 34 этих боковых сторон, а упор 14 расположен по центру. Упор 14, как показано на фиг.5 и 6, образован расположенными друг против друга упорными элементами 35 и 36, расстояние между упорными поверхностями которых при работе печи, т. е. когда свод 9 закрывает кожух 2, составляет 1-2 мм. Этот зазор обеспечивает определенное распределение статической нагрузки на три фундаментных элемента через три указанных качающихся полоза 16 и 20. Назначение упора 14 состоит в ограничении прогиба, обусловленного перераспределением нагрузки на несущую портал часть 3 платформы при подъеме свода 9. Этот упор расположен рядом с верхними краями 37 соответственно 38 обращенных друг к другу боковых сторон 26 соответственно 27 частей 1 и 3 платформы примерно по центру этих боковых сторон 26 и 27.

Вся платформа может наклоняться не показанным на чертежах механизмом наклона, который взаимодействует с несущей кожух печи частью 1 платформы. В этом случае пальцы 32 шарниров 13 должны передавать усилия, необходимые для наклона и несущей портал части 3 платформы. При этом, а также в наклоненном состоянии, в шарнире действуют силы, направленные вдоль оси пальцев. Поэтому шарниры 13 выполнены таким образом, чтобы пластинчатые выступы 31 входили в попарно расположенные пластинчатые выступы 30. Однако из-за различного теплового расширения несущей кожух части 1 и несущей портал части 3 платформы между указанными выступами 30 и 31 необходимо предусмотреть соответствующий люфт в осевом направлении пальцев 32. При этом лишь один из двух шарниров предпочтительно выполнять в виде так называемой фиксированной опоры, т.е. в виде опоры, ограничивающей подвижность в осевом направлении пальца 32, а другой шарнир выполнять в виде опоры скольжения, не ограничивающей перемещение в осевом направлении пальца 32.

В рассмотренном варианте выполнения относительное положение обеих частей платформы в осевом направлении пальцев 32 определяется боковыми упорами 39 и 40, в промежуток между которыми входит упорный элемент 36. Поскольку образованное боковыми упорами 39 и 40, а также упорным элементом 36 центрирующее приспособление между частями 1 и 3 платформы расположено по центру между ними, различное удлинение обеих частей платформы из-за различной термической нагрузки проявляется на этом участке в минимальной степени. Люфт в таком направляющем приспособлении может быть отрегулирован на очень малую величину в несколько десятых миллиметра. Для регулирования этого люфта, а также расстояния между упорными элементами 35 и 36, служат юстировочные прокладки 41 из листового металла.

В описанном выше варианте выполнения предусмотрен лишь один механизм наклона в зоне несущей кожух части 1 платформы, чем обусловлена необходимость наклонять вместе с ней и несущую портал часть 3 платформы за счет передачи на нее наклоняющего усилия через шарниры 13 и центрирующее приспособление в виде боковых упоров 39 и 40. Однако можно предусмотреть еще один вспомогательный механизм наклона, взаимодействующий с несущей портал частью 3 платформы. В этом случае необходимо обеспечить синхронное приведение в действие обоих механизмов наклона.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к устройствам качающихся дуговых печей. Устройство включает кожух печи и портал механизма подъема и поворота электродов, расположенные на платформе, наклоняемой механизмом наклона, имеющей два параллельно расположенных на некотором расстоянии друг от друга качающихся полоза, каждый из которых перекатывается по своей направляющей, при этом кожух печи установлен на расположенной между качающимися полозьями первой части платформы, а портал установлен на расположенной вне этих качающихся полозьев второй части платформы, причем указанные части платформы выполнены в виде отдельных частей, соединенных друг с другом шарниром, а несущая портал часть платформы опирается через еще один качающийся полоз на направляющую и имеет возможность наклона механизмом наклона синхронно с несущей кожух печи частью платформы. При использовании изобретения значительно упрощается замена портала и/или кожуха печи. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Качающаяся дуговая печь, включающая кожух (2) и портал (4) механизма подъема и поворота электродов, расположенных на платформе, наклоняемой механизмом наклона, имеющей три параллельно расположенных на некотором расстоянии друг от друга качающихся полоза (16, 20), каждый из которых перекатывается по своей направляющей (17, 21), при этом кожух (2) печи установлен на расположенной между двумя качающимися полозьями (16) части (1) платформы, а портал (4) установлен на отдельной, расположенной вне этих качающихся полозьев (16), части (3) платформы, опирающейся на один качающий полоз (20), наклоняемой механизмом наклона синхронно с несущей кожух (2) печи частью (1) платформы, отличающаяся тем, что обе части (1, 3) платформы соединены друг с другом, по меньшей мере, одним шарниром (13), ось (19) вращения которого проходит параллельно линии пересечения плоскости платформы и плоскости, в которой расположены качающиеся полозья (16, 20). 2. Качающаяся дуговая печь по п.1, отличающаяся тем, что на несущую портал часть (3) платформы опирается также механизм подъема и поворота свода. 3. Качающаяся дуговая печь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что части (1, 3) платформы имеют обращенные одна к другой боковые стороны (26, 27) с нижними краями (24, 25) и верхними краями (37, 38), при этом, по меньшей мере, один шарнир (13) расположен рядом с нижними краями (24, 25) частей (1, 3) платформы. 4. Качающаяся дуговая печь по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что шарнир (13) образован входящими друг в друга и снабженными проушинами (28, 29) пластинчатыми выступами (30, 31), которые расположены на обращенных одна к другой боковых сторонах (26, 27) частей (1, 3) платформы и соединены друг с другом пальцами (32) с возможностью поворота вокруг них. 5. Качающаяся дуговая печь по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что на обращенных одна к другой боковых сторонах (26, 27) частей (1, 3) платформы рядом с верхними краями (37, 38) расположен, по меньшей мере, один ограничивающий поворот шарнира (13) упор (14), образованный упорными элементами (35, 36), по одному из которых установлено соответственно на каждой из обращенных одна к другой боковых сторонах (26, 27). 6. Качающаяся дуговая печь по п.5, отличающаяся тем, что расстояние между упорными поверхностями упорных элементов (35, 36) при установленном на кожух (2) печи своде (9) составляет порядка нескольких миллиметров. 7. Качающаяся дуговая печь по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что для центрирования обеих частей (1, 3) платформы в направлении наклона предусмотрен боковой упор (39, 40, 36). 8. Качающаяся дуговая печь по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что один шарнир (13) выполнен в виде фиксированной опоры, препятствующей перемещению в направлении оси вращения (19), а другой шарнир (13) выполнен в виде опоры скольжения, допускающей перемещение в направлении оси (19) вращения пальца (32).