Пневматичні заливальні установки

Склад шихти призначений для приймання, збереження і підготовки до використання в ливарному цеху металевих шихтових матеріалів, палива для плавки, флюсів і вогнетривких матеріалів. Відповідно до призначення складу в ньому розташовують різні ємності для збереження матеріалів, а також необхідне транспортне і технологічне обладнання.

На мал. 4.1 показаний типовий механізований склад шихти чавуноливарного цеху. Такий склад обладнають у закритому приміщенні в прольоті шириною 18-24 м. Для зручності транспортування шихтових матеріалів склад безпосередньо примикає до плавильного відділення.

Усередині складу, уздовж його зовнішньої стіни, прокладають залізничну колію, по якій подаються під розвантаження вагони 14 зматеріалами. У проліт шихтового складу встановлюють магніто-грейферний кран 13, призначений для перевантаження матеріалів у засіки основного запасу 11. У великих складах з великим вантажообігом застосовують два крани, що працюють незалежно: магнітний і грейферний. Магнітні крани, постачені магнітною шайбою, призначені для перевантаження магнітних матеріалів, а грейферні - для підйому і транспортування сипучих матеріалів (коксу, флюсів).

Для підготовки матеріалів склад обладнують чушколамом для дроблення чушок чавуна, дробаркою для флюсу і копром, який встановлюють поза складом шихти для розбивки великого брухту.

Попередньо підготовлені матеріали подаються в добові (витратні) бункера для металевої шихти 10, коксу 5 і флюсу напівпортальними електричними кранами 12. З добових бункерів подається в завантажувальну 1 задану кількість металевих матеріалів, коксу і флюсу на одну колошу.

Складові шихти зважують на вагах 9. Потім баддя 1 захоплюється гаком 4 шаржирного крану 2 і через люк 6 у завантажувальній площадці подається до шахти вагранки 3 і розвантажується. Баддя із шихтою може подаватися в шахту вагранки також за допомогою скіпового підйомника. До підйомника баддя переміщається по похилих роликових конвеєрах 7 і 8.

2. Механізація підготовки шихти

На шихтових складах ливарних цехів зберігаються металеві шихтові матеріали, паливо для плавки, флюси і вогнетриви. Операції виконувані зі шихтовими матеріалами на складах, розділяють на транспортні і технологічні.

До транспортних операцій відноситься вивантаження матеріалів, які прибувають на склад зі сторони. Основна частина матеріалів доставляється залізничним транспортом. У невеликих цехах частина шихтових матеріалів може доставлятися автотранспортом. Матеріали, що надійшли на склад, розвантажують мостовими і консольними кранами усередині приміщення і козловими кранами на відкритих площадках. Основним підйомно-транспортним обладнанням на складах шихти для перевантаження феромагнітних матеріалів є мостовий кран, на гак якого підвішена електромагнітна шайба.

Електромагнітна шайба (мал. 4.2) являє собою металевий корпус 2 з магнітного матеріалу, усередині якого міститься обмотка 1. Знизу обмотка захищена плитою 5, яка виконана з немагнітної сталі, для запобігання від замикання магнітного потоку, що направляється через феромагнітний матеріал, який піднімають.

До шайби за допомогою вилки 9 і розетки 10 підключається електричний кабель, який при підйомі й опусканні шайби змотується і розмотується з додаткового барабана 18 візка мостового крана синхронно з тросом, намотуваним на барабан 17.

Крім транспортних операцій на складах виконуються операції по розколюванню чушкового чавуна і великого брухту, по дробленню флюсу і просіванню коксу.

При використанні для плавки стружки власних відходів її також брикетують на складі шихти. Металеві шихтові матеріали, паливо і флюси, які надходять у ливарні цехи, перед подачею в плавильне відділення піддають попередній обробці. Чушковий чавун, який надходить з металургійних заводів з'єднаним по три-чотири чушки, ламають на окремі частини по пережимах. При плавці в малих і середніх вагранках чушки ламають на більш дрібні частини. Для механізації цього процесу застосовують чушколами, що являють собою спеціальні пережимні преси. Кінематична схема чушколаму показана на мал. 4.3.

Робота чушколаму відбувається в такий спосіб. Чушковий чавун 1 кладуть на піднімальний стіл 2 з роликовим конвеєром. Стіл установлюють на необхідну висоту чушки поворотом ексцентрика 3. Маховик 4, який приводиться за допомогою електричного привода, через колінчатий вал 5 і шатун 6 надає руху механізму зламу 7 чушки. Для фіксування чушки служить упор 8, що автоматично відсувається після зламу для вільного пропуску, і притиск 9.

Для розбивання великого чавунного брухту обладнають копрові цехи, у яких також очищають елементи ливникових систем від залишків формувальної суміші перед переплавлянням і дроблять великі шматки вапняку. Копер являють собою пірамідальну вежу висотою до 10 м, у верхній частині якої встановлений блок для підйому копрової баби. У залежності від розміру брухту застосовують баби масою 500-3000 кг. Баба захоплюється спеціальними кліщами і на тросі електролебідкою піднімається нагору. Ривком троса кліщі відкриваються, і баба падає, розбиваючи брухт.

Для дрібного дроблення флюсу використовують щокову дробарку. Дробарки роздрібнюють шматки до розміру 12-40 мм. Для більш дрібного дроблення застосовують молоткові дробарки і кульові млини. Конструкція дробарок і кульових млинів аналогічна конструкції цього обладнання, застосовуваного для дроблення формувальних матеріалів.

Кокс сортують на ексцентрикових чи інерційних грохотах. На мал.4.4 показаний ексцентриковий грохот. На рамі 1 установлене ексцентрикове сито 4. Через косинки, прикріплені до сита, проходить ексцентриковий вал 3, що приводиться в обертання електродвигуном 2. При вібрації гуркоту великі шматки коксу проходять уздовж усієї довжини полотнини гуркоту і наприкінці його звалюються в чи короб на конвеєр. Дрібні шматки провалюються крізь полотнину сита і потім передаються у відхід.

Брикетування металевої стружки виробляється на гідравлічних пресах з тиском на матеріал більш 40 ГПа, яки дозволяють одержати брикети діаметром 75-100 мм при висоті 75-150 мм щільністю 5600-5900 кг/м³.

3.Обладнання для зважування шихти

точному ваговому дозуванні. Шихту можна зважувати безпосередньо на візку, чи попередньо зважену шихту завантажувати в баддю, що транспортується на візку без вагового пристрою. Пересуваючи уздовж бункерів, баддя послідовно заповнюється всіма елементами шихти, після чого доставляється до вагранки шаржирним чи краном скіповим підйомником.

На мал. 4.5 показана схема пружинних ваг з гідравлічним заспокоювачем, застосовуваних при зважуванні шихти. На таких вагах при зважуванні кускового матеріалу удари передаються не пружинам 7, а сприймаються маслом 8 ( що знаходиться в циліндрі 9), яке через отвори 10 перетікає у верхній поршень 11. Стіл 1 ваг у міру завантаження опускається, розтягуючи пружини, і ніж 6 електроконтакту, з'єднаний зі столом штифтами 2 і рамкою 3, замикається з регульованим контактом 5. У момент замикання контактів подається команда на припинення засипання матеріалу в баддю, яка стоїть на столі ваг. Ваги встановлюють на звареній станині 4.

Візок для вагового дозування шихти (мал. 4.6) улаштований в такий спосіб. Вантажопідйомний механізм ваг установлений на платформі 1 самохідного візка з електроприводом 8. Платформа 7 механізму спирається на дві замкнуті між собою шарніром 10 напіврами 9 і 12, опорні шарніри яких установлені на платформі 1. Між платформами 7 і 1 розташовані пружні елементи 6, у якості яких використані гвинтові циліндричні пружини стиску. Число пружин і їхні параметри вибирають у залежності від необхідної вантажопідйомності ваг і здатності, що дозволяє, ваговимірної схеми. Для обмеження ходу платформи 7 і захисту пружин від поломки при перевантаженні встановлені механічні обмежники 13­ . На платформі укріплений роликовий конвеєр 5, на який накочується баддя 2. Для зв'язку привода 8 і перетворювача 11 з пультом керування використовується гнучкий кабель 3, укріплений на стійці 4.

Для точного дозування вапняку і феросплавів безпосередньо під днищем видаткового бункера встановлюють стрічкові і бункерні вагові дозатори.

Стрічковий дозатор безупинної дії (мал. 4.7) складається з електровібраційного живильника 1, підвішеного на амортизаторах 2 до бункера, і вагового стрічкового конвеєра 3, установленого на платформі ваг.

На платформі ваг передбачений прилад 11, який показує продуктивність дозатора. Керування дозатором дистанційне за допомогою диференційно-транспортного приладу і потенціалу-регулятора з виконавчим механізмом. Необхідна продуктивність дозатора задається по шкалі електронного приладу і може регулюватися під час роботи дозатора.

Дозатор працює в такий спосіб. Матеріал з бункера безупинно подається на конвеєр 3 електровібраційним живильником 1. Стрічка конвеєра приводиться в рух електродвигуном через черв'ячний редуктор 4. Зусилля, створювані масою матеріалу, діють на платформу конвеєра і передаються системі зрівноважування 8 через систему важелів 9. Зрівноважування забезпечується тарними вантажами і пружиною 6, призначеної для сприйняття зміни навантаження при роботі дозатора. Ці зміни викликають деформацію пружини, передану через систему важелів 5, і плунжер 7 порушує рівноважний стан індукційного моста приладу і викликає відхилення стрілки 10 від первісного положення на величину, пропорційну зміні навантаження на стрічку. При відхиленні стрілки включається виконавчий механізм потенціалу-регулятора 12, який змінює на котушках вібраційного привода напругу постійного струму, від якого залежать амплітуда вібрації лотка і продуктивність живильника. Регулювання відбувається доти, поки дозатор не досягне заданої продуктивності.

Бункерний дозатор (мал. 4.8) складається з наступних основних вузлів: дозувального бункера 2, елементів силовимірювальних 8, віброживильника 1 і рами 6 зі стяжками. Віброживильник електромагнітного типу служить для рівномірної подачі матеріалу з видаткового бункера в дозуючий. Віброживильник підвішений до металоконструкції на регульованих амортизаторах 7. Дозувальний бункер знизу закривається щелепним затвором 4, який приводиться в рух пневмоциліндром 5, Бункер на силовимірювальних елементах 8 підвішений до опорної рами 6. Відкриття щелепних затворів регулюється кінцевими вимикачами 3.

Робота вагового дозатора проходить у такий спосіб. Після закриття щелепного затвора включається віброживильник, і матеріал надходить у бункер дозатора. В міру надходження матеріалу подовжуються перетворювачі в силовимірювальних елементах і змінюється їхній електричний опір. Унаслідок цього порушується рівновага моста вимірювального приладу. По досягненні подаваної в бункер шихтою заданої маси спрацьовує контактний пристрій приладу і зупиняються віброживильники. Далі подається команда на розвантаження, дозатор спорожняється, цикл зважування повторюється.

Тема 4.2. ОБЛАДНАННЯ ПЛАВИЛЬНОГО ВІДДІЛЕННЯ

1.Обладнання для подачі дуття у вагранки

Для ведення ваграночної плавки необхідно подавати велику кількість повітря. Подача дуття сприяє інтенсифікації процесу плавки, підвищує продуктивність вагранки, температуру чавуну. В сучасних вагранках продуктивністю 20-30 т/год витрати повітря у хвилину 500 м³, а тиск 10 кПа.

Для подачі повітря в вагранку застосовують відцентрові вентилятори високого тиску (Мал.4.9), які забезпечують напір до 10 кПа. Робота: включається привод вала з лопатним колесом, який обертається. Лопаті захоплюють дозу повітря з вхідного патрубку, транспортує її в корпусі до вихідного патрубку, який з’єднаний з трубопроводом.

Для отримання напору до 0,3 МПа застосовують повітродувки з поршнями (Мал.4.10). Поршні установлені в постійному зачеплені друг з другом і з кожухом, що забезпечує постійний контакт поршнів по всій довжині з внутрішнею поверхнею кожуху. Робота: Включається привод валів, на яких закріплені поршні. Поршні обертаються в протилежні сторони, захоплюють порцію повітря з вхідного патрубку, стискують її у бокових порожнинах кожуха і виштовхують скрізь вихідний патрубок в трубопровід. Стиснуте повітря в трубопроводі розширюється, що забезпечує постійний тиск.

2. Обладнання для періодичного завантаження шихти в вагранку

При періодичному завантаженні шихти в вагранку застосовують скіпові підйомники та шаржирні крани.

Скіпові підйомники встановлюють на вагранках продуктивністю 2 т/год і більше та використовують як один скиповий підйомник на дві вагранки так і на кожну вагранку по окремому підйомнику.

Використовують скіпові підйомники з перекидною баддею – бокова завалка (мал.4.11.а) та з розкривною баддею – центральна завалка (мал.4.11.б). При центральної завалки шихта розподіляється більше рівномірно по перерізу шахти вагранки.

Скіпові підйомники мають просту конструкцію, для них не потрібно будувати спеціальні колошникові площадки, керування завантаженням відбувається знизу, що поліпшує умови праці для робочих, які обслуговують вагранку.

Періодична подача шихти в вагранку відбувається також за допомогою шаржирного крана (Мал.4.11.в). В цьому випадку баддя піднімається усередину шахти для розвантаження. При застосуванні шаржирних кранів можливе тільки центральне завантаження шахти вагранки. Шаржирні крани використовують для завантаження вагранок продуктивністю 5 т/год і вище.

На мал. 4.12 показана система комплексної механізації й автоматизації процесів завантаження шихти й обслуговування вагранки, що включає дозування, періодичне завантаження шихти, а також встановлення оптимального теплового режиму плавки металу у вагранках.

Комплексна механізація й автоматизація ваграночного процесу включає систему механізації, котра забезпечує дозування і завантаження шихти у вагранку; систему автоматизації, котра забезпечує включення і вимикання у визначеному порядку відповідних механізмів при виконанні технологічного процесу в залежності від сигналів системи, які надходять від автоматичного керування і контролю; систему автоматичного керування і контролю дозування і завантаження шихти, а також регулювання дуття вагранки.

Система завантаження шихти заснована на застосуванні спеціалізованих цифрових коригувальних і самонастроювальних пристроїв. Вона складається з установок для подачі шихти, які включають магнітно-грейферні мостові крани 7, 5, витратні бункери 6, 9 і пластинчасті живильники 4 вагових пристроїв 1—3; конвеєри подачі металевої шихти 31; бункера для коксу 14, бункера для флюсу 10, конвеєра подачі флюсу і коксу 29; віброживильники для флюсу 11 і коксу 15, вагового витратного бункера флюсу і коксу 12 з перетворювачем 13, приймальні лійки 27, скіпового підйомника 25, вагранки 23, повітродувки 18 і пульта керування 20, механізмів 5, 16, 28, 30.

Металеві складові шихти подаються у витратні бункери установок для подачі шихти, число яких вибирають по числу складових. Витратні бункери під час роботи живильників періодично струшують. Це забезпечує безупинну подачу шихтового матеріалу на пластинчастий живильник, який подає шихту в бункер вагового пристрою. Після набору заданої дози з пульта керування автоматично подається сигнал на зупинку пластинчастого живильника, і подальше надходження шихти в бункер вагового пристрою припиняється. З вагових бункерів шихтової матеріал розвантажується на конвеєр, який подає його через прийомну лійку в баддю похилого скіпового підйомника. За допомогою підйомника і бадді шихта завантажується у вагранку. Для дозування коксу і флюсу в системі служать вібролоткові вагові дозатори. Подача їх відбувається через прийомну лійку безпосередньо в баддю 26 ваграночного підйомника. Кокс і флюс завантажуються у вагранку аналогічно металевим складовим шихти. Дозування коксу і флюсу можна виконувати також плунжерними й іншими дозаторами і подавати їх у баддю за допомогою конвеєра.

Робота плавильного комплексу контролюється перетворювачами рівня шихти у вагранці 17 і перетворювачами маси металу в накопичувачі.

Взаємодія основних вузлів розглянутого варіанта системи, необхідна послідовність їх роботи і регулювання теплового режиму плавки забезпечуються системою автоматичного контролю, керування і регулювання. Параметри плавки контролюються перетворювачами 19, 21, 22 і 24.

3. Автоматизація безперервного завантаження шихти в вагранку

Останнім часом усе ширше застосовують безперервне завантаження шихти у вагранку. Безперервне завантаження має переваги потокового процесу і дозволяють створювати прості і надійні схеми автоматизації зважування і завантаження шихти.

На мал. 4.13 показана схема установки безперервного завантаження шихти для вагранки продуктивністю 20 т/год. Лінія складається з бункерної естакади з бункерами 1 для шихти, тракових живильників 2 для видачі шихти з бункерів, вагових дозаторів 3 для зважування складових шихти, системи пластинчастих конвеєрів 4 для подачі шихти у вагранки, блоку вагранок 6, системи радіоактивних рівнемірів шихти 5 і керуючої обчислювальної машини 7.

Бункерний блок складається з дев'яти бункерів місткістю по 18 м³ кожен і одного бункера для коксу місткістю 22 м³. Бункери виготовлені з листової сталі товщиною 10—12 мм. Похилі днища їх посилені суцільним швелерним настилом.

Завантаження бункерів шихтовими матеріалами здійснюють магнітно-грейферним мостовим краном вантажопідйомністю 5 т, видачу матеріалів з бункерів — траковими живильниками.

Траковий живильник являє собою безупинну стрічку з литих сталевих траків довжиною 3200 мм, шириною 700 мм. Стискальне зусилля, що розвивається живильником, 96 кН. Тракові живильники подають шихтові матеріали у вагові дозатори, установлені на площадці під ними.

Ваговий дозатор складається з рами, на якій шарнірно укріплена баддя. Місткість бадді (0,4 м³) дозволяє зважувати до 1200 кг чушкових чавунів чи до 800 кг чавунного брухту за одну завалку.

Місткість бадді для коксу 0,8 м³ чи 360 кг. Баддя має прямокутний перетин і донизу небагато розширена для запобігання зависання матеріалів. Днище бадді відкривається і закривається за допомогою гідроциліндра. Для гасіння динамічних ударів, що діють на вагові елементи дозатора при завантаженні в нього шихти, на кінці рами дозатора встановлений гідроамортизатор. подвійної дії. Ваговий дозатор має два елементи для зважування шихти: індуктивний вимірювальний перетворювач і пружину. Основним елементом служить індуктивний перетворювач. Пружинна система є контрольної і включається у випадку виходу з ладу індуктивного перетворювача. Система подвійного зважування забезпечує надійну роботу вагових дозаторів і всієї лінії в цілому.

Шихтові матеріали завантажуються у вагранку за допомогою системи пластинчастих конвеєрів. Перший конвеєр має довжину 34,5 м, ширину 1 м, швидкість 4,7 м/хв, другий - довжину 7 м, ширину 1 м, швидкість 5 м/хв і третій - довжину 25,6 м, ширину 1 м, швидкість 5,3 м/хв.

Команда на зупинку всієї системи подається від рівнемірів шихти при цілком завантаженій вагранці.

Система контролю рівня шихти у вагранках автоматично відключає конвеєри при завантаженні вагранок шихтою вище верхнього рівня і дає світловий сигнал оператору для початку завантаження вагранки при опусканні шихти нижче нижнього рівня.

Система контролю верхнього і нижнього рівнів шихти забезпечує стабільну роботу вагранок і дозволяє відносно рівномірно завантажувати їх шихтою. Система складається з чотирьох радіоактивних реле, заряджених радіоактивним кобальтом СО⁶⁰. Як тільки шихта у вагранці підніметься до верхнього рівня і перекриє потік випромінювань, спрацює реле верхнього рівня і завантаження вагранки шихтою припиниться. При опусканні шихти до нижнього рівня спрацює реле нижнього рівня, і винесена на пульт керування сигнальна лампочка включиться, подаючи оператору сигнал на включення системи подачі шихти у вагранку.

Блок вагранок обладнаний системою водяного зрошення зони плавильного пояса і системою промивання ваграночних газів в іскрогаснику.

4. Механізація модифікування чавуна магнієм

Для модифікування чавуна магнієм при надлишковому тиску повітря на дзеркало металу призначені камери-автоклави.

Камера (мал. 4.14) складається з корпуса /, кришки 2, механізму 3 повороту кришки герметичності і механізму 4 уведення магнію в розплав, клапанів регулювання тиску, вузла вентиляції, гідро - і електрообладнання. Камери виконані у виді звареного циліндричного корпуса зі сферичним днищем і кришкою, яка приводом повертається на 90° для установки і витягу ковша.

Для обробки чавуна магнієм застосовують ковші кранового розливання зі знімною траверсою. Відстань від дзеркала металу до кромки ковша не менш 200 мм.

Для можливості вільної установки ковша в камеру відстань між стінками камери і максимально виступаючими частинами ковша повинне бути більш 100 мм.

Обробка чавуна магнієм проводиться в наступній послідовності: склянка з зарядом магнію і ківш с. рідким чавуном встановлюються в камеру; камера закривається, герметизується, і в ній створюється надлишковий тиск; склянка з магнієм важелями занурюється в ківш; чавун модифікується магнієм при регульованому тиску, склянка виводиться з ковша, знімається тиск і дегерметизується камера; відкривається кришка, витягається ківш із чавуном і подається на заливання.

5. Установка для грануляції шлаку

Установка для грануляції шлаку встановлюється на один блок вагранок та призначена для придання шлаку необхідної форми та виду для подальшого застосування в будівництві (Мал.4.15).

Робота: Зі шлакової летки по жолобу шлак подається в установку на нахилений жолоб. Гарячий шлак тече по жолоб, на який з компресора подається холодна вода. Струмінь розбиває шлак на гранули. Гранули з водою транспортуються по жолобу в ванну, де гранули захоплюються скребковим конвеєром та виносяться в бункер, а вода компресором подається на жолоб.

Таким чином шлак отримують в формі гранул, яки застосовують для ремонту доріг, як утеплювач в будівництві домов та не забруднює навколишнього середовища.

Недоліки в тому, що установка загромаджує територію біля вагранок і це затрудняє обслуговування печей.

6. Механізація завантаження сталеплавильних агрегатів

Сталь у фасонно-ливарних цехах виплавляють у дугових печах, індукційних печах високої і промислової частоти, мартенівських печах і бесемерівських конверторах. Спосіб завантаження шихти залежить від типу і конструкції печей.

В електроплавильні печі шихта завантажується за допомогою кранів спеціальними кошиками, які розкриваються, лотками й у спеціальній тарі, виготовленої з дротяної сітки. В останньому випадку тара розплавляється в печі із шихтою. Застосовують також кранові і напільні мульдозавантажувальні машини для завантаження в електропіч через бокове робоче вікно.

На мал. 4.16 показана баддя для завалки шихти в електроплавильну піч місткістю 5 т. Днище бадді складається з вісімнадцяти секторів 2, шарнірно укріплених на стінці циліндра 1. Кінці секторів, які сходяться до центра днища, закінчуються гаками 3, які перед завантаженням зводять і зв'язують мотузкою щоб утворити днище бадді. Сектори являють собою клинчастий пластинчастий ланцюг. Гаки збирають і кріплять мотузкою в спеціальному конусі, що є одночасно твердим днищем 4 бадді. Тверде днище бадді додає їй стійкість при завантаженні шихтою.

Після завантаження бадді ланцюги причіпляють до кінцевих гаків траверси 5, і, таким чином, баддя транспортується в піч. Після згоряння мотузок сектори розкриваються і шихта вивалюється в піч. При завантажені шихти в холодну піч, де немає джерела теплоти і, отже, мотузки не можуть перегоріти, для завантаження використовують дротяні сітки чи бадді з механічним відкриттям днища.

Кранові завантажувальні машини мають вантажопідйомність 1,5/10; 1,5/20; 3/10; 5/20 і 8/20 т. Перша цифра позначає вантажопідйомність машини на хоботі, друга — вантажопідйомність допоміжного візка.

Кранова завантажувальна машина вантажопідйомністю 5/20 т (мал. 4.17) складається з наступних основних вузлів: моста 8, головного (завантажувального) візка 3 із шахтою 4, колоною 5, кабіною 6 і хоботом 7; допоміжного візка /, а також механізмів: пересування 2 моста, пересування головного візка, вертикального переміщення колони, обертання колони, обертання хобота, хитання хобота і замикання мульди.

Головний і допоміжний візки пересуваються по загальному рейковому шляху, розташованому на верхньому поясі головних ферм моста. При завантаженні електропечі кранова завантажувальна машина переміщається уздовж прольоту цеху для сполучення хобота з замком завантаженої мульди, розміщеної на робочій площадці. Мульду 9 замикають на хоботі, піднімають і подають до робочого вікна печі поворотом колони з кабіною 6 і хоботом щодо вертикальної осі на 180°. Рухом головного візка по мосту мульду вводять у пічний простір. При повороті хобота на 360° навколо подовжньої осі шихта висипається з мульди в піч. Зворотним рухом візка мульду виводять з печі і поворотом хобота на 180° установлюють на стелаж, а хобот виводять з замка мульди. За допомогою допоміжного візка виконують роботи по ремонту печей і допоміжні технологічні операції в пічному прольоті.

Через те, що кранові завантажувальні машини встановлені на тих же підкранових коліях, що і мостові крани, вони можуть заважати один одному виконувати ті чи інші технологічні операції. Крім того, розглянуті вище машини кранового типу конструктивно складні, і ремонт їх трудомісткий. Тому в електросталеплавильних цехах використовують напільні безрейкові машини з гідроприводами механізмів, які переміщаються по настилу робочої площадки Ці машини (мал. 4.18) компактні, автономні і мають велику маневреність.

Машина складається з наступних основних вузлів: рами 8, двигуна 5 внутрішнього згоряння, насосної установки 6 рами 3, щокачається, з хоботом 2 і мульдою 1, неприводної пари коліс 9, приводної пари коліс 7 і кабіни 4, а також механізмів обертання хобота, хитання хобота, замикання мульди, пересування і повороту машини. Приводи всіх механізмів гідравлічні.

Працює машина, як електрокар. Хобот замикає мульду з шихтою на складі. Машина переміщається в плавильний прольот до завантажувального вікна печі. Хобот хитається до рівня вікна, заводить мульду в вікно та перевертає її на 180^о. Шихта вивантажується, мульда повертається на склад.

Напільні завантажувальні машини встановлюють у цехах з рейковою системою подачі шихти. Основною характеристикою машини є її вантажопідйомність на хоботі, що у залежності від місткості печі може складати 7,5; 10; 15 т. Конструкція і компонування механізмів машин в основному однакові.

Напільна завантажувальна машина, крім своєї основної задачі — завантаження шихти, розрівнює шихту в грубному просторі, пересуває склад з мульдовими візками уздовж фронту печей, забирає шлак біля печі і виконує операції по ремонту печей.

Тема 4.3. Обладнання заливального відділення

1. Ливарні ковші та їх конструктивні особливості

Для розливання рідкого металу у форми застосовують ливарні ковші різноманітної конструкції. Конструкція ковша визначає його стійкість і безпеку експлуатації.

По способу переміщення ковші підрозділяються на:

- ручні місткістю до 16- 60 кг,

- монорельсові – 60-800 кг,

- кранові – більше 800 кг.

По призначенню ковші підрозділяють на заливальні та роздавальні.

По конструктивним особливостям ковші підрозділяються на: ковші з носком, чайникові, барабанні, стопорні (Мал.4.18). Ковші з носком та чайникові легко ремонтуються в наслідок простої конструкції, в яку входить конічно-циліндричний корпус та носок. Але вони відкриті: розбризкують метал та не зберігають тепло. Їх використовують як заливальні.

Барабанні ковші складаються з циліндричного корпусу, який закріплюється цапфами на підвіску. Носок виконується на корпусі як жолоб для точної видачі металу. Ремонт та сушіння такого ковша ускладнюються, тому що необхідне розбирання перед ремонтом і зборка в кінці. Але вони добре зберігають тепло та безпечні в користуванні.

Стопорний ківш призначений для заливання великих доз металу 1-70 т.

В конструкції таких ковшів передбачений стопорний пристрій для періодичного відкривання та закривання заливального вікна. Ремонт легкий, тепло зберігають, безпечні в користуванні, прості в конструкції.

Для комплексної механізації і автоматизації високопро­дуктивних ливарних поточних ліній необхідна автоматизація за­ливки.

Заливка металу в форму пов’язана з точним дозуванням ме­талу, виконується в умовах підвищених тепло - і газовиділе­нь. Робітники-заливальники підвергаються впливу інтенсивного теп­лового вилучення, шкідливих парів і газів, які виділяються з форм при заливці. Існує небезпека викидання металу з форм. При меха­нізації та автоматизації процесу заливки металу основна увага повинна приділятися виведенню людини з небезпечної зони, звільненню її від важкої фізичної праці і теплового навантаження.

Головне питання при автоматизації заливки – забезпечення подачі точно відміреної дози металу в форму спеціальним заливальним пристроєм.

2. Класифікація заливальних установок

Автоматизовані заливальні установки класифікують по слідуючим признакам:

1. По роду заливаємого металу для:

- чорних, - алюмінієвих, - легкоплавких кольорових сплавів;

2. По характеру переміщення об’єкту заливки: - безперервне переміщення,

- пульсуюче переміщення, - стаціонарна заливка;

3. По принципу дозування:

- за допомогою реле часу,

- за допомогою важільних ваг,

- за допомогою фотоелементу з камандоапаратом.

3. Заливальні установки

3.1. Електромеханічна стаціонарна заливальна установка

Електромеханічна стаціонарна заливальна установка порівняно проста по конструкції. Вона має чайникові або стопорні ковші. Витрати рідкого металу регулюють поворотом ков­ша на певний час. Найбільш проста по конструкції – двохпозиційна заливальна машина.(Мал.4.19). ПРИНЦИП ДІЇ: Мостовим краном привозять ковші з металом і встановлюють в касету консолі. Привід повертає колону на 180о і ківш розміщається над формою, яка переміщається візковим конвеєром. При зупинці візка вмикається гідроциліндр, штанга піднімається вгору, натягує трос, який з’єднаний з гнучким сектором, і ківш нахиляється. Іде заливка дози металу. Точність дозування металу визначається реле часу, який подає команду гідроциліндру для опускання штангу вниз, трос звільняє гнучкий сектор і ківш повертається в вихідне положення. Візок з формою переміщається на один крок і зупиняється, іде заливка наступної форми.

В той час як на одній позиції машини метал заливають у форми, на протилежній міняють ковші - знімають краном порож­ній і встановлюють повний. При закінченні металу в ковші приводом по­вертають колону на 180^о, їде заміна ковшів.

ПЕРЕВАГИ: 1) простота конструкції, 2) зниження трудомісткості операції заливки, 3) покращення умов роботи заливальника.

НЕДОЛІКИ:1) ненадійна система дозування, 2) великі габарити, 3) небезпечність в обслуговуванні, 4) необхідна зупинка конвеєра для заливки.

3.2. Автоматична пересувна заливальна установка

Призначена для високопродуктивної лінії з конвеєром, який рухається безперервно. (Мал.4.20, 4.21)

ПРИНЦИП ДІЇ: Рідкий метал електроталлю підвозиться до установки в ковшах місткістю 1 т і заливається в роздавальний барабанний ківш місткістю 1,5 т. Верхній і нижній рівні металу в роздавальному барабанному ковші контролюються електроконтактними перетворювачами. Ківш футерується шамотною цеглою. Товщина футерівки 145-150 мм. Стопорний отвір роздавального ковша знаходиться поза ливарним конвеєром на випадок прориву металу. Привідна візкова консоль подає заливальний ківш під стопорний отвір, при цьому механізмами піднімання і горизонтального переміщення сполучають носок заливального ковша з отвором стопорного стакана. Піднімається стопор и метал заповнює заливальний ківш, доза відміряється на шкалі важільних ваг. Команда на припинення заливки подається ваговим перетворювачем при контакті стрілки датчика на шкалі. Стопор закриває стакан і каретка з прискоренням, (швидкість руху візка в 3-5 раз біліше швидкості руху ливарного конвеєра) обганяє конвеєр, переміщується до неза­литої форми. По центру візка проходить ланцюг привода вантажовкладальника ливарного конвеєра. Рух цього ланцюга відбувається синхронно руху ливарного конвеєра. Ланцюг обладнаний кулачками, які розміщені по вісі ливарних форм. При сполученні носка заливального ковша з ливниковою чашею форми, опускається кулачок на ланцюг вантажовкладальника, а привід візка відключається, візок рухається вантажовкладальником синхронно конвеєру. Включається механізм перевертання ковша і відбувається заливка форми. Доза відміряється шкалою вагового перетворювача, який подає команду на припинення за­ливки і привід повертає ківш в неробоче положення. Кулачок відокремлюється від ланцюга вантажовкладальника і каретка приводом переміщаєть­ся назустріч конвеєру до наступної форми. Цикл повторюється до спорожнення заливального ковша.

ПЕРЕВАГИ:

1) не потрібна зупинка конвеєра для заливки,

2) зниження трудомісткості операції заливки,

3) покращення умов роботи заливальників,

4) простота дозування,

5) висока продуктивність.

НЕДОЛІКИ:

1) складність конструкції,

2) велика довжина заливальної дільниці,

3) дороге пристосування.

Пневматичні заливальні установки

Пневматичні заливальні установки (Мал.4.22) використовують при заливанні як чорних сплавів на автоматичних лініях, так і кольорових сплавів на кокільних машинах або машинах для литва під тиском. Дозатор алюмінієвих сплавів призначений для дозування 0,2-50 кг, точно фіксується з приймальником метала кокільної машини.

ПРИНЦИП ДІЇ:

Корпус печі представляє собою зварний кожух, всередині якого знаходиться футерована ванна з електричним нагрівачем. В ванну при відкритій кришці подають метал, закривають кришку гер­метично і подають тиск на дзеркало метала, коли кокіль встановиться під зливну трубу. Під тиском метал піднімається по зливній трубі, голка-рівнемір подає команду на включення реле часу, яке регламентує заливаєму дозу метала. Після закінчення завданого часу відкривається вихлопний клапан, тиск повітря знижується і метал повертається в ванну. Під’їжджає наступний кокіль і цикл повторюється. Після спорожнення ванни відкри­вається боковий люк, механізм повороту повертає корпус на 45-60^о С і залишки металу, шлаку зливають.

ПЕРЕВАГИ:

1) простота конструкції, 2) простота дозування, 3) повна автоматизація операції заливки, 4) здійснюється закрите транспортування металу в форму,

5) покращення умов роботи заливальника, 6) немає теплових втрат.

НЕДОЛІКИ:

1) великі габарити, 2) знижається продуктивність, так як необхідно зупиняти конвеєр для заливки, 3) необхідний захисний шлак або інертні гази.

3.4. Електромагнітні заливальні установки (магнітодинамічні)

Призначені для заливки дози металу в форми за рахунок взаємо­дії струму, який протікає в рідкому металі, зі зовнішнім маг­нітним полем, дозування здійснюється за допомогою реле часу.(Мал.4.23,4.24)

ПРИНЦИП ДІЇ: Відкривають кришку і в тигель заливають метал, який попа­дає в бокові канали. Кришку закривають і включають обмотки індук­тора замкнених магнітоприводів у мережу промислової частоти. При цьому в бокових каналах виникає електричний струм, а в ме­талі – вихрові токи, які перемішують і підігрі­вають розплав. Форма встановлюється під носок заливальної труби і включається обмотка С-образного електромагніта, тоді в трубі виникає магнітне поле, яке направлене під прямим кутом до току, який протікає в металі. Виникає електрорухома сила, яка виштовхує метал у заливну трубу, іде заливка в форму.

Одночасно з цим включається реле часу, яке регламентує дозу метала і подає команду на відключення С-подібного електромагніта, заливка припиняється, надлишки металу повертаються в тигель.

ПЕРЕВАГИ: 1) простота конструкції, 2) простота дозування, 3) повна автоматизація операції заливки, 4) здійснюється закрите транспортування метала в форму, 5) покращуються умови роботи заливальника, 6) завдяки підігріву немає теплових втрат, 7) малі габарити.

НЕДОЛІКИ:

1) зниження продуктивності, 2) висока температура стінок тигля може привести до опіків, необ­хідний захисний каркас.

3.5. Пересувна заливальна установка мостового типу з програмним керуванням

Пересувна заливальна установка з дозуванням за допомогою фотоелемента використовується для заливки форм на конвеєрі або на плацу (Мал.4.25).

ПРИНЦИП ДІЇ:

На візок мостового типа встановлюють ківш з металом, під установкою переміщається ливарний конвеєр з формами, в яких установлено заливальний отвір і випор у певних місцях. На візку встановлено фотоелемент над випором, а стопорний пристрій знаходиться над заливальною чашею. При зупинці конвеєра по­дається команда на піднімання стопора, метал попадає в форму, іде заливка. Фотоелемент фіксує появу металу у випорі і дає команду на опускання стопора, заливка припиняється. Канальний ін­дукційний підігрів сприяє підтримці постійної темпера­тури метала. При переміщенні до наступної форми цикл повторюється.

ПЕРЕВАГИ:

1) висока продуктивність,

2) простота конструкції,

3) простота дозування,

4) повна автоматизація операції заливки,

5) покращення умов роботи заливальника,

6) завдяки підігріву немає теплових втрат.

НЕДОЛІКИ:

1) великі габарити,

2) складність виконання ливникових систем,

3) знижається вихід придатного із-за витрат металу на випор,

4) небезпечна в експлуатації,

5) дороге обладнання.

4. Техніка безпеки при експлуатації обладнання складів шихти, плавильних і заливальних відділень

При роботі на шихтових складах у плавильних і заливальних відділеннях необхідно строго виконувати норми і правила експлуатації підйомно-транспортного обладнання. Варто пам'ятати, що особливу небезпеку для робітників представляють механізми і пристрої, безпосередньо зв'язані з транспортуванням розплавленого металу.

При експлуатації обладнання не можна перевантажувати крани й інші піднімальні пристосування і транспортні засоби понад зазначену на них норму й експлуатувати їх понад термін, установлений до чергової перевірки.

Місця оброблення брухту і копри необхідно обгороджувати, щоб уникнути розльоту осколків у навколишній простір, експлуатація їх повинна проводитися в строгій відповідності з установленими для них спеціальними правилами.

Температура в плавильних печах при їхньому ремонті повинна бути не вище 50°С, для освітлення при ремонті варто використовувати тільки низьковольтні лампи з броньованим проводом і захищаючими сітками.

До пуску дуття у вагранку кришки фурм і металеву льотку необхідно тримати відкритими і перед пуском дуття давати сигнал. Після пуску дуття треба підпалювати гази навколо днища і дверцятами накопичувача. При кожній зупинці дуття потрібно відкривати кришки фурм і тримати їхній відкритими протягом 1-2 хв. після пуску дуття. Повітропровід повинний бути постачений запобіжним клапаном.

Перед користуванням ковшем для розплавленого металу варто упевнитися всправній дії поворотного механізму і стопорного пристрою.

Для розливання металу дозволяється використовувати тільки ретельно просушені і добре підігріті ковші. Кранові ковші повинні мати пристрій, який захистить від перекидання при переносі; центр ваги наповненого ковша повинний бути трохи нижче осі обертання, але не більше ніж на 50 мм. Ковші місткістю 0,5—1,5 т повинні мати самогальмуючу черв'ячну передачу, а при більшій місткості — механічний привід для повороту.

При роботі з електроміксерами й автоматичними заливальними установками з індукційним підігрівом забороняється застосовувати електропроводи без відповідних засобів обережності, зазначених в інструкціях, розливати метал при включеному струмі.

При виявленні несправності, почервонінні металевих кожухів чи появі рідкого металу з зовнішньої сторони футерівки варто негайно виключити піч і вилити метал з неї.

Необхідний строгий контроль за станом ізоляції між витками індуктора. Випадання ізоляції внаслідок неправильного монтажу індуктора і несправності в системі охолодження може викликати коротке замикання.

У плавильних і заливальних відділеннях варто приділяти особливу увагу дотриманню норм і правил пожежної безпеки. Потрібно завжди пам'ятати, що при гасінні пожежі, яка виникла на обладнанні, яке знаходиться під електричною напругою, необхідно користуватися вуглекислотними вогнегасниками, тому що піна інших, вогнегасників електропровідна. Гасити магнієві сплави необхідно піском.