Устройство и оборудование разливочного пролета

Планировка и оборудование пролета должны обеспечить выполнение следующих работ: доставку ковшей от печей к разливочной площадке, разливку стали с перемещением при этом ковша вдоль пролета над изложницами, подачу порожних разливочных составов и уборку составов со слитками после окончания разливки, подготовку ковшей, уборку шлака и мусора, подачу материалов для ремонта ковшей и печей, что обеспечивается сочетанием работы рельсового транспорта (перемещение вдоль пролета на нулевой отметке) и работы кранов (на более высоком уровне в разных направлениях).

Планировка разливочных пролетов отечественных МЦ и ЭСПЦ однотипна (КЦ имеются некоторые отличия– вместо одного сооружают два разливочных пролета, в них имеются поперечные пути для доставки ковшей со сталью от конвертеров, шлак убирают минуя разливочный пролет).

Электропечи 11 расположены на границе разливочного и печного пролетов, чем обеспечивается выпуск стали в разливочный пролет А – Б. У наружной стены пролета размещены разливочные площадки 1 для персонала, ведущего разливку. Вдоль пролета на нулевой отметке проложены два рельсовых пути: путь 2 разливочный на нем у разливочных площадок стоят составы с изложницами во время разливки. Второй путь 4– шлаковый; он служит для вывоза из цеха шлака, мусора и подачи огнеупоров и материалов для ремонта ковшей и печей. Между разливочными площадками имеются съезды 3 с разливочного пути на внешний рельсовый путь 6, что обеспечивает независимую подачу составов с изложницами с двух сторон разливочной площадки.

Рисунок 9.1 - План разливочного пролета электросталеплавильного цеха

С противоположной от разливочных площадок стороны по всей длине пролета расположены стенды 10 для сталеразливочных ковшей и стенды 8 для их сушки, стенды 7 для шлаковых ковшей; участок 12 для подготовки и сушки стопоров (шиберных затворов). В торцах пролета располагают участки ремонта ковшей с ямами 13 для ремонта, установками 14 для приготовления огнеупорных масс и другим оборудованием. Консольные краны 9, обслуживающие разливочные ковши, расположены ниже разливочных кранов 5, что обеспечивает независимость их передвижения.

Ширина разливочных пролетов МЦ и ЭСПЦ составляет 18 – 24 м; высота до уровня головки подкранового рельса такая же, как и в печном пролете, в МЦ составляет 18–20 м, в ЭСПЦ с 50– 100-т печами 24 – 26 м, в цехе с 200-т печами 30 м.

Состав тележек с изложницами подают в пролет и устанавливают у разливочной площадки за 15 – 30 мин до выпуска. Ковш со сталью после выпуска транспортируют от печей или со сталевоза разливочным краном к разливочной площадке. Ковш краном устанавливают над изложницей (при разливке сверху) или над центровой (при сифонной разливке). Далее разливщик открывает стопор (шиберный затвор), и сталь начинает поступать в изложницы. После окончания разливки из ковша сливают шлак, а ковш устанавливают на стенд для охлаждения. Состав со слитками у разливочной площадки от 20 до 120 мин, после чего вывозят на пути отстоя или в стрипперное отделение.

Уборка шлака. Шлак из ЭСПЦ и МЦ с разливкой в изложницы вывозят несамоходными шлаковозами по шлаковому пути 4 разливочного пролета. Заполненные шлаковые чаши устанавливают на эти шлаковозы разливочным краном со шлаковых стендов или с поперечных тележек 15 и 28, вывозящих ковши из-под печей по поперечным путям.

Подготовка ковшей. Стопорный ковш после окончания разливки и слива шлака устанавливают на запасной стенд, где после охлаждения из него убирают краном стопор. В ковш устанавливают стопор, после чего подогревают его газовой горелкой, иногда подогрев ведут до установки стопора.

Наборку стопоров ведут в специальных помещениях, размещенных на границе разливочного и печного пролетов; здесь же размещают печи, в которых ведут сушку набранных стопоров.

После охлаждения ковша удаляют изношенный рабочий слой футеровки пневмоинструментом или машинами для ломки футеровки. Затем в яме для ремонта, выкладывают футеровку из кирпича вручную или с помощью перемещающихся над ямой машин выполняют монолитную футеровку, футеровку сушат от 6 до 18 ч.

Основными элементами ковша являются корпус, кантовальное устройство, разливочное устройство (стопорное или шиберное), футеровка.

Рисунок 9.2 - Сталеразливочный ковш (корпус)

Корпус имеет форму усеченного конуса и состоит из сваренных встык верхней 9, средней 10 и нижней 12 обечаек и днища 13. К средней обечайке приварен цапфовый несущий пояс, состоящий из верхнего 7 и нижнего 4 кольцевых ребер жесткости, двух цапфовых плит 6 и дополнительных вертикальных 11 и горизонтальных 5 ребер жесткости. Кованые цапфовые плиты, в которые запрессованы цапфы 15, приварены к корпусу, верхнему кольцевому ребру и к ребрам 5 и 11. Для установки ковша на стенд или сталевоз на нижнем кольце жесткости кронштейны 3.

Для слива избыточного шлака из ковша имеется желоб 8. При кантовании ковша крюк вспомогательного подъема крана зацепляют за ось 1 скобы 2 кантовального устройства; для крепления последнего к днищу приварен кронштейн 14. В днище имеется одно или два отверстия и вварены гнезда для стопорных стаканов или шиберных затворов. Для предотвращениям соскальзывания крюков крана с цапф к концам последних приварены шайбы 16.

Рекомендуются сталеразливочные ковши с шиберными затворами и монолитной футеровкой. Шиберный затвор надежнее, чем стопор, и при его использовании упрощается межплавочная подготовка ковша. Преимущества монолитной футеровки по сравнению с футеровкой из шамотного кирпича следующие: обеспечивается механизация ремонта футеровки и его ускорение, сокращается численность рабочих на ремонте, стоимость набивной или наливной массы ниже стоимости ковшевого кирпича .

Параметры ковшей:

Вместимость, т.............................10 50 90 130 160 220 280 350 430 480

Высота, м......................................1,83 2,8 3,4 3,8 4,0 4,9 5,2 6,3 5,5 5,8

Верхний диаметр, м…………….1,65 2,6 3,2 3,6 3,7 4,0 4,4 4,8 5,2 6,4

Расстояние по осям крюков, м…2,0 3,0 3,7 4,3 4,3 4,5 5,0 6,5 6,0 6,3

Масса порожнего ковша, т……..5,25 23 30 40 43 48 73 86 110 136

Тележки для изложниц – это жд тележки, на которые устанавливают поддоны и изложницы. 160-т тележка состоит из платформы 3, опирающейся на две ходовые тележки 2 и снабженной щеколдой 4 и гнездом 1 сцепки, служащими для сцепления с другими тележками.

Рисунок 9.3- Тележка для изложниц

Из тележек формируют разливочный состав, который должен вмещать металл одной плавки; состав транспортируют тепловозом. Число изложниц зависит от грузоподъемности и габаритов тележки и от массы и размеров поперечного сечения слитка. Характеристики тележек для изложниц:

Грузоподъемность, т…………..60 120 160 160 240

Длина по осям сцепок, м……4,36 4,84 и 5,85 и 4,85 и 7,54

5,84 5,834 4,834

Полезная длина, м…………….3,7 4,5–5,5 5,5 4,5 7,1

Полезная ширина, м…………1,95 2,4 2,4 2,7 2,7

Рисунок 9.4 – Шлаковый ковш вместимостью 16 м³

Шлаковые ковши и шлаковозы. Шлаковые ковши или чаши имеют вместимость 11,16 и 16,5 м³ и представляют собой сужающийся книзу литой из стали сосуд со сферическим днищем. Ковш вместимостью 16 м³ имеет на поверхности корпуса продольные ребра 3 жесткости и опорный пояс в виде круговых ребер 4 и 7, соединенных парами вертикальных ребер 5 и 6. Четыре пары диаметрально расположенных ребер 5 имеют площадку 9 для установки ковша на стенд и отверстия 8 для оси серег, предназначенных для подъема ковша краном. Между каждой из четырех пар ребер 6 имеется трапециевидный зазор, служащий для фиксации ковша в опорном кольце шлаковоза. Четыре прилива 2 с гнездами служат для установки клиньев, предотвращающих выпадение ковша из опорного кольца шлаковоза при кантовании ковша. Три скобы 1 используют в технологических целях при изготовлении (отливке) ковша. Ковши вместимостью 11 и 16 м³ в поперечном сечении круглые, а ковши вместимостью 16,5 м³ – овальные. Шлаковый ковш переносят при помощи специальной траверсы, которая подвешивается на крюк литейного крана. Несамоходные шлаковозы, применяемые для транспортировки шлаковых ковшей.

Подготовка и ремонт сталеразливочных ковшей

В разливочных пролетах старых цехов подготовка и ремонт стопорных ковшей с футеровкой из шамотного кирпича связана с затратой тяжелого ручного труда. В связи с этим в последние годы широкое применение нашли замена кирпичной кладки ковшей набивными или наливными массами, применение шиберных затворов вместо стопоров, использование различных средств механизации.

Подготовку ковшей ведут в специализированном ковшевом пролете, который оснащен мостовыми кранами и оборудованием для подготовки и ремонта ковшей (стенды для охлаждения и разогрева ковшей, для ломки футеровки, установки и снятия шиберных затворов, выдавливания стаканов; ямы для ремонта; машины для ломки футеровки и выполнения монолитной футеровки ковшей; участок подготовки шиберных затворов; установка для торкретирования; узел (установка) приготовления огнеупорных масс.

Рисунок 9.5 - Схема межплавочной подготовки сталеразливочных ковшей

После разливки из ковша 2 с помощью крана 1 сливают шлак в шлаковый ковш (чашу) 3 и затем ковш на сталевозе 4 транспортируют из ОНРС в пролет подготовки ковшей. Ковш краном устанавливают на стенд 5, оборудованный охлаждающим устройством 6; последнее представляет собой опускаемую на ковш крышку с патрубком, по которому подают вентиляторный воздух. После охлаждения футеровки ковш устанавливают на высокий стенд 7, оборудованный манипулятором 8 для снятия и установки шиберных затворов и устройством 9 для выдавливания стаканов. После снятия шиберного затвора и выдавливания стакана ковш устанавливают на поворотный стенд 11, где осматривают футеровку и удаляют скрап и остатки шлака с помощью кислорода в короб 10.

Далее ковш возвращают на высокий стенд, где устанавливают новый шиберный затвор и проверяют его работу с помощью устройства 13. В ковш опускают кессон 12, с помощью которого устанавливают стакан и уплотняют гнездо, после чего ковш переносят на стенд 14, оборудованный устройством 15 для сушки и разогрева ковша (опускаемая на ковш крышка с газовой горелкой). Разогретый ковш ставят на сталевоз 4 и транспортируют к конвертеру.

Ремонт ковшей. При ремонте футеровки рабочего слоя ковша. В ОНРС из ковша 2 после окончания разливки с помощью крана 1 сливают шлак в шлаковый ковш 3, затем ковш на сталевозе 4 транспортируют в пролет или отделение ремонта, где ковш краном устанавливают на стенд 5 для охлаждения вентиляторным воздухом. Далее на высоком стенде 6 с ковша снимают с помощью устройства 7 шиберный затвор, выдавливают стакан с помощью устройства 8 и затем устанавливают ковш на стенд 10, где осматривают его футеровку с площадки 9. Если необходим частичный ремонт футеровки, то ковш устанавливают в яму 11, где кроме ремонта можно торкретировать футеровку.

Если необходимо полностью заменить футеровку рабочего слоя, то ковш устанавливают на поворотный стенд 15, где с помощью машины 12 ломают и удаляют изношенную футеровку. Бой футеровки, наклоняя ковш с помощью стенда 15, высыпают в короб 13, стоящий на тележке 14 (тележка выдает заполненный короб 13 из-под поворотного стенда в зону действия мостового крана, которым короб устанавливают на платформу для вывоза из цеха).

Рисунок 9.6 - Схема ремонта сталеразливочных ковшей с шиберными затворами

Затем ковш краном устанавливают в яму и машиной 16 выполняют набивную монолитную футеровку рабочего слоя. Остальные операции выполняют так же, как и при подготовке ковшей. На высоком стенде устанавливают шиберный затвор и проверяют его работу устройством 17, с помощью опускаемого в ковш кессона 18 устанавливают стакан и затем проводят разогрев и сушку футеровки на стенде 20, оборудованном подъемной крышкой 19 с горелкой.

Стенд для охлаждения сталеразливочных ковшей: две опорные станины 1 для установки ковша 2; поворотную крышку 3, которую опускают на ковш или поднимают в положение 3а электроприводом 6 и уравновешивающей рычажно-пружинной системы 5; закрепленный на крышке 3 патрубок 4 и стационарный патрубок 7, идущий от вентилятора.

Рисунок 9.7 - Стенды для охлаждения (а) и разогрева и сушки (б) сталеразливочных ковшей

Для охлаждения ковш устанавливают краном на станины 1, опускают крышку 3 и через патрубки 7 и 4 направляют в ковш поток холодного воздуха от вентилятора.

Стенд для сушки (разогрева) сталеразливочных ковшей: две опорные станины 1 для установки ковша 2; поворотную крышку 3, опускаемую на ковш или поднимаемую с помощью привода 7 и рычажно-пружинного механизма 6 уравновешивания крышки; закрепленную на крышке горелку 5, к которой подводят газ и воздух; трубопровод 4, по которому из ковша через трубу 8 с помощью дымососа отводят продукты горения.

Ломка футеровки сталеразливочных ковшей гидравлическим экскаватором с пневмомолотами. Ломка футеровки ковша 7, установленного на поворотном стенде 6 с помощью машины МР-1004. Машина на базе экскаватора ЭО-3332А имеет колесную ходовую тележку 1 и поворотную (поворачиваемую вокруг вертикальной оси) платформу 2, на которой смонтирована выдвижная телескопическая стрела 4 с механизмом 3 ее подъема – опускания; на конце стрелы шарнирно закреплен пневмомолот 5 с механизмом, позволяющим наклонять его вверх и вниз. Бой разрушенной футеровки выгружают из ковша в короб 8 путем наклона ковша с помощью поворотного стенда 6.

Рисунок 9.8 - Ломка футеровки сталеразливочного ковша машиной MP-1004

Применяются машины с пескометными и пневмотрамбовочными рабочими органами для изготовления набивной футеровки и установки для изготовления наливной футеровки.

Машина «Орбита» пескометного типа: портал 10, передвигающийся с помощью механизма 20 по рельсам 21 над ямой 1 для ремонта ковшей. На портале смонтированы бункер 12 с электровибрационным питателем 11, ленточный дозатор 13 и подвижная колонна 16, которая закреплена в роликовой опоре 14 и может перемещаться вверх и вниз с помощью механизма 15, воздействующего на зубчатую рейку 17, закрепленную на колонне. На нижнем конце колонны 16 смонтирована поворотная платформа 22 с закрепленной на ней подвижной кареткой 25. Два привода 8 обеспечивают вращение платформы с кареткой вокруг оси колонны 16; при этом платформа через ролики 19 опирается на площадку 18, закрепленную на колонне. Кольцевой токосъемник 7 служит для подвода питания к электроприводам, расположенным на поворотной платформе. Радиальное смещение платформы 22 предотвращают шесть опорных роликов 6.

На каретке 25 размещены ленточный питатель 23, пескометная головка 5 и шаблон 2, изогнутый по форме стенки ковша. Каретка может перемещаться на роликах по горизонтальным направляющим поворотной платформы с помощью винтового механизма 4; этим перемещением регулируют зазор между шаблоном 2 и стенкой ковша, т. е. толщину набиваемого слоя футеровки.

Рисунок 9.9 - Схема машины «Орбита» для выполнения набивной футеровки ковшей

Линия подачи огнеупорной массы: из бункера 12 с помощью электровибрационного питателя масса выдается на ленточный дозатор 13 и затем по закрепленному на колонне вертикальному желобу 9 поступает на ленточный питатель 23, доставляющий ее к пескометной головке 5. В корпусе головки имеется ротор с метательным ковшом, вращение ротора с частотой 1470 мин^-1 обеспечивает электродвигатель 24. Метательный ковш захватывает поступающую в головку огнеупорную массу и выбрасывает ее с большой силой и скоростью в кольцевой зазор между шаблоном 2 и стенкой ковша. Отбойный лист 3 предотвращает разброс огнеупорной массы.

Поворотную платформу вводят в ковш опусканием колонны 16 почти до касания шаблоном 2 дна ковша. Перемещением каретки 25 создают требуемую толщину кольцевого зазора между шаблоном и стенкой ковша. Далее включают линию подачи огнеупорной массы и пескометную головку, выбрасывающую массу в кольцевой зазор, и одновременно начинают вращение платформы. После того, как уровень набиваемого слоя достигнет верха шаблона, включают механизм 15 подъема колонны. За счет перемещения каретки обеспечивается формирование поверхности футеровки в виде усеченного конуса. Машина позволяет футеровать 14–18 ковшей в сутки. Собственно процесс набивки длится 30–40 мин; производительность пескометной головки равна 40 м³/ч; частота вращения платформы 1,5–5,0 мин-¹.