Файл: Молочников Н.В. Создание нового прокатного и другого металлургического оборудования доклад по творческим работам и изобретениям, представленным вместо диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.pdf

крутящего момента исполнительному механизму со стороны при­ вода (агрегаты с полувстроенными приводами).

Агрегаты с полувстроенными приводами применяются лишь в тех случаях, когда это вызывается особыми условиями их работы и требованиями эксплуатации.

Применение указанного принципа, отражающего наиболее со­ временные тенденции в машиностроении, позволило устранить перечисленные выше недостатки приводов механизмов доменных печей и значительно повысить надежность работы оборудования в системах автоматического управления.

Следует при этом заметить, что в связи с интенсификацией про­ цесса выплавки чугуна и значительным увеличением полезного объема доменных печей, эксплуатационная надежность оборудова­ ния приобретает еще большее значение, поскольку простои печей становятся более дорогостоящими и влекут за собой значительные потери чугуна.

В 1955—56 гг. впервые был создан воздушно-разгрузочный кла­ пан со встроенным электрическим приводом и дистанционным управлением в отличие от широко распространенных в то время клапанов с ручным приводом от барабана посредством каната или цепи.

Наряду с электрическим приводом в клапане имеется дубли­ рующий ручной привод на случай аварийного обесточивания или выхода из строя электродвигателя.

Будучи исключительно ответственным по своему назначению, клапан отличается высокой эксплуатационной надежностью и ма­ невренностью управления, благодаря чему он нашел широкое при­ менение в доменных цехах. Воздушно-разгрузочные клапаны изго­ товляются Иркутским заводом тяжелого машиностроения.

Оригинальностью конструкции отличается разработанный при­ менительно к типовой доменной печи объемом 2000 мя клапан го­ рячего дутья 0 1100 мм {161.

При разработке конструкции клапана была показана необхо­ димость принудительного опускания диска, обеспечивающего га­ рантированное закрытие клапана.

Клапан имеет полувстроенный реечный электрический привод, снабженный аппаратами автоматического управления. Другой осо­ бенностью клапана является наличие в нем шарнирных соедине­ ний труб, подводящих и отводящих воду или пароводяную смесь, охлаждающую диск. Указанное исключает необходимость приме­ нения для этих целей малонадежных резиновых шлангов большого сечения. При применении испарительного охлаждения клапанов го­ рячего дутья использование резиновых шлангов вообще недопус­ тимо из-за высоких температур охлаждающего агента.

С 1960 г. клапаны серийно изготовляются Электростальтяжмашзаводом.

. 13

В 1959 г. при проектировании типовой доменной печи объемом 2000 мг в Гипромезе была разработана новая оригинальная конст­ рукция перепускного клапана 0 500 мм для воздухонагревателей

[25].

Клапан имеет встроенный, легко сменяемый электропривод и кривошипно-шатунный механизм, обеспечивающий определенный максимальный ход клапана и плавность его закрывания, а также исключающий возможность перегрузки привода и деталей клапа­ на. Передача движения от привода штоку клапана осуществляется посредством зубчатой рейки. Рабочая пружина клапана располо­ жена вне зоны действия высоких температур.

Новый клапан хорошо зарекомендовал себя в работе на домен­ ных печах объемом 2000 мя и в настоящее время изготовляется серийно.

Клапаны аналогичной конструкции 0 400 мм изготовляются для экспортных поставок.

Новым видом доменного оборудования, разработанным в Гип­ ромезе в 1957—58 гг., является автоматический дроссельный кла­ пан 0 1100 мм для газа, устанавливаемый над газовой горелкой воздухонагревателя [7]. Клапан отличается оригинальностью схе­ мы и конструкции и выполняет функции двух ранее применявших­ ся клапанов: газоотсечного клапана типа Циммермана-Янсена с электроприводом и дроссельного, имевшего ручной привод. Помимо автоматического регулирования подачи газа в горелку, новый кла­ пан обеспечивает быструю и надежную автоматическую отсечку потока газа как при нормальной работе, так и в случае аварийного обесточивания привода клапана или системы его питания.

Встроенный электропривод клапана насажен на вал регули­ рующего мотыля и при открытом положении последнего зафикси­ рован относительно корпуса клапана посредством смонтированного на корпусе электромагнита. При обесточивании электромагнита привод под действием собственного веса и контргруза поворачи­ вается вместе с мотылем до упора мотыля в корпус клапана, ко­ торый изнутри зафутерован специальной резиной. При этом про­ исходит отсечка газового потока.

Благодаря компактности, удобству обслуживания и высоким эксплуатационным качествам клапан нашел широкое распростра­ нение на отечественных заводах, а также применяется за рубежом на доменных печах, оборудование которых поставляется Советским Союзом. Клапаны изготовляются Иркутским заводом тяжелого машиностроения.

Оригинальностью конструкции отличается уравнительный кла­ пан 0 300 мм загрузочного устройства [15], технический проект и рабочие чертежи которого были разработаны в 1959 г. в Гипроме­ зе при проектировании типовой доменной печи 2000 мя.

Клапан, в отличие от широко распространенных клапанов это­ го назначения с канатным приводом от лебедки, имеет встроенный

14

электропривод с кривошипно-шатунным механизмом, смонтиро­ ванный непосредственно на корпусе клапана.

Благодаря наличию в приводе телескопического «складываю­ щегося» шатуна осуществляется разобщение привода и тарелки клапана при подходе ее к седлу и прижатие тарелки к последнему посредством груза, укрепленного на рычаге, движение которому передается от привода через ролик. Кинематическая схема приво­ да исключает возможность перегрузок деталей клапана в случае аварийного несрабатывания командоаппарата. В клапане впервые применена предложенная автором новая схема подвески тарелки, обеспечивающая высокую плотность закрытия клапана.

Клапаны 0 300 мм установлены на доменных печах 2000 мъ в качестве наполнительных и выпускных клапанов загрузочного уст­ ройства. Они надежно работают в системе автоматического управ- -ления механизмами загрузки печей и в этом отношении имеют зна­ чительные преимущества в сравнении с клапанами, имеющими ка­ натный привод от лебедки. Клапаны изготовляются Кадиевским машиностроительным заводом.

Отмеченные выше существенные недостатки современных канат­ ных систем маневрирования конусами загрузочного устройства до­ менной печи обусловили поиски схем и конструкций бесканатных приводов конусов. Были предложены, в частности, схемы таких при­ водов: электропривод с винтовой передачей, гидравлический и другие.

Проведенный под руководством автора сравнительный анализ предложенных приводов показал, что наряду с достоинствами каж­ дому из них присущи серьезные недостатки, в силу чего эти при­ воды не имеют эксплуатационных преимуществ в сравнении с су­ ществующими канатными устройствами для маневрирования кону­ сами.

Так, гидравлический привод компактен, имеет сравнительно не­ большой вес и другие достоинства. Однако в случаях взрыва газа в межконусном пространстве будет иметь место значительная пере­ грузка штанги большого конуса. Требуемое в этом случае быстрое срабатывание гидравлической системы на опускание конуса осу­ ществить весьма трудно. Внедрение для этой цели пружинного устройства исключается, ввиду его сложности и ненадежности в работе при значительных нагрузках и большом ходе. Кроме того, осуществление постоянного прижатия большого конуса к чаше посредством гидравлического устройства является нежелательным. Применение же для этой цели специального стопорного устройства исключает возможность необходимого опускания конуса при взры­ вах. Система гидравлического управления конусами является до­ вольно сложной и требует особо тщательного ухода в тяжеЛых

15

доставку засыпного аппарата е заводаизготовителя заказчику. Изготовление же таких конусов и чаш на месте у заказчика не представлялось возможным из-за отсутствия у пего средств и обо­ рудования, небходимых для отливки, отжига, механической обра­ ботки и наплавки твердым сплавом поверхностей этих деталей.

Вместе с тем отказаться от двухконусной схемы устройства было нельзя, поскольку других проверенных и хорошо зарекомен­ довавших себя схем загрузочных устройств не имелось.

В Гипромезе было найдено оригинальное решение, позволившее сохранить двухконусную схему устройства. Большой конус засып­ ного аппарата, по предложению автора, изготовляется из двух частей: собственно конуса (цельнолитого) диаметром 5000 мм и конической надставки «юбки», состоящей из двух жестко соеди­ ненных между собой частей, надетых на нижнюю часть конуса. С чашей контактирует собственно конус, надставка же выполняет роль направляющей для шихтовых материалов. Конус и чаша ап­ парата могут транспортироваться по железной дороге.

Засыпные аппараты этой конструкции, изготовленные Уралмашзаводом, эксплуатируются на доменных печах объемом 2000 м3.

Гипромезом совместно с Уралмашзаводом были проведены усовершенствования отдельных узлов засыпных аппаратов, рас­ пределителей шихты и балансиров конусов доменных печей объе­ мом 1513, 1719 и 2000 м3, позволившие, в частности, увеличить на­ дежность работы этого оборудования при повышенном давлении колошникового газа.

В последние годы на доменных печах в СССР и за рубежом начали применять быстровращающиеся распределители шихты, обеспечивающие более равномерное распределение материалов по окружности колошника. Принцип действия этих распределителей основан на том, что во время засыпки материалов из скипа воронка распределителя вращается со скоростью 20—30 об/мин. При этом в ней не образуется характерный для неподвижной воронки одно­ сторонний откос материала. Наряду с этим режимом работы конст­ рукцией распределителей предусматривается также возможность их работы по станциям.

Вприменяемых приводах таких распределителей с целью полу­ чения различных скоростей вращения распределительной воронки требуется усложненная электрическая схема, применение электро­ двигателей постоянного тока или двух электродвигателей перемен­ ного тока с механизмом переключения.

В1958 г. в Гипромезе была разработана новая оригинальная

конструкция привода вращающегося распределителя шихты 1111 Новый привод, являющийся более совершенным в сравнении с разработанными ранее, состоит из двухдифференциального редук­ тора, одного электродвигателя переменного тока и двух колодоч­ ных тормозов. Редуктор посредством универсального шпинделя связан с коническим фрикционным роликом, вращающим распреде­ лительную воронку. Включением того или иного тормоза достига-

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСН г БИБЛИОТЕКА ОССР