Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

неэлектропроводными. Площадки для обслуживания электрододер* жателей должны быть заземлены и снабжены огнестойкой изоляцией. На неизолированный пол обязательно укладывают изоляционные настилы. Во избежание несчастных случаев от прикосновения элек­ тросеть тщательно ограждают. Печь включает дежурный электрик в присутствии мастера. Перед включением проверяют состояние токоподводящих частей. При наращивании кожуха электродов за­ прещается пользоваться неизолированными металлическими пред­ метами и инструментом. Обслуживающий персонал должен работать в резиновых сапогах и перчатках и стоять на сухих деревянных ре­ шетках или на резиновых ковриках. Не допускается загрузка печи влажными материалами во избежание хлопков и взрывов. Для ис­ ключения возможного соприкосновения расплава с водой (аварий) предусматривают устройство дренажа.

§79. Ковши

Впирометаллургическнх цехах продукты плавки (штейн, черно­ вой свинец, шлак) транспортируют в специальных ковшах. Ковши изготовляют преимущественно литыми из углеродистой и хромонике­ левой стали. Как правило, ковши имеют конусообразную форму,

Рис. 245. Ковш для штейна

горизонтальное днище (рис. 245), один или два разливочных носка и две цапфы, расположенные перпендикулярно оси носков. Мате­ риал цапф — углеродистая или легированная конструкционная сталь круглого сечения. Цапфы, как правило, закладывают при формовке ковша в литейном цехе. Для надежного схватывания с за­ ливаемым металлом поверхность цапф тщательно очищают от грязи, ржавчины и жира, насекают или обрабатывают с заточками, а иногда лудят. При формовке и заливке должна быть обеспечена соосность

458

и горизонтальность цапф. После отливки ковши отжигают для снятия литейных напряжений.

К отливкам ковшей предъявляют высокие требования. Они должны быть прочными, жесткими, плотными, непроницаемыми для расплавленных металлов. Отливки не должны иметь раковин, трещин, шлаковых включений. Особому контролю подвергают места сопряжения цапф со стенками ковша, где чаще всего образуются трещины. Для безопасного транспортирования ковшей мостовыми кранами или тельферами центр тяжести заполненного ковша должен быть значительно ниже оси цапф; на концах цапф обязательно должны быть буртики, исключающие соскальзывание с цапфы проушин тра­ версы. Траверсы делают клепаными (предпочтительно) или сварными. Тяги траверс делают коваными, шарнирно закрепленными в гори­ зонтальной и вертикальной плоскостях. Такое закрепление исклю­ чает изгиб и поломку тяг, делает ковш устойчивым во время пере­ мещения и при установке на полу цеха, обеспечивает надежное пово­ рачивание ковша при разгрузке. Траверсы подвергают периодиче­ скому испытанию и освидетельствованию.

Для транспортирования штейна используются ковши емкостью 3, 4, 5 и 6 м3, а для шлака емкостью 11 м3. Материал ковшей — угле­ родистая сталь марок 25—4578, 35—4518 и 35—5015.

Для облегчения выемки из ковша корок застывшего материала

иуменьшения их схватывания со стенками внутреннюю поверхность ковшей смазывают перед заливкой известковым или меловым рас­ твором. Внутренняя поверхность ковшей должна быть чистой, глад­ кой, без наплывов, впадин и шероховатостей. Во избежание хлопков

ивзрывов при заливке шлака и особенно штейна ковши под заливку должны поступать сухими. Запрещается выбивать корки и настыли ударами подвешенного на крюке крана ковша о другой подвешенный ковш. Такие удары опасны для кранов и канатов, создают трещины

ивмятины в ковшах. Все действующие ковши периодически осма­

тривают, дефектные ковши отбраковывают. При заливке ковшей не допускается их переполнение. Заполнять и разгружать ковши надо по возможности быстро, чтобы избежать замораживания рас­ плава в ковше. Транспортируют наполненные ковши очень осто­ рожно.

§ 80. Конвертеры

Процесс конвертирования в цветной металлургии заключается в удалении из жидких медного, медно-никелевого и свинцово-мед­ ного штейнов вредных примесей — железа, серы и др. Для этого через слой расплавленного штейна продувают сжатый воздух-.

В результате конвертирования железо переводится в шлак, а сера —

вгазы. Изобретателем способа конвертирования является русский инженер В. А. Семенников, проводивший первые опыты в 1866 г. на Богословском и Боткинском заводах на Урале.

Конвертирование проводится в агрегате — конвертере при 1200— 1300° С. Конвертер представляет собой стальной цилиндр (рис. 246)

459

с горизонтальной или вертикальной осью поворота. В зависимости от этого конвертеры разделяют на горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные конвертеры бывают с верхним или осевым (боковым), отводом газов. На заводах цветной металлургии используются только горизонтальные конвертеры. Основные параметры конвертера — диаметр и длина корпуса (бочки).

Корпус конвертера 4 сваривают из стальных листов толщиной

20—45 мм. Крышки (торцы, днища) также сваривают из стали и уси­ ливают несколькими балками. Крышки свободно вставляют внутрь барабана и соединяют стальными тягами с пружинными компенса­ торами температурного расширения.

Горловина 5 служит для выхода конвертерных газов, загрузки

и разгрузки конвертера. Устанавливают ее на корпусе конвертера под углом к вертикали (около 12—30°) в сторону фурм. Горловины делают круглыми, прямоугольными и овальными. Круглые горло­ вины легче обслуживать и футеровать. Горловины выполняют сталь­ ными литыми сборными из нескольких частей высотой 550— 900 мм.

Опорное устройство конвертера состоит из двух бандажей 3,

жестко закрепленных на концах барабана. Каждый бандаж опи­ рается на две качающиеся роликовые опоры 10, состоящие из двух цилиндрических роликов, закрепленных на траверсе 13. Такая кон­

струкция позволяет рассредоточить нагрузку на бандаж (достига­ ющую в больших конвертерах 30 МН, или 300 тс) между роликами и самоустанавливаться роликам в зависимости от положения банда­ жей. Опоры устанавливают под углом 30° к вертикали. Ролики од­

зубчатой передачи при температурном удлинении барабана. От осе­ вых перемещений балансир удерживает стальная шпонка.

Поворотный механизм конвертера состоит из электродвигателя, червячного и зубчатого цилиндрического редуктора и цилиндри­ ческой открытой зубчатой пары. Зубчатый венец жестко закреплен на конце барабана.

Поворотный механизм должен поворачивать барабан медленно и плавно, не допускать самопроизвольного поворачивания конвер­ тера, надежно удерживать барабан в заданном положении любое необходимое время. Во время резкого понижения напряжения в электросети или отключения электроэнергии механизм должен немедленно повернуть барабан в такое положение, при котором фурмы будут выведены из зоны расплава. В противном случае фурмы, оставшиеся без сжатого воздуха, будут заморожены штейном. Для ликвидации аварии потребуется длительная и трудоемкая работа по разбуриванию фурменных каналов, а иногда и по замене футе­ ровки. Для безаварийной работы конвертера требуется иметь два различных источника энергии. Обычно аварийным источником энер­ гии являются мотор-генераторы или синхронные компенсаторы с ма­ ховиком. При отключении электроэнергии конвертер быстро выво­ дится из-под дутья под действием живой силы маховика.

461

Рис. 247. Воздухо­ подводящие устрой­

ства:

а __ фурма: б — фурмоколлектор

462

фурма (рис. 247, а) состоит из стального или чугунного корпуса 8, шарика 7, стакана 4 и клапана 5. Шарик перекрывает отверстие корпуса фурмы и опирается на гнездо в стакане 4. Во время про­

чистки фурменных отверстий (фурмовки) ломиком шарик отбрасы­ вается кверху в предусмотренное для него углубление, и ломик про­ талкивается внутрь фурмы и далее в фурменную трубку 9. При вы­

таскивании ломика шарик падает и перекрывает фурменное отвер­ стие, плотно прижимаясь к своему гнезду под давлением сжатого воздуха. Благодаря этому предотвращается утечка воздуха из фурмы.

Клапан 5 состоит из четырех частей, опирающихся буртиками на заточки в стакане и гайке 6. Диаметр внутреннего отверстия кла­

пана немного меньше диаметра ломика. При прохождении ломика клапан несколько раздается и под действием спиральной пружины, охватывающей клапан по линии разъема, плотно обжимает ломик. Клапан предотвращает утечку воздуха через зазор между ломиком и отверстием и устраняет шум, возникающий от вырывающегося из фурмы воздуха. Рабочую поверхность клапана подвергают термо­ обработке. Зазор регулируют подвинчиванием гайки 6.

Для плотного прилегания и повышения стойкости поверхность шарика тщательно обрабатывают, шлифуют и притирают к опорной поверхности стакана. Обычно применяют шарики из подшипников качения. Углубление в корпусе должно быть чистым, чтобы не до­ пустить зависания шарика.

Сжатый воздух поступает в конвертер через фурму из коллек­ тора 1, который устанавливают вдоль бочки конвертера. Коллектор соединяют с фурмой рукавом 2 (стальной трубой), гайкой 10 и саль­ ником 3 с асбестовой набивкой.

В последних конструкциях конвертеров применяют более совер­ шенный подвод сжатого воздуха к фурмам — из фурмоколлектора. Одна из конструкций фурмоколлектора показана на рис. 247, б. Коллектор сжатого воздуха 11 имеет овальную форму; приваренными к нему ребрами 14 коллектор прибалчивается к бочке конвертера.

Все фурмы присоединены к коллектору. Напротив каждой формы устанавливают стакан 12, в который навинчивается фурменная трубка 9. Для повышения срока службы трубки делают из жаростой­ кой стали. Зубчатая рейка 13 служит для фиксации положения и ре­

гулировки. Фурмоколлектор позволяет устранить утечки и потери давления сжатого воздуха, которые возникают в рукавах, гайках и сальниках рукавов, обеспечить более равномерное поступление воздуха по длине конвертера, упростить конструкцию узла подвода воздуха и ее обслуживание и уменьшить трудоемкость фурмовки.

Герметичность в соединении воздухопровода с конвертером дости­ гается специальным сальниковым устройством (рис. 248). Оно со­ стоит из чугунного корпуса 1, внутри которого закреплено кольцо 2 с вкладышем 3. Патрубок 4 плотно заходит в расточку вкладыша. Муфта 5 соединена с воздухопроводом (коллектором) конвертера. Сжатый воздух поступает через входное отверстие 9, расположенное

перпендикулярно вертикальной плоскости конвертера. Сферическое соединение патрубка с муфтой и вкладыша с кольцом позволяет

463

создать герметичность соединений при некотором несовпадении осй конвертера п патрубка 4. Такие отклонения возможны при износе

бандажей и роликов конвертера. Контакт между муфтой и патрубком создается нажатием пружины 6, стянутой болтом 7. Для уплотнения

между патрубком и вкладышем предусмотрена кольцевая проточка, заполняемая асбестовой набивкой. С наружной стороны сальниковая камера закрыта крышкой 8. Сферические поверхности тщательно

обрабатывают и пришабривают. Набивку периодически заменяют, а в случае недостаточной плот­ ности делают две-три кольцевых проточки.

Конвертеры (табл. 31) по­ требляют большое количество сжатого воздуха — от 200 до 850 м3/мин в зависимости от раз­ мера конвертера и процесса

■8 конвертирования. Затраты на

сжатый воздух — одна из ос­ новных статей расхода при кон­ вертировании. Поэтому в про­ цессе эксплуатации особое вни­ мание уделяют герметичности уплотнений в воздухопроводе, фурменных рукавах, фурмах и сальниковом устройстве.

Над горловиной конвертера

устанавливают напыльник. Он соединяет конвертер с газоходной системой. Назначение напыльника: собирать отходящие из конвертера газы и направлять их в газоход; задерживать на своих стенках выбрасываемые с газами брызги расплавленной массы; создать плотное сопряжение с конвер­ тером, чтобы свести до минимума подсос воздуха и выход газа из

464

конвертера в атмосферу цеха. При малом подсосе воздуха конверт терные газы будут содержать большее количество сернистого газа и могут быть использованы в производстве серной кислоты; при этом газоходная система будет меньших размеров, меньше будет и произ­ водительность газоочистительной установки. Конструкция напыльника должна позволять конвертеру свободно поворачиваться и до­ пускать очистку стенок от налипшего расплава, а также должна хорошо сопротивляться воздействию горячих газов.

Напылы-шки конвертеров представляют собой массивную ко­ робку прямоугольного, круглого или полукруглого сечения. На рис. 249 показан напыльник круглого сечения, состоящий из цельно­ сварного патрубка 1, подъемного механизма и направляющих 6.

Подъем и опускание патрубка осуществляется подъемным механиз­ мом 8 при помощи двух блоков 4 и стальных канатов 5, закрепленных на патрубке ниже его центра тяжести. Противовес 9 уравновешивает

нагрузку на барабан лебедки подъемного механизма. По бокам напыльника прикреплены две балки, на концах которых закреплены четыре опорных ролика 2, которые служат для перемещения напыль­ ника по направляющим 6, расположенным на опорной конструкции

(на рисунке не показана). Направляющие и наклонные ветви кана­ тов установлены параллельно поверхности примыкания 7 напыль­ ника к газоходу. По этой поверхности напыльник скользит при его подъеме и опускании. Для обеспечения плотности поверхности скольжения должны быть ровными и гладкими. Напыльник имеет широкий фланец. Цепи 3 предохраняют напыльник от падения при

обрыве каната и служат ограничителем при его опускании. Напыльник сравнительно низко опускается к бочке конвертера 10,

а поэтому перед поворотом конвертера напыльник должен быть приподнят. Для этого электродвигатели подъемного механизма и механизма поворота конвертера блокируют.

Для повышения долговечности переднюю стенку напыльника футеруют стальными плитами; изготавливают напыльники из жаро­ прочной стали. Наиболее высокой долговечностью обладают напыль­ ники с водоохлаждаемыми стенками. Стенки собирают из отдельных кессонов коробчатого сечения. Боковые стенки соединены одна с другой в вертикальной плоскости и образуют круглую форму по­ верхности напыльника. Такая форма по сравнению с прямоуголь­ ной имеет большую жесткость, обеспечивает меньшее оседание

вкессонах грязи и ила (отсутствуют прямые углы) и более равномер­ ное движение конвертерных газов. В изготовлении и монтаже такая форма сложнее прямоугольной.

Внижней части боковых кессонов устанавливают водяные кол­ лекторы. Переднюю стенку делают подвижной также кессонированной и больших размеров, чтобы дать возможность свободно заливать

вконвертер штейн, чистить горловину и не допускать выброса газов

ватмосферу цеха при поворотах конвертера. Напыльник (рис. 249) имеет короткую переднюю стенку, вследствие чего не может заби­ рать газы при наклонах конвертера, когда горловина выходит за пределы напыльника.