RU2114364C1

RU2114364C1 - Electric arc furnace

Info

Publication number: RU2114364C1
Application number: RU96109258A
Authority: RU
Inventors: М.А. Котков
Original assignee: Новосибирский государственный технический университет
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: electrometallurgy; construction of electric arc furnaces. SUBSTANCE: electric arc furnace includes casing, rolling-out door-way with arch, tilting mechanism, guide rails for rolling out doorway, and arch hoisting mechanism built in doorway. Doorway lowering mechanism is located inside supports of doorway 2 immovably mounted on furnace tilting mechanism. Rails 5 are immovable mounted on supports. Two double-acting hydraulic cylinders 4 used for rolling out the doorway with arch 9 are articulated to doorway 2 at one end and are articulated beyond the furnace at other end. Tilting mechanism is made in form of frame 3 mounted on fixed supports 11. Arch hoisting mechanism includes hydraulic cylinders 7 connected with leverage 8 located on doorways 2. EFFECT: enhanced efficiency; reduced usage of metal and increased productivity. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к конструкции дуговых электропечей. The invention relates to electrometallurgy, and in particular to the design of electric arc furnaces.

Известны дуговые электропечи для выплавки стали: с сифонным выпуском металла [1], печи с донным выпуском металла [2] и традиционные дуговые сталеплавильные печи со сливом металла через сливной желоб, к которым относятся также печи постоянного тока и некоторые типы закрытых руднотермических печей [3] , содержащие свод и футерованный кожух, а также механизм подъема и поворота свода. Все эти электропечи имеют полупортал с перемещающимися в нем стойками электрододержателей, который во время работы электропечи покоится на опорах, установленных на механизме наклона электропечи. К полупорталу подвешен свод, который отводится в сторону выпуска металла. Known electric arc furnaces for steelmaking: with siphon discharge of metal [1], bottom-discharge furnaces of metal [2] and traditional arc steel-smelting furnaces with discharge of metal through a drain chute, which also include direct current furnaces and some types of closed ore-thermal furnaces [3 ], containing the arch and lined casing, as well as the mechanism for lifting and turning the arch. All these electric furnaces have a semi-portal with racks of electrode holders moving in it, which during operation of the electric furnace rests on supports installed on the tilt mechanism of the electric furnace. A vault is suspended from the semi-portal, which is diverted towards the release of metal.

Указанные конструкции электропечей имеют ряд недостатков: большая сложность при монтаже и эксплуатации; большие изгибающие моменты на ось механизма подъема и поворота свода и консоли полупортала, что ведет к завышенной металлоемкости полупортала и механизма подъема и поворота свода, а также большая металлоемкость при выкатном портале [4]; существующая конструкция механизма подъема и поворота свода ограничивает скорость отвода свода; при установке электропечей (по типу механизма подъема и поворота свода) в закрытые звуконепроницаемые камеры усложняется завалка электропечей шихтой, что приводит к увеличению производственной площади, занимаемой электропечью, и затрудняет обслуживание электропечи. The indicated designs of electric furnaces have a number of disadvantages: great complexity during installation and operation; large bending moments on the axis of the mechanism of lifting and turning the arch and the console of the half-portal, which leads to an overestimated metal consumption of the half-portal and the mechanism of lifting and turning the arch, as well as large metal consumption at the withdrawable portal [4]; the existing design of the mechanism for lifting and turning the arch limits the speed of the arch retraction; when installing electric furnaces (as a mechanism for lifting and turning the arch) in closed soundproof chambers, filling the electric furnace with a charge is complicated, which leads to an increase in the production area occupied by the electric furnace and complicates the maintenance of the electric furnace.

Известно устройство [4], являющееся прототипом предлагаемого технического решения, содержащее кожух с футеровкой, выкатной портал со сводом, установленный на механизме наклона электропечи, выполненном в виде люльки, катающейся по горизонтальным фундаментным балкам (направляющим), направляющие, выполненные в виде рельсов, для выката портала, расположенные как на люльке, так и вне печи, механизм подъема свода, выполненный встроенным в портал, в виде электромеханической системы. A device [4] is known, which is a prototype of the proposed technical solution, comprising a casing with a lining, a roll-out portal with a vault mounted on a tilt mechanism of an electric furnace made in the form of a cradle rolling along horizontal foundation beams (guides), guides made in the form of rails, for the roll-out of the portal, located both on the cradle and outside the furnace, a vault lifting mechanism made built into the portal, in the form of an electromechanical system.

Указанное устройство имеет следующие недостатки: расположение направляющих (рельсов) на механизме наклона электропечи и одновременно вне печи приводит к поломке электродов; существующая электромеханическая система механизма подъема свода не имеет жесткой направляющей, что приводит к сотрясению и обвалу футерованного свода; портал с механизмом отката свода имеет недостаточную жесткость; все это приводит к снижению надежности работы электропечи; механизм наклона, выполненный в виде люльки, катающейся по фундаментным балкам, и портал, установленный на направляющие (рельсы), на механизме наклона, конструктивно приводят к завышенной металлоемкости печи; механизм выката портала, выполненный в виде электромеханической передачи, не обеспечивает должной скорости отката свода, что ведет к уменьшению производительности печи. The specified device has the following disadvantages: the location of the guides (rails) on the tilt mechanism of the electric furnace and at the same time outside the furnace leads to breakdown of the electrodes; the existing electromechanical system of the vault lifting mechanism does not have a rigid guide, which leads to concussion and collapse of the lined vault; the portal with a rollback mechanism has insufficient rigidity; all this leads to a decrease in the reliability of the electric furnace; the tilt mechanism, made in the form of a cradle rolling along the foundation beams, and the portal mounted on the guides (rails), on the tilt mechanism, structurally lead to excessive furnace metal consumption; the mechanism of the roll-out of the portal, made in the form of an electromechanical transmission, does not provide the proper speed of rollback of the arch, which leads to a decrease in furnace productivity.

Анализ приведенного уровня техники свидетельствует о том, что задачей изобретения является создание дуговой электропечи с более высокой надежностью, с меньшей металлоемкостью и с большей производительностью. The analysis of the prior art indicates that the object of the invention is the creation of an electric arc furnace with higher reliability, with less metal consumption and with greater productivity.

Это достигается тем, что в электропечь введены механизм опускания портала, расположенный внутри опор портала, которые неподвижно установлены на механизме наклона печи, опоры, на которых неподвижно установлены рельсы, два гидроцилиндра двустороннего действия для выката портала со сводом, один из концов каждого шарнирно скреплен с порталом, а другой шарнирно закреплен вне печи, механизм наклона выполнен в виде рамы, установленной на неподвижных опорах, а механизм подъема свода состоит из гидроцилиндров, соединенных с системой рычагов. This is achieved by the fact that a portal lowering mechanism is introduced into the electric furnace, located inside the portal supports, which are fixedly mounted on the tilt mechanism of the furnace, supports on which the rails are fixed, two double-acting hydraulic cylinders for rolling out the portal with a vault, one of the ends of each is hinged to the portal, and the other is pivotally mounted outside the furnace, the tilt mechanism is made in the form of a frame mounted on fixed supports, and the roof lifting mechanism consists of hydraulic cylinders connected to a lever system.

На фиг. 1 приведен вертикальный разрез со стороны рабочего окна электропечи; на фиг. 2 - вид Б, вид на электропечь со стороны источника питания; на фиг. 3- вид А, сверху, предлагаемого устройства электропечи. In FIG. 1 shows a vertical section from the side of the working window of the electric furnace; in FIG. 2 - view B, view of the electric furnace from the power source; in FIG. 3- view A, from above, of the proposed electric furnace device.

Предлагаемая конструкция электропечи (фиг. 1) содержит механизм опускания портала со сводом 1, которые удерживают портал 2 в крайнем верхнем положении и установлены на несущей раме 3 механизма наклона электропечи. Выкатывающие гидроцилиндры двустороннего действия 4, один конец которых шарнирно закреплен вне печи, другой шарнирно прикреплен к порталу 2, который находится над рельсами 5 и гидроцилиндрами 4 и не касается рельсов 5, так как опорные катки 6 находятся в отведенном горизонтальном положении. Цилиндры 7 привода механизма подъема свода 8 находятся в положении, которое обеспечивает закрытие ванны электропечи сводом 9 под собственным весом. Механизм наклона выполнен в виде рамы 3, которая опирается на подшипники скольжения 10, встроенные в неподвижные опоры 11 со стороны сливного желоба, а другой конец опирается на вращающиеся эксцентрические опоры 12 через вращающиеся валки 13, встроенные в раму 3, и удерживает электропечь в вертикальном положении (возможны другие варианты подвижных опор). Цилиндры наклона 14 электропечи находятся в промежуточном положении, шахта 15 портала 2 электропечи находится в крайнем верхнем положении, и ее фиксаторы 16 находятся в зацеплении с фиксатором 17, расположенном на раме 3 механизма наклона и шахте 15 портала 2. Цилиндры 18 привода подвижных опор 13 механизма наклона находятся в крайнем выдвинутом положении, механизм опускания портала 1 находится в крайнем выдвинутом положении и удерживает портал 2 толкателями 19 в верхнем положении. Выкатные гидроцилиндры 4 находятся в сжатом состоянии с необходимым зазором между поршнем и донышком. The proposed design of the electric furnace (Fig. 1) contains a mechanism for lowering the portal with a vault 1, which hold the portal 2 in its highest position and are mounted on the supporting frame 3 of the tilt mechanism of the electric furnace. Double-acting hydraulic cylinders 4, one end of which is pivotally mounted outside the furnace, the other is pivotally attached to the portal 2, which is located above the rails 5 and hydraulic cylinders 4 and does not touch the rails 5, since the track rollers 6 are in the allotted horizontal position. The cylinders 7 of the drive mechanism of the lifting of the vault 8 are in a position that ensures that the bath of the electric furnace is closed by a vault 9 under its own weight. The tilt mechanism is made in the form of a frame 3, which is supported by sliding bearings 10, which are built into the fixed bearings 11 from the side of the drain trough, and the other end is supported by rotating eccentric bearings 12 through the rotating rolls 13, which are built into the frame 3, and holds the electric furnace in a vertical position (other options of mobile support are possible). The tilt cylinders 14 of the electric furnace are in an intermediate position, the shaft 15 of the portal 2 of the electric furnace is in the highest position, and its latches 16 are engaged with the latch 17 located on the frame 3 of the tilt mechanism and the shaft 15 of the portal 2. The cylinders 18 drive the movable bearings 13 of the mechanism tilt are in the extreme extended position, the lowering mechanism of the portal 1 is in the extreme extended position and holds the portal 2 with the pushers 19 in the upper position. The withdrawable hydraulic cylinders 4 are in a compressed state with the necessary clearance between the piston and the bottom.

Устройство работает следующим образом. Катки 6 приводятся в вертикальное положение и готовы к работе. В цилиндры 7 привода механизма подъема свода 8 подается масло, их штоки втягиваются и через систему рычагов поднимают свод 9 в крайнее верхнее положение, после чего подается масло или воздух в механизм опускания портала 1. Толкатели 19 выходят из зацепления с порталом 2 электропечи, при этом портал 2 немного опустится и установится на направляющие рельсы 5 катками 6. В выкатных гидроцилиндрах 4 уменьшится зазор между поршнем и донышком. Шахта 15 портала 2 опускается, и фиксаторы 16 шахты 15 выйдут из зацепления с фиксаторами 17, расположенными на раме 2 механизма наклона электропечи. В выталкивающие гидроцилиндры 4 подается масло, и они выкатывают портал со сводом 9 до полного открывания плавильного пространства электропечи. The device operates as follows. Rollers 6 are driven in a vertical position and are ready for operation. Oil is supplied to the cylinders 7 of the drive mechanism for lifting the vault 8, their rods are retracted and through the lever system raise the arch 9 to the highest position, after which oil or air is supplied to the lowering mechanism of the portal 1. The pushers 19 disengage from the portal 2 of the electric furnace, the portal 2 will lower slightly and be mounted on the guide rails 5 with rollers 6. In the withdrawable hydraulic cylinders 4, the clearance between the piston and the bottom will decrease. The shaft 15 of the portal 2 is lowered, and the latches 16 of the shaft 15 will disengage from the latches 17 located on the frame 2 of the tilt mechanism of the electric furnace. Oil is supplied to the ejector hydraulic cylinders 4, and they roll out a portal with a vault 9 until the melting space of the electric furnace is completely opened.

Если необходимо вернуть портал 2 со сводом 9 в исходное положение, то масло подается в противоположную полость выкатывающих гидроцилиндров 4, и все происходит в обратной последовательности. If it is necessary to return the portal 2 with the vault 9 to its original position, then the oil is fed into the opposite cavity of the rolling out hydraulic cylinders 4, and everything happens in the reverse order.

Когда все механизмы сработают и печь займет исходное положение, в цилиндры наклона 14 подается масло и рама 3 механизма наклона, опираясь на подшипники скольжения 19 и неподвижные опоры 11, наклоняет электропечь вместе с порталом 2 и сводом 9 на выпуск металла. When all the mechanisms work and the furnace takes its initial position, oil is fed into the tilt cylinders 14 and the tilt mechanism frame 3, relying on sliding bearings 19 and fixed bearings 11, tilts the electric furnace together with the portal 2 and the arch 9 to release the metal.

Если необходимо скачать шлак, то цилиндры наклона 14 немного приподнимают электропечь, и цилиндры 18 поворачивают сегменты подвижных опор 12, устанавливая их в положение, необходимое для наклона электропечи на нужный угол, при этом валки 13 обеспечивают проскальзывание по ним сегментов подвижных опор 12. If it is necessary to download slag, then the tilt cylinders 14 slightly raise the electric furnace, and the cylinders 18 rotate the segments of the movable supports 12, setting them in the position necessary to tilt the furnace to the desired angle, while the rollers 13 allow the segments of the movable supports 12 to slip on them.

Так как рельсы (направляющие) находятся на опорах, то их можно изготовить без стыков, что уменьшает сотрясение свода и электродов и устраняет их поломку. Since the rails (guides) are on supports, they can be made without joints, which reduces the shaking of the arch and electrodes and eliminates their breakage.

Механизм подъема свода, выполненный в виде цилиндров с системой рычагов, создает жесткую направляющую для опускания свода, что фиксирует свод, предохраняя его от обвала при его выкате. The mechanism of lifting the arch, made in the form of cylinders with a system of levers, creates a rigid guide for lowering the arch, which fixes the arch, protecting it from a collapse when it rolls out.

Уменьшение расстояния от точек опоры портала на рельсы до его верхней части обеспечивает достаточную жесткость конструкции портала. Reducing the distance from the support points of the portal to the rails to its upper part provides sufficient rigidity of the portal structure.

Все это приводит к увеличению надежности работы печи. All this leads to an increase in the reliability of the furnace.

Люлька, выполненная в виде рамы, установленной на опоры, не имеет катающихся секторов и фундаментных балок, что уменьшает ее металлоемкость примерно на 1/3. Кроме того, уменьшенный по высоте портал позволяет дополнительно сэкономить металл для его изготовления, не уменьшая его жесткости. The cradle, made in the form of a frame mounted on supports, has no rolling sectors and foundation beams, which reduces its metal consumption by about 1/3. In addition, the portal reduced in height allows you to further save metal for its manufacture, without reducing its rigidity.

Выкат портала со сводом с помощью 2-х гидроцилиндров двустороннего действия обеспечивает максимальную скорость выката с необходимым торможением (плавным) в конец пути, что позволяет избежать сотрясения свода и электродов, не приводя к их поломке. А это в свою очередь обеспечивает уменьшение простоев печи во время загрузки и дозагрузки, что ведет к повышению ее производительности. Roll-out of the portal with the arch with the help of 2 double-acting hydraulic cylinders provides the maximum roll-out speed with the necessary braking (smooth) to the end of the path, which avoids the shaking of the roof and the electrodes without causing them to break. And this, in turn, ensures a reduction in furnace downtime during loading and reloading, which leads to an increase in its productivity.

Кроме того, механизм наклона электропечи, выполненный в виде рамы, позволяет применять более короткие цилиндры наклона, что позволяет устанавливать электропечи данной конструкции в более низкие цеха на более низкие и короткие фундаменты, что дает дополнительную экономию материалов и средств. In addition, the tilt mechanism of the electric furnace, made in the form of a frame, allows the use of shorter tilt cylinders, which makes it possible to install electric furnaces of this design in lower workshops on lower and shorter foundations, which gives additional savings in materials and means.

Claims

An electric arc furnace containing a casing, a withdrawable portal with a vault, an electric furnace tilt mechanism, guide rails for rolling out the portal, a vault lifting mechanism built into the portal, characterized in that it further comprises a portal lowering mechanism located inside the portal supports that are fixedly mounted on the mechanism tilt of the furnace, supports on which the rails are fixedly mounted, two double-acting hydraulic cylinders for rolling out the portal with the arch, one of the ends of which is pivotally attached to the portal, and the other is pivotally fixed outside the furnace, the tilt mechanism is made in the form of a frame mounted on fixed supports, and the arch lifting mechanism consists of hydraulic cylinders connected to a system of levers located on the portal.