Механизмы загрузки при скиповой подаче шихты

Как отмечалось, подача на колошник необходимых для выплавки чугуна материалов в доменных печах полезным объемом до 3200 м³ осуществляется наклонными скиповыми подъемниками. Общая высота подъема составляет 50-60 м, а длина наклонного пути 85-95 м. Полезный объем скипов составляет 8,1; 10; 13 и 20 м³; максимальная скорость подъема 4 м/с.

Используются двухскиповые подъемники, где оба скипа приводятся в движение от одной лебедки. Скипы подвешены к барабану лебедки общим канатом. Для надежности в приводе лебедки используется два двигателя мощностью от 180 до 550 кВт. Тахограмма работы скипового подъема приведена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Тахограмма скипового подъема.

Электропривод главного скипового подъемника должен обеспечивать: регулирование скорости вращения в пределах 1:8; плавное изменение скорости в начале и в конце пути скипа; точную остановку груженого скипа на колошнике вне зависимости от его загрузки; необходимые блокировки с механизмами загрузки скипа и механизмами вращающегося распределителя колошника домны. Регулирование скорости должно производиться без изменения момента.

Этим требованиям удовлетворяет привод постоянного тока Г-Д или ТП-Д.

Схема управления скиповым подъемником дает командные сигналы для работы командоконтроллера программы, вращающегося распределителя, малого конуса колошника, а также коксовых грохотов. Эта схема контролирует работу вагона-весов (карманы вагона-весов не могут быть открыты, если соответствующий скип не стоит внизу); затворов коксовых воронок (затворы не могут быть открыты, если соответствующего скипа нет в яме).

Реализация заданной тахограммы осуществляется путевыми выключателями командоаппарата. Отбор путевых команд (для замедления, для точного останова) дифференцируется в зависимости от загрузки скипа. Подробная схема управления электроприводом скипового подъемника приведена в [2].

Шихтовые материалы из скипа попадают в приемную воронку загрузочного устройства, которая направляет их в воронку вращающегося распределителя шихты. После этого малый конус опускается и содержимое вращающегося распределителя ссыпается на большой конус. Когда на большом конусе скопится материал определенного объема (одна подача), то большой конус опускается и материал засыпается внутрь домны.

Вращающийся распределитель обеспечивает более равномерное распределение шихтовых материалов по поперечному сечению домны. Дном распределителя является малый конус. Вращающийся распределитель поворачивается на заранее установленные углы поворота, кратные 15 °. Основные требования к приводу распределителя – быстрый поворот и точная остановка в конце поворота.

В приводе ВР используется электродвигатель с фазным ротором мощностью до 100 кВт. Такой двигатель имеет сравнительно небольшой момент инерции и обеспечивает в режиме динамического торможения большой (обычно двукратный по отношению к номинальному) тормозной момент. Через редуктор двигатель приводит в движение ВР, а также путевой включатель и сельсин. Привод ВР работает в соответствии с заданной программой, которая может быть перестроена в соответствии с требованиями технологического процесса. Изменение углов поворота ВР контролируется специальным командоконтроллером. Импульс на включение электродвигателя дает груженый скип. Остановка двигателя после заданного поворота ВР производится автоматически.

Имеются сведения о разработке привода распределителя по схеме ТП-Д с использованием бесконтактных логических элементов. Для управления конусами загрузочного устройства, т. е. для их подъема и опускания, используется лебедка с электрическим приводом. Для печей объемом до 2300 м³ используется однодвигательные лебедки, а для большого объема – двухдвигательные. Лебедка состоит из электродвигателя, муфты, редуктора и двух барабанов соответственно большого и малого конусов. Для удержания конуса в опущенном положении (при поднятом контргрузе) и точной остановки барабанов используется колодочный электромагнитный тормоз с катушкой постоянного тока.

Для привода лебедки конусов используются двигатели постоянного тока мощностью 150, 200,2х150 кВт в зависимости от емкости печи. На многих действующих лебедках используют привод постоянного тока с релейно-контакторным управлением. Однако более целесообразным является электропривод постоянного тока по системе Г-Д с обратными связями и с тиристорным возбуждением, а в последние годы внедряется тиристорный электропривод постоянного тока. Импульс на пуск двигателя лебедки происходит лишь в случае, когда останавливается ВР. Импульс на пуск двигателя лебедки для опускания большого конуса подается автоматически после закрытия малого конуса. Малый и большой конусы имеют блокировку с другими механизмами системы загрузки. Так, груженый скип останавливается, не доходя до колошника, если малый конус не закрылся.

Пуск двигателя лебедки происходит в функции времени с помощью пускового реостата. Замедление лебедки происходит в функции положения с помощью путевых выключателей, реостатов замедления и электромагнитного тормоза.

Поддержание заданного уровня шихты является важным условием эффективности работы доменной печи. Замер уровня шихты в домне осуществляется контрольными зондами стержневого типа или гибкими зондами в виде канатов и цепей с грузом на конце. В рабочем положении зонд нижним концом опирается о поверхность шихты. Во избежание поломки зонд поднимают перед каждым открыванием большого конуса и опускают при его закрывании.

Печь оборудуются двумя зондовыми лебедками: для левого и правого зондов. Зондовая лебедка имеет: барабан, соединенный с приводным двигателем через редуктор; сельсин-датчик, предназначенный для замера скорости изменения уровня шихты; датчик угла поворота для замера уровня шихты; путевой выключатель, с помощью которого производится управление двигателем зонда и лампами светофора, сигнализирующим положение зонда через каждые 0,25 м; колодочный электромагнитный тормоз для удержания зонда в верхнем положении.

К электроприводу зондовой лебедки предъявляются требования: ограничение скорости опускания зонда; непрерывное натяжение каната; следование зондов за уровнем шихты при его опускании, быстрый подъем и удержание зонда в верхнем положении. Этим требованиям удовлетворяет электропривод с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения. Двигатель все время включен и работает в режиме противовключения. Величина момента двигателя зависит от сопротивления реостата в цепи якоря. Это сопротивление подбирается с таким расчетом, чтобы вращающий момент двигателя был меньше момента, создаваемого зондом. Этим обеспечивается натяжение каната в процесса непрерывного замера уровня шихты. Для подъема зондов (перед опусканием большого конуса), реостат из цепи якоря двигателя выводится, вращающий момент возрастает и двигатель поднимает зонды.

В доменной печи предусмотрены уравнительные клапаны, выравнивающие давление в межконусном пространстве с атмосферой (перед опусканием малого конуса) или с печью (перед опусканием большого конуса). Уравнительные каналы открываются лебедками, а закрываются противовесами. Для привода лебедки используют асинхронный короткозамкнутый двигатель мощностью до 20 кВт. При открывании клапана двигатель работает в двигательном режиме, преодолевая массу контргруза. При закрывании клапана двигатель переходит в генераторный режим со скоростью выше синхронной. Остановка происходит в режиме динамического торможения с наложением электромагнитного тормоза.