2. Расчет прочности корпуса конвертера

2.1 Конструкции и условия работы конвертеров

При конвертировании в связи с окислением железа, серы и других составляющих штейна получаются черновая медь, никель, свинец. Окисление происходит при 1200-1300 °С в результате вдувания в рас­плав обогащенного кислородом воздуха при давлении 0,08-0,12 МПа. С помощью флюсов полученные окислы выводятся из печи в виде шлаков, газов, возгонов и пыли. По расположению оси рабочего пространства конвертеры делят на горизонтальные и вертикальные. Преимуществен­ное распространение получили горизонтальные конвертеры (Рисунок 3).

Конструкция горизонтального конвертера вместимостью 80 т с верхним отводом газов состоит из следующих основных узлов и элемен­тов. Корпус 4 конвертера выполнен из листовой стали. Крышка 1 корпу­са усилена кольцевыми и поперечными балками жесткости. К корпусу крышки присоединены стяжными шпильками с затяжкой гаек посредст­вом пружины 8; их сжатие компенсирует температурное расширение фу­теровки 17. В крышках предусмотрено по два люка для размещения го­релок и проведения ремонтных работ. Усиление корпуса осуществляется накладками 7 в местах установки корпуса в бандажи 2, 9 и под горлови­ной в фурменной зоне.

Горловина 18 служит для выхода газов, загрузки и разгрузки кон­вертера. Она размещена на корпусе под утлом до 30° к вертикали и вы­полнена из стального и чугунного литья. Для защиты фурм от брызг штейна, шлака и пыли, а также для лучшей герметизации горловин под ними устанавливают защитные кожухи-фартуки 5. Для футеровки кон­вертера применяют магнезитовый и хромомагнезитовый кирпич.

Рисунок 3 – Горизонтальный конвертер: 1 - крышка корпуса; 2, 9 - бандажи; 3 -фурмоколлектор; 4 - корпус; 5 - защитные кожухи-фартуки; 6 - закольцованный коллектор; 7 - накладки; 8 - пружина; 10 - приводной венец; 11 - соединитель­ный патрубок; 12 - зубчатая муфта; 13 - аварийный привод; 14 - тормоза; 15 -редуктор; 16 - основной привод; 17 - футеровка; 18 - горловина; 19 - Фурмен­ная трубка; 20 - опорные ролики; 21 - цилиндрическая шарнирная пята; 22 -шестерня; 23 - стяжные шпильки; 24 - чугунные подушки; 25 - балансиры

Бандажи 2 и 9 отливают из сталей 35Л, 45Л и делают разъемными и цельными. Как правило, они имеют двутавровый профиль высотой 600-1000 и шириной 300-350 мм. Один из бандажей (9) отливают заодно с приводным венцом 10. К корпусу бандажи присоединяют с помощью клиньев и шпонок. После выверки положения корпуса к нему привари­вают клинья. Опорные ролики 20 попарно крепят на балансирах 25 с ци­линдрической шарнирной пятой 21, установленной на чугунных подуш­ках 24. С помощью стяжных шпилек 23 регулируется взаимное положе­ние подушек для обеспечения горизонтальности оси конвертера и зазора в зубчатой передаче. Опорные ролики устанавливают на роликопод­шипниках в разъемных подушках, что позволяет сравнительно просто ремонтировать валы и их опоры.

Шарнирная связь балансиров равномерно распределяет нагрузку по всем роликам и повышает надежность работы конструкции. Для крупных конвертеров ориентировочная нагрузка на ролик достигает 7,5 МН и поэтому ролики изготовляют диаметром не менее 650 мм из сталей 25Л, 35Л, 45 и 55Л.

В горизонтальных конвертерах опоры устанавливают под утлом 30° к вертикали. Поворотный механизм конвертера состоит из основного 16 и аварийного 13 приводов. Основной привод включает асинхронный электродвигатель, трехступенчатый цилиндрический редуктор 15, зубча­тую муфту 12, шестерню 22 и зубчатый венец 10.

Для фиксированной остановки конвертера в любом положении в линии привода предусмотрены два тормоза постоянного тока 14. В ли­нии привода имеется аварийный электродвигатель, с помощью которого конвертер выводится в устойчивое нормальное положение при отключе­нии подачи электроэнергии.

Для подачи воздуха в конвертер используют цеховой воздухопро­вод. Воздух подается через сальниковую сферическую самоустанавли­вающуюся головку в соединительный патрубок 11 одной из крышек. Для облегчения работы сальникового уст ройства его ось должна совпадать с осью конвертера. Дополнительно сферическое соединение прижимается к контактирующей поверхности с помощью пружин. Подача воздуха ре­гулируется дроссельной заслонкой, управляемой от автономного электропривода через планетарный редуктор. Крайние положения дроссельной заслонки регистрируются конечными выключателями. Воздух по бочке разводится с помощью закольцованного коллектора, состоящего из труб диаметром 250-300 мм и расположенного выше фурм.

Воздух в расплав подается с помощью фурмоколлекторов 3, фурм и фурменных трубок. Из закольцованного коллектора 6 воздух попадает в фурмоколлектор 3. В новых конструкциях конвертеров он представля­ет собой коробку овального сечения, в которой перпендикулярно боль­шой оси сделаны сквозные отверстия. С одной стороны к отверстию приварено клапанное устройство, с другой - присоединена фурменная трубка 19, входящая в конвертер.