Глава 3

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ КРАНЫ

3.1. Общие сведения

К металлургическим кранам, используемым в мартенов.. ских цехах металлургических заводов, относятся литейные краны (миксерные, заливочные и разливочные), напольно-завалочные ма­шины и краны для раздевания мартеновских слитков. В прокатных цехах применяют колодцевые, напольно-крышечные, посадочные краны и машины, краны с лапами.

В сталеплавильных цехах машиностроительных заводов находят применение мульдо-транспортные краны, завалочные и разливочные краны, а в кузнечно-прессовых цехах — ковочные краны, кузнеч­ные напольные манипуляторы и посадочные машины, в термических цехах — закалочные краны.

В отличие от обычного мостового крана, обслуживаемого кра­новщиком и стропальщиком, металлургический кран обычно управ­ляется только машинистом. Отсутствие стропальщика требует пол­ной механизации захватных органов металлургического крана. Чтобы осуществить захват груза, захватные органы большинства металлургических кранов имеют жесткую подвеску, благодаря которой облегчается механизация управления подъемно-транспорт­ными операциями крана из кабины машиниста.

Многие металлургические краны используют не только для подъемно-транспортных, но и для технологических операций. На­пример, с помощью колодцевых кранов, обслуживающих отделения нагревательных колодцев прокатных цехов, осуществляют очистку подин от шлака при помощи специальных лопат. Напольно-зава­лочные машины и завалочные краны используют для «планирования» шихты в пламенном пространстве мартеновской печи .

Использование металлургических кранов для выполнения тех­нологических операций способствует повышению производительности технологических агрегатов, например, мартеновских печей, так как ускоряется плавка шихты после ее «плакирования».

Дальнейшее развитие металлургической промышленности выдви­гает новые требования к конструкциям металлургических кранов: их надежности, производительности, грузоподъемности, механиза­ции и автоматизации управления. Если многие конструкции метал­лургических кранов приблизились по конструктивным особенно­стям к манипуляторам, т.е. к машинам, способным без стропальщика захватить и освободить груз, то в ближайшие годы будет решаться более сложная задача — автоматизация управления металлурги­ческими кранами.

Мосты кранов бывают балочными и решетчатыми. Многие из них снабжены двумя механизмами передвижения. На мостах ковочных кранов расположены по четыре раздельных механизма передвижения. В зависимости от собственного веса и веса поднимаемого груза мосты могут опираться на четыре, восемь, двенадцать или шестнад­цать ходовых колес, как, например, литейные краны.

Некоторые краны имеют по одной тележке, например, крапы для раздевания слитков, посадочные, с лапами. Другие краны снабжены двумя тележками — главной и вспомогательной, например, мульдо-магнитные, завалочные, литейные, колодцевые, ковочные, закалоч­ные. Некоторые из вспомогательных тележек оборудуют двумя ме­ханизмами подъема (литейные краны). По конструктивному испол­нению вспомогательные тележки мало отличаются от тележек мосто­вых кранов общего назначения. Поэтому их конструкции не рассма­триваются.

Конструкции главных тележек в зависимости от выполняемых краном подъемно-транспортных и технологических операций при обслуживании технологических процессов металлургических про­изводств весьма разнообразны. Конструктивные особенности глав­ных тележек будут приведены ниже.

Для металлургических кранов установлены следующие грузоподъемности (т):

Завалочные напольные машины. Краны для раздевания мартеновских слитков:

В обозначениях грузоподъемности б виде дроби, например, 10/5 в числителе указывается грузоподъемность (т) главной лебедки, в знаменателе — грузоподъ­емность вспомогательной лебедки, установленных на одной тележке. В обозначениях грузоподъемности в виде суммы (например, 100+20) слагаемые означают гру­зоподъемности лебедок, установленных на разных тележках.

В соответствии с ГОСТ 25546—82 большинство металлургических кранов отнесено к тяжелому и весьма тяжелому режимам работы. Закалочные, ковочные, литейные краны имеют группу режима работы 7К, а мульдо-магнитные, мульдо-грейферные, мульдо-завалочные, для раздевания слитков, колодцевые группу режима работы 8К. Высота подъема главных тележек изменяется от 1,2 до 36 м. Так, высота подъема груза мульдо-завалочного крана составляет 1,2 м, для раздевания слитков 5,5—6,45 м, колодцевого 6,51—7,88 м, литейного 18 и 36 м. Высота подъема грузов вспомогательными те­лежками может быть более 7 м (колодцевый кран) и менее 40 м (литейный кран). Длина пролета мостов от 16 до 34 м. Скорость подъема захватных органов главных тележек 0,04—0,32 м/с. Так, для литей­ных кранов при высоте подъема главных крюков 18 м скорость из­меняется от 0,08 до 0,04 м/с соответственно при Q=100 и 500 т, а при высоте подъема 36 м скорость изменяется от 0,2 до 0,125 м/с соответственно при Q=100 и 500 т. Скорость подъема слитков 0,32 м/с; скорость подъема главной тележки завалочного крана 0,1 м/с. Скорость подъема груза вспомогательной тележкой 0,2— 0,25 м/с; скорость движения главных тележек от 0,4 (литейный кран при (Q=500 т) до 1,0 м/с (кран с лапами); скорость движения кранов от 1,0 (литейные) до 2,6 м/с (краны с лапами).

Вертикальное давление колеса крана на крановый рельс колеб­лется от 250 до 920 кН (последнее значение для литейного крана при Q=500 т). Масса кранов составляет 110=705 т.

Металлургические краны, работая в тяжелых производственных условиях, испытывают четыре основных вида нагрузок: статиче­ские, динамические, ударные и технологические. Поскольку они обычно работают в закрытых помещениях, ветровые нагрузки на них не передаются. Статические нагрузки воздействуют от собственного веса и веса поднимаемых грузов. Динамические нагрузки возникают при разгоне и торможении механизмов и частей кранов.

Ударные нагрузки имеют разные причины возникновения. Доста­точно часто возникают соударения кранов, работающих в одном про­лете. Имеются случаи ударов хоботов завалочных кранов о колонны или печи при повороте их кабин вокруг вертикальной оси. Возникают удары колонн колодцевых кранов о стенки вертикальных нагрева­тельных колодцев, нередки удары клещей кранов для раздевания мартеновских слитков об изложницы.

Технологические нагрузки, как указывалось выше, возникают во время «планирования» шихты завалочными машинами и кранами в мартеновских печах. Кроме того, они возникают в ковочных кра­нах и кузнечных манипуляторах при ковке изделий прессами и мо­лотами, а также колодцевых кранов при чистке подин колодцев от шлака. Эти нагрузки будут описаны при рассмотрении конструкций металлургических кранов.