3.1. Требования, предъявляемые к электроприводу

К электроприводу механизма поворота конвертера предъявляются следующие основные требования:

• диапазон регулирования скорости (10:1, 20:1);

• точность регулирования скорости должна быть не ниже 2 % при переменном статическом моменте в нижней части скоростного диапазона;

• плавный пуск и торможение (ускорение не более ±2 град/с2);

• обеспечение реверса скорости и работы в режиме рекуперативного торможения;

• электропривод должен исключить возможность появления самопроизвольных рывков, однако должен иметь возможность толчкового режима работы по команде сталевара в режиме слива;

• привод должен обеспечить нормальную работу без перегрузки на половине двигателей, т.е. иметь не менее чем 2-х кратный запас по мощности;

• равномерное распределение нагрузки между приводными двигателями двусторонних механизмов поворота с целью исключения перекосов в них и исключения передачи момента через корпус конвертора;

• разрешение растормаживания механизма поворота только после проверки исправности схемы электропривода;

• разрешение поворота конвертора исключительно при поднятой фурме кислородного дутья.

3.2. Расчет статических моментов

При повороте электродвигатель преодолевает опрокидывающие моменты от порожнего конвертера М_п, от массы жидкого металла М_м и сил трения М_тр. Координаты центров тяжести порожнего конвертера вычисляются с помощью статических моментов отдельных k элементов:

и

где x_i, y_i – координаты центров тяжести отдельных элементов порожнего корпуса G_i.

Общий вес конвертера:

Расстояние от центра тяжести до оси вращения конвертера:

,

где Н₁ – расстояние от днища конвертера до оси цапф.

Угол между радиус-вектором r₀ и вертикальной осью:

Опрокидывающий момент сопротивления порожнего конвертера:

Момент сопротивления повороту жидкого металла весом G_м и порожнего конвертера весом G_п:

где f – коэффициент трения в опорах цапфы диаметром d_ц.

Опрокидывающий момент жидкого металла при повороте конвертера зависит от угла поворота φ и веса металла в нем. Предварительно вычисляется полный угол поворота конвертера, при котором окончится слив:

,

где R₁, R₂, H₁ – размеры верхней части конвертера (рис. 7)

Рис.7.- Схема расчета момента сопротивления повороту жидкого расплава

Затем последовательно поворачиваем конвертер через каждые 10⁰ до угла слива и для каждого угла рассчитывается положение центра тяжести (точка К). С этой целью высота разбивается на n равновысотных сегментов: Δ.

У каждого сегмента по чертежу замеряется «стрелка» а_i (на чертеже показана стрелка четвертого сегмента а₄) и радиус сегмента R_i (на чертеже показан радиус восьмого сегмента R₈). Вычисляется величина относительной стрелки для каждого сегмента (или размер стрелки при R = 1) . По относительной стрелке с помощью таблицы «Элементы сегмента круга» вычисляются безразмерные хордыb_i, площади f_i при и дополнительные площадиf_i¹ и хорды b_i при по величине. Затем вычисляют центры тяжести каждого сегмента:

или ,

ΔΔΔ.

Общий центр тяжести жидкого металла при повороте на угол φ

и

Объем жидкого металла

Расстояние центра тяжести от оси цапф определяет угол поворота. Плечо жидкого металла (расстояние от его центра тяжести до точки поворота)

определяет момент сопротивления повороту жидкого металла

До углов поворота φ < φ₁ жидкий металл находится в конической части конвертера. Тогда:

,

где ;

;

; ;;

γ_м – удельный вес жидкого расплава.

Общий момент поворота для каждого угла φ:

.

Расчетные данные сведены в таблицу 3.

Таблица 3.- Расчет статических моментов

Момент, МН·м	Угол поворота конвертера
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
От веса конвертера и трения в опорах	0	0,65	1,25	1,8	2,3	2,7	3,05	3,4	3,5	3,6	3,5	3,4	3,05
От веса металла	0	0,2	0,5	0,65	0,95	1,325	1,45	1,05	0,5	-0,05	-0,1	-0,2	0,1
Полный	0	0,85	1,75	2,45	3,25	4,025	4,5	4,45	4	3,55	3,4	3,2	3,15

Рис.8.- График опрокидывающих моментов конвертера