Верхний лотковый питатель доменной печи - RU2179190C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к распределительному устройству, расположенному в верхней части доменной печи, в частности к приводимому в действие стальным тросом лотковому питателю, расположенному в верхней части доменной печи. Этот тип лоткового питателя можно использовать для доменной печи, работающей при повышенном или при нормальном давлении. Он пригоден также для различных шахтных печей, в которых требуется особый тип распределения сыпучего материала.

В настоящее время существует два основных типа загрузочных устройств для доменных печей, а именно устройства конусного типа и лоткового типа. Последний тип также относится к загрузочному устройству неконусного типа. Такой распределитель лоткового типа обладает следующими преимуществами, а именно он имеет гибко регулируемое распределение сыпучего материала и высокую герметичность. Таким образом, лотковые питатели могут предлагаться и находят широкое применение в доменных печах крупного размера. Распределительное устройство описано в таких источниках, как патенты Великобритании N GB 1403687 и N GB 1403467, в которых предусмотрена планетарная коробка передач. Однако изготовление упомянутого механизма является очень сложным, так что его нелегко изготовить при экономичных затратах. К тому же высокими являются и затраты на обслуживание. Поэтому такой распределитель не находит широкого использования.

Китайский патент N 85109284, названный "Распределительное устройство с гидравлическим приводом", и Китайский патент N 86104673, названный "Распределительное устройство", обеспечивают получение такого же технического результата, как и у вышеописанного лоткового питателя с планетарной коробкой передач. Кроме того, эти распределительные устройства превосходят лотковые питатели с планетарной коробкой передач при производстве, монтаже, обслуживании и капиталовложениях в оборудование и т.д. Однако эти устройства с гидравлическим приводом имеют проблемы, связанные с гидравлической/электрической передачей. К тому же система с гидравлическим приводом является крупногабаритной и сложной по конструкции, поэтому капиталовложения в нее являются относительно высокими.

Краткое описание изобретения
Исходя из этого целью настоящего изобретения является создание экономичного и практичного лоткового питателя простой конструкции для доменной печи.

Другой целью настоящего изобретения является создание верхнего лоткового питателя для доменной печи, в котором установлен передаточный механизм с системой шкивов и стальных тросов вместо гидравлического приводного механизма, используемого в предшествующих технических решениях для того, чтобы получить простую и компактную конструкцию лоткового питателя с обеспечением его стабильности и долговечности и одновременно снизить расходы на его изготовление. Кроме того, точность его регулирования должна быть настолько высокой, чтобы можно было в достаточной мере удовлетворить требования, предъявляемые к процессу распределения сыпучего материала в доменной печи. Таким образом, полагают, что лотковый питатель согласно изобретению найдет широкое применение.

В соответствии с настоящим изобретением предложен верхний лотковый питатель для доменной печи, который главным образом включает: крышку кожуха передаточного механизма; корпус кожуха передаточного механизма, на котором расположена крышка кожуха передаточного механизма, охлаждаемое водой основание, предусмотренное под упомянутым корпусом кожухи передаточного механизма для приема воды, используемой для охлаждения поворотной втулки и заслонки; направляющий ограничитель для вертикального перемещения, предназначенный для возвратно-поступательного движения большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника, удерживая его в то же время в горизонтальном положении; и лотковое распределительное устройство для подачи загружаемых материалов в камеру доменной печи, содержащее лоток для подачи материалов в печную камеру, держатель для опоры лоткового питателя и поворотную систему лотка для поворота лоткового питателя под углом относительно печи, отличающийся тем, что он, кроме того, содержит колебательную систему лотка для непрерывного или поэтапного изменения угла α между лотком и осью поворотной втулки в определенном диапазоне посредством передаточного механизма с системой стальных тросов и шкивов, причем упомянутая колебательная система лотка может выполнять колебания лотка независимо и может обеспечивать колебания лотка одновременно с поворотом лоткового питателя.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения упомянутая колебательная система лоткового питателя включает: барабан для намотки стального троса, на который наматывают натяжной трос; шестеренчатый редуктор колебательной системы лотка для передачи усилия, возникающего при колебательном движении на упомянутый барабан для намотки троса; несколько верхних закрепленных неподвижно шкивов, предусмотренных на крышке кожуха передаточного механизма; большой перемещаемый в вертикальном направлении подшипник, внутренняя обойма которого может вращаться, а его наружная обойма может перемещаться только вверх и вниз; несколько верхних закрепленных неподвижно шкивов, предусмотренных на крышке кожуха передаточного механизма; большой перемещаемый в вертикальном направлении подшипник, внутренняя обойма которого может вращаться, а его наружная обойма может перемещаться только вверх и вниз; несколько подвижных шкивов, расположенных с равномерными промежутками по периферии кольцевой подкладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника, причем эти подвижные шкивы приводят в движение натяжной трос, поступающий с упомянутого барабана для намотки троса, так что большой перемещаемый в вертикальном направлении подшипник может перемещаться вверх и вниз; кольцевую прокладку больших перемещаемых в вертикальном направлении подшипников; раму для колес рычажных концов; соединительный вал для монтажа упомянутой рамы для колес рычажных концов на внутренней обойме упомянутого большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника; колеса рычажных концов, предусмотренные в задних частях рычагов соответственно и расположенные в направляющих пазах, образованных в раме для колес рычажных концов; подвижный шкив, приводимый в движение натяжным тросом и стальной трос, который пропущен через упомянутые верхние закрепленные неподвижно шкивы и проходит вокруг нескольких подвижных шкивов, расположенных на кольцевой прокладке большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника соответственно с образованием замкнутой петли.

Кроме того, количество упомянутых подвижных шкивов равно n, где n составляет 2-4; количество пар верхних закрепленных неподвижно шкивов, установленных на крышке кожуха передаточного механизма, равно 2n, где n составляет 2-4; и количество подвижных шкивов, установленных на крышке кожуха передаточного механизма, равно 2n, где n составляет 2-4. Подвижные шкивы n расположены двояким образом: во-первых, n шкивов расположены соосно и, во-вторых, они расположены в одной плоскости последовательно.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов выполнения изобретения для однократного изменения направления движения натяжного троса в донной части упомянутого корпуса кожуха передаточного механизма предусмотрен закрепленный неподвижно шкив.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения изобретения предусмотрен комплект шкивов для натяжения упомянутого натяжного троса. Комплект шкивов включает два параллельных нижних закрепленных неподвижно шкива и подвижный шкив, закрепленный на стойке упомянутого закрепленного неподвижно шкива.

Кроме того, упомянутый направляющий ограничитель вертикального перемещения включает несколько вертикальных направляющих стоек, расположенных равномерно по периферии корпуса кожуха передаточного механизма лоткового питателя, несколько направляющих роликов ограничителя вертикального перемещения, расположенных между упомянутой кольцевой прокладкой больших перемещаемых в вертикальном направлении подшипников и вертикальными направляющими стойками, количество которых соответствует числу вертикальных направляющих стоек, регулируемую опору направляющих роликов вертикального перемещения, расположенную на нескольких соответствующих ребрах жесткости кольцевой прокладки больших перемещаемых в вертикальном направлении подшипников, ось опоры и регулировочные винты для регулирования степени поджатия роликов, у которых количество вертикальных направляющих стоек находится в диапазоне от 6 до 12, направляющие ролики ограничителя вертикального перемещения предусмотрены в количестве от 6 до 12 пар соответственно а количество ребер жесткости также составляет от 6 до 12.

Кроме того, приводной двигатель для придания колебаний лотковому питателю представляет собой сервопривод переменного тока с постоянным магнитом, регулируемый сервопускателем переменного тока.

Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет более понятным, а его цели и преимущества будут более ясными специалистам в данной области техники при рассмотрении прилагаемых чертежей, на которых:
на фиг.1 представлена схема верхнего лоткового питателя для доменной печи, приводимого в действие стальными тросами, согласно одному из вариантов выполнения изобретения;
на фиг.2 представлена вертикальная проекция механизма вертикального перемещения, приводимого в действие стальными тросами;
на фиг. 3 представлен вид сбоку механизма вертикального перемещения, приводимого в действие стальными тросами; и
на фиг. 4 представлен вид снизу механизма вертикального перемещения, приводимого в действие стальными тросами.

Предпочтительные варианты настоящего изобретения
Как видно из чертежей, в настоящем изобретении предложен лотковый питатель, расположенный в верхней части доменной печи и приводимый в действие стальными тросами.

Хорошо известно, что верхний лотковый питатель для доменной печи расположен на верхнем конусе доменной печи и присоединен к загрузочной емкости на своем верхнем конце. Использование такого лоткового питателя предназначено для технически правильного введения в печь загружаемого материала, находящегося в загрузочной емкости, в соответствии с потребностями процесса плавления в доменной печи.

Лотковый питатель, приводимый в действие стальными тросами, представляет собой цилиндрическое коробчатое устройство, и осевая линия лоткового питателя совпадает с осью доменной печи. Загружаемое сырье проходит через заслонку, расположенную в центре лоткового питателя по осевой линии печи, и падает на лотковый питатель. После этого загружаемое сырье соскальзывает на загрузочную поверхность колошника печи через поворотный лотковый питатель. Для удовлетворения потребностей плавильного процесса в доменной печи необходимо, чтобы лотковый питатель мог либо поворачиваться, либо совершать колебания.

Как показано на чертежах, передаточный механизм установлен на верхнем конусе доменной печи. Большой фланец его корпуса 8 состыкован с верхним кольцом 17. Между корпусом 8 передаточного механизма и верхним кольцом 17 предусмотрено охлаждаемое водой основание 16, функцией которого является принимать воду, используемую для охлаждения поворотной втулки 30 и заслонки 31, и выпускать охлаждающую воду из основания кожуха передаточного механизма через выпускной канал, предусмотренный там так, чтобы отводить тепло, передаваемое изнутри печи через поглощающие тепло поверхности, и, таким образом, поддерживать нормальные условия работы различных механических частей передаточного механизма и предотвращать их повреждение от высокой температуры.

В соответствии с настоящим изобретением верхний печной лотковый питатель содержит главным образом крышку 1 передаточного механизма, установленную на корпусе 8 передаточного механизма, охлаждаемое водой основание 16, поворотную втулку 30 лоткового питателя, заслонку 31, износостойкий вкладыш 32 заслонки, направляющий ограничитель для вертикального перемещения и две приводных системы, которыми можно управлять либо независимо, либо совместно.

Поворотная система лоткового питателя включает: двигатель 29 привода во вращение лоткового питателя, шестеренчатый редуктор 28, ведущую шестерню 26, верхний подшипник 27 подвески с его внутренней обоймой, закрепленной неподвижно на крышке 1 передаточного механизма, поворотную втулку 30 лоткового питателя, установленную на наружной обойме верхнего подшипника 27 подвески, проушины 21, держатель 19 лоткового питателя, подвешенный в нижней части поворотной втулки 30 с помощью проушин 21, и лоток 20, соединенный с держателем 19 лоткового питателя.

Две симметрично расположенные проушины 21 выступают из поворотной втулки 30 и входят в передаточный механизм. На каждой концевой части выступающих проушин предусмотрен симметрично расположенный рычаг 22. Два упомянутых рычага имеют одинаковую длину и расположены параллельно друг другу. Угол установки рычага зависит от его расположения после монтажа.

Кроме того, колебательная система лоткового питателя включает: исполнительный двигатель 4 колебательной системы, шестеренчатый колебательный редуктор 3 лоткового питателя, барабан 2 для намотки троса, предусмотренный на крышке передаточного механизма, тяговые тросы 7, замкнутый в кольцо трос 15, нижние закрепленные неподвижно шкивы 10, четыре подвижных шкива 6, предусмотренных на периферии кольцевой прокладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника, восемь верхних закрепленных неподвижно шкивов, расположенных на внутренней стороне крышки 1 передаточного механизма и соответствующих четырем подвижным шкивам 6, два подвижных шкива 9 для натяжения троса, подаваемого от неподвижно закрепленных шкивов 5, кольцевую прокладку 14 большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника, большой перемещаемый в вертикальном направлении подшипник 25, внутренняя обойма которого может вращаться, а наружная обойма может только перемещаться вверх и вниз, раму 23 рычажных концов с колесами, передаточный вал 24 для присоединения упомянутой рамы рычажных концов с колесами к внутренней обойме большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника и колеса 36 рычажного конца, предусмотренные на задних частях соответствующих рычагов соответственно и расположенные в направляющих пазах, образованных в раме 23 рычажных концов с колесами.

Поскольку рама 23 рычажных концов с колесами закреплена на внутренней обойме большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника посредством осей 24 вдоль центральной оси поворотной втулки 30 и перпендикулярно к линии, соединяющей центры концевых колес, то направление расположения осей 24 является перпендикулярным к осям концевых колес и поперечным относительно плоскости. Такая конструкция выполняет функцию универсального шарнира. Таким образом, эта конструкция может устранять высокую разрушающую нагрузку из-за непостоянной длины рычагов, при этом рычаги непараллельны друг другу, проушины расположены не в горизонтальном направлении, поворотные втулки не являются вертикальными или соосными и т.п. Внутренняя обойма большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника может вращаться посредством ролика, предусмотренного на одной из двух осей для присоединения рамы рычажных концов к внутренней обойме большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника, поворачиваемого относительно направляющего паза, образованного в поворотной втулке. Поворотное движение внутренней обоймы большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника является пассивным поворотным движением. Пока происходит вращение поворотной втулки вместе с лотком, происходит вращение большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника.

Основная часть вышеописанной колебательной системы лотка питателя расположена в передаточном механизме за исключением того, что барабан 2 намотки троса, шестеренчатый редуктор 3 и исполнительный двигатель 4 расположены снаружи передаточного механизма. Шестеренчатый редуктор 3 и исполнительный двигатель 4 расположены в особом корпусе двигателя, который находится отдельно от передаточного механизма лоткового питателя для улучшения условий работы и повышения срока службы двигателя.

Для того чтобы выполнять вертикальное перемещение большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника, предусмотрен направляющий ограничитель вертикального перемещения, который включает кольцевую прокладку 14 больших перемещаемых в вертикальном направлении подшипников, ребра жесткости 35 кольцевой прокладки больших перемещаемых в вертикальном направлении подшипников, регулируемую опору 13 ролика направляющего ограничителя вертикального перемещения, несущий вал 33 регулируемой опоры ролика направляющего ограничителя вертикального перемещения, регулировочные винты 34 для регулирования степени поджатия ролика направляющего ограничителя вертикального перемещения, восемь вертикальных направляющих стоек 11, расположенных на равных расстояниях вдоль цилиндрической стенки корпуса передаточного механизма, и несколько роликов 12 направляющего ограничителя вертикального перемещения.

Ниже описывается механизм управления поворотной системы лотка. В процессе работы шестерню 26 вращает шестеренчатый редуктор 28, приводимый в действие исполнительным двигателем 29. Шестерня 26 представляет собой большую шестерню, связанную с наружной обоймой верхнего подшипника 27 подвески при вращении, так чтобы поворотная втулка 30 лотка, соосная с большой шестерней, т. е. с наружной обоймой верхнего подшипника 27 подвески, и установленные вместе проушины 21, которые закреплены на втулке, держатель 19 лотка, подвешенный на проушинах 21, и лоток 20, соединенный с держателем 19 лотка, поворачивались вокруг осевой линии доменной печи. Таким образом, обеспечивается поворот лоткового питателя.

Исполнительный двигатель 4 системы колебаний лотка натягивает трос 7 через шестеренчатый редуктор 3 и барабан 2 для намотки троса. Затем трос 7 тянет подвижные шкивы 6 кольцевой прокладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника через нижние неподвижно закрепленные шкивы 10, подвижный шкив 9 и верхние неподвижно закрепленные шкивы 5. Тем самым большой перемещаемый в вертикальном направлении подшипник 25 движется вверх и вниз, приводя в движение вверх и вниз раму 23 рычажных концов с колесами. Таким образом, колеса 36 рычажного конца тянут рычаг 22, так чтобы произошел его поворот вокруг проушины 21, в то время как держатель 19 лотка поворачивается вокруг проушины 21. Диапазон угла поворота составляет 0-60^o. Лоток 20 находится в вертикальном положении при 0^o. Таким образом, колебание лотка 20 составляет угол α. Верхнее положение амплитуды колебаний лотка 20 достигается при натяжении троса 7, а нижнее положение достигается под действием его собственного веса. В естественной точке провисания лотка 20 в положении равновесия на него действует вес большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25, кольцевой прокладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 14, рамы 23 рычажных концов с колесами и т.д., заставляя опускаться вниз до тех пор, пока угол α не станет равным 0^o. То есть лоток занимает свое вертикальное положение.

Лоток 20 может быть поворотным. Кроме того, лоток 20 может совершать колебания за счет передачи ему линейного перемещения вверх и вниз большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25 до амплитуды держателя 19 лотка и рычага вокруг проушин. Поворот лотка 20 представляет собой отдельное движение, не зависящее от колебательного движения лотка 20. Однако эти движения могут выполняться отдельно одно от другого или одновременно. Точка пересечения двух движений находится в шариках большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25.

Для того чтобы движение вверх и вниз большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25 сделать плавным и стабильным, совершенно необходимо обеспечить однородное натяжение по периферии кольцевой прокладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25, помимо ограничителя, содержащего восемь вертикальных направляющих стоек и восемь регулируемых роликов 12 направляющего ограничителя вертикального перемещения. С этой целью принимают следующие меры: 1. Четыре подвижных шкива 6 располагают равномерно по периферии кольцевой прокладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25. 2. Четыре пары верхних неподвижно закрепленных шкивов 5 размещают соответственно на крышке 1 передаточного механизма. Трос пропускают через четыре пары верхних неподвижно закрепленных шкивов 5 и вокруг четырех подвижных шкивов 6 кольцевой прокладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25 соответственно, так чтобы образовался замкнутый в кольцо трос 15. Когда замкнутый в кольцо трос пропускают через четыре верхних неподвижно закрепленных шкива, то образуются четыре стороны кольца. Две противоположных стороны тянут в направлении двух пар неподвижно закрепленных шкивов, которые все расположены на крышке 1 передаточного механизма, а далее тянут в направлении подвижных шкивов 9. Подвижные шкивы 9 соединены и натянуты тросом 7, который разматывают с намоточного барабана 2 для троса, так что подвижные шкивы 9 будут натягивать замкнутый в кольцо трос 15. Таким образом, замкнутый в кольцо трос 15 натягивает подвижные шкивы 6 кольцевой прокладки большого перемещаемого в вертикальном направлении подшипника 25, так чтобы каждый из четырех подвижных шкивов 6 подвергался воздействию замкнутого в кольцо троса 15 и функционировал синхронно. Два способа натяжения троса 7 описаны ниже. Первый состоит в том, что неподвижно закрепленный шкив 10 расположен в нижней части корпуса 8 передаточного механизма так, чтобы трос 7 изменял направление своего расположения только один раз и напрямую наматывался на барабан 1 для намотки троса. Другой способ натяжения состоит в том, чтобы комплект шкивов был расположен так, чтобы было два нижних закрепленных неподвижно шкива 10 и чтобы к подвижным шкивам 9 был добавлен дополнительный подвижный шкив. Трос 7 будет изменять направление расположения много раз, когда он проходит через такой комплект шкивов, так что сила натяжения будет снижена до одной четвертой по сравнению с первым способом, длина намотки троса 7 должна быть увеличена в три раза и количество оборотов при намотке троса на барабан 2 для намотки троса также должно возрасти в три раза. Таким образом, может быть уменьшена мощность исполнительного двигателя 4 системы колебаний лотка и улучшена точность позиционирования лотка.

Барабан 2 для намотки троса приводится в действие сервоприводом переменного тока с постоянным магнитом. Поскольку двигатель такого типа хорошо поддается регулированию скорости, то точность регулирования колебаний лотка, вызываемых передаточным механизмом троса, является более высокой по сравнению с точностью позиционирования в предшествующих технических решениях.

Несмотря на то что на чертежах показаны и описаны предпочтительные варианты, возможны другие модификации и изменения изобретения без отклонения от его существа и в объеме, определяемом формулой изобретения.

Промышленное применение
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества.

1. Использование передаточного механизма с комплектом шкивов и стальных тросов может обеспечить стабильное и плавное движение перемещаемого в вертикальном направлении подшипника без заклинивания и толчков, так что можно полностью решить проблему предшествующего технического решения, а именно необходимость синхронизации трех гидравлических цилиндров.

2. По сравнению с механизмом с планетарной шестеренной передачей конструкцию лоткового питателя в соответствии с настоящим изобретением можно изготовить при более низких затратах, поскольку его конструкция проще и ее легче обслуживать. Кроме того, лотковый питатель в соответствии с настоящим изобретением обладает высокой надежностью.

3. Для привода системы колебаний лотка применяют сервопускатель переменного тока, используемый в качестве средства точного цифрового регулирования. По сравнению с гидравлическим передаточным механизмом или обычным приводным двигателем, благодаря отсутствию перехода от электрического привода к гидравлическому достигают высокой точности позиционирования. Данный лотковый питатель обладает, кроме того, дополнительными преимуществами, такими, например, что двигатель имеет большой и постоянный выходной крутящий момент при малых размерах и не нуждается в обслуживании; время срабатывания является предельно коротким, диапазон регулирования скорости является широким; система колебаний лотка в соответствии с настоящим изобретением может подвергаться повторяющимся перегрузкам; она подходит для работы в жестких условиях, таких как работа в запыленной окружающей среде, при высокой температуре или при повышенной влажности; сборная модульная конструкция облегчает монтажные работы, обслуживание и замену, имеет высокую надежность и компактность и обладает превосходными характеристиками по технике безопасности.

4. Поскольку гидравлический пост, присущий предшествующему техническому решению, отсутствует, то сокращается вес оборудования лоткового питателя в соответствии с настоящим изобретением, так что уменьшаются капиталовложения.

Таким образом, верхний лотковый питатель доменной печи в соответствии с настоящим изобретением является долговечным и стабильным в работе, обладает более простой и компактной конструкцией и экономически выгоден. Кроме того, точность его регулирования является настолько высокой, что требования к процессу распределения сырья могут быть удовлетворены в достаточной мере. Таким образом, лотковый питатель в соответствии с настоящим изобретением легко найдет широкое применение.

Реферат

Изобретение относится к металлургии, конкретно к верхнему печному распределительному устройству, используемому в доменной печи. Устройство верхнего лоткового питателя включает систему для придания колебаний лотку для загрузки материалов в печь. Система содержит стальной трос и комплект шкивов и направляющий ограничитель вертикального перемещения, который включает вертикальные направляющие стойки, ролик направляющего ограничителя вертикального перемещения, регулируемые опоры, валы упомянутых опор и регулировочные винты для регулирования степени поджатия роликов, для придания колебаний в качестве исполнительного двигателя используют серводвигатель переменного тока с постоянным магнитом. Устройство верхнего лоткового питателя имеет простую конструкцию и однородно распределенную приводную нагрузку. Оно работает плавно и является надежным в эксплуатации и обслуживании. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула