Кислородные конвертеры, применяемые в черной металлургии для выплавки стали и аналогичные им, применяемые в цветной металлургии, конвертеры для рафи­нирования ферроникеля и иногда для конвертирования медного штейна, в отличие от горизонтальных конвертеров называют вертикальными. Ниже приведен расчет механизма поворота вертикальных конвертеров.

При повороте электродвигатель преодолевает опрокидывающие моменты от по­рожнего конвертера Мп, от массы жидкого металла Мм и сил трения Мтр. Коорди­наты центров тяжести порожнего конвертера вычисляются с помощью статических моментов отдельных к его элементов:

к к к к

^ ^ xtGt j ^ ^ Gt и уп — ^ ^ ViGi j ^ ^ Gt1

г=1 г=1 г=1 г=1

где хг, уг — координаты центров тяжести отдельных элементов порожнего корпу­са Gt.

Общий вес конвертера Gn — £)г=1 G,.

Расстояние от центра тяжести до оси вращения конвертера

П> = + (#i - vrf,

где Hi — расстояние от днища конвертера до оси цапф.

Угол между радиусом-вектором г0 и вертикальной осью

а — arctg —-------- .

Н і - Уп

Опрокидывающий момент сопротивления порожнего конвертера

Мп = Gn • Г0 ■ sin (<р + а).

Момент сопротивления повороту жидкого металла весом GM и порожнего конвертера весом Gn

Mmp = (Gn + GM) ■ f ■ dn/2,

где / — коэффициент трения в опорах цапфы диаметром dn.

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

4>сл = 9° + arctg (Я2~Яі)/Яь

где Я], Яг, Н — размеры верхней части конвертера (рис 2.77).

Затем последовательно поворачиваем конвертер через каждые 10° до угла слива и для каждого угла вычисляется положение центра тяжести (точка К). С этой целью высота разбивается на п равновысотных сегментов: Ah = Hip/n.

У каждого сегмента по чертежу замеряется «стрелка» а, (на чертеже показана стрелка четвертого сегмента 0,4) и радиус сегмента Яг (на чертеже показан радиус восьмого сегмента Я«) Вычисляется величина относительной стрелки для каждого сегмента (или размер стрелки при Я = 1) а7 = аг/Яг. По относительной стрелке с по­мощью таблицы «Элементы сегмента круга» вычисляются безразмерные хорды Ьг,

площади /, при cti/Ri $5 1 и дополнительные площади /? и хорды Ьг при о,, / Ri > 1 по величине 2 — сц/Ri. Затем вычисляют центры тяжести каждого сегмента:

Xi = b ■ Яг/12 • /г или Xi = b ■ Rt/12 • (к - /?),

Уі = 0,5 • Ah + Ah(i — 1) = Ah(i — 0,5).

Общий центр тяжести жидкого металла при повороте на угол <р

Xi ■ Vt I ^ Vi и уы = уг ■ Vi / jr Vi.

і=1 г—1 і—1 І=1

n

Объем жидкого металла VM = У) Уг.

І—1

Расстояние центра тяжести от оси цапф rM = 02к = /(г2 —~ жм)2 + (2/м - н2)2 определяет угол поворота /3 = arctg (R2 — хм)/(у2 — Н2). Плечо жидкого металла (расстояние от его центра тяжести до точки поворота)

гм = г • sin (tp - /3)

определяет момент сопротивления повороту жидкого металла

Мм — GM ■ гм ■ sin (tp - /3).

До углов поворота tp < tp і жидкий металл находится в конической части конвер­тера. Тогда:

Мм = к. • 7м ■ sin ip + Мх sin ip + Му cos ip, где Mx = ^-m2 ■ Rl[(m - tg tp)/(m + tg ip)f!2 ■ [(/1 - t ■ tg <p)/(m + tg v?)]7mJ

Му-^-т' Ril(m - *g <P)/(™ + *g <р)]3/2 ■ [tg <р/(т + tg ^)]7м; т = tgtp2', VM = (тг/З)ЯМ(Я2 + RM ■ г + г2); Ям = г + (Я - г) • Ям/Як; 7м — удельный вес жидкого расплава.

Общий момент поворота для каждого угла (р

А/об = Мп + Мм Мтр.

По общему максимальному моменту вычисляется мощность всех двигателей

л/ _______ AfC6 max ’

дв ~ г] ■ 9550 ’

где пк — число оборотов конвертера; г/ — к. п.д. привода.

Затем по обычным зависимостям производится проверка электродвигателей по перегрузкам.