Металургические краны

     ВВЕДЕНИЕ 

     История развития ПТМ.

     Устройства для подъема или перемещения грузов были известны в глубокой древности. Уже на ранних ступенях развития человеческого общества возникла необходимость в устройствах для подъема тяжелых грузов (упавших деревьев, тяжелых каменных глыб). Подъем и перемещение очень больших по весу грузов при постройках в древнем мире, например, сооружение пирамид Хеопса более чем за 2000 лет до н. э., гидротехнические сооружения в древнем Китае, в долине Желтой реки, постройки в древнем Риме, были невозможны без простейших грузоподъемных приспособлений.

     Наиболее ранними грузоподъемными средствами, по-видимому, были рычаги, катки и наклонная плоскость, позволявшие поднимать и перемещать грузы без применения промежуточных деталей (цепей, канатов), связывающих подъемное устройство с грузом. Катки, рычаги, наклонные плоскости (рампы) применялись, по-видимому, еще при сооружении древнейших каменных построек - дольменов. С их помощью осуществлялись доставка и установка колоссальных скульптур для ассирийских дворцов и храмов и громадных каменных плит при возведении пирамид в древнем Египте.

     Значительно позже появились устройства, которыми груз поднимали и перемещали при помощи промежуточного элемента (веревки, гибкой ветви дерева); к этим устройствам относятся ворот, блок.

     Древние греки применяли для подъема грузов приспособление "журавль" (по гречески - "геранос"). "Журавль" обозначает по-немецки "краних", откуда и произошло русское название "кран" для различных грузоподъемных устройств. Подъемник "геранос" с ручным приводом использовался в V в. до н. э. для возведения крепостных стен, а также при театральных зрелищах для подъема по ходу пьесы действующих лиц и театральной бутафории.

     Рычажные подъемники (прообразы стреловых кранов) использовались для подъема воды в древнем Китае, Индии и "странах Востока. Задолго до начала нашего летоисчисления в Китае применялись горизонтальные и вертикальные вороты с ручным приводом.

Позднее древними греками были введены в  практику рудо-подъема, транспорта и строительства конные вороты, полиспасты и сложные подъемные установки, состоявшие из раскрепленных канатами наклонных столбов с постоянными или переменными углами наклона к горизонту и из подвешенных к столбам полиспастов с простейшими захватными устройствами для штучных грузов.

     Дальнейшее совершенствование этих установок римлянами привело к созданию поворотных подъемных кранов. По описанию Витрувия, относящемуся к I веку до нашей эры, краны эти укреплялись на прочных деревянных брусьях, которые могли поворачиваться на катках в любую сторону. Подъем груза такими кранами мог осуществляться на высоту до 12 м; приводились они в действие с помощью ручных воротов или посредством топчаков. В древнем Риме впервые появились также клетевые подъемники - прототипы современных лифтов. 

    Специальные краны (классификация и особенности).

    Специальные краны предназначены для выполнения подъемно-транспортных или технологических операций, например, перегрузки крупнотоннажных контейнеров, установки грузов в ячейки стеллажного склада, для транспортирования расплавленного или раскаленного металла, взрывчатых или огнеопасных веществ, раздевания мартеновских слитков      и т.д.

    Специальные краны по конструкции можно условно разделить на краны мостового и стрелового типов.

     К специальным кранам мостового типа относят мостовые, козловые, полукозловые, с несущими канатами, кабельные и мосто-кабельные краны, краны-штабелеры, мостовые перегружатели.

     К специальным кранам стрелового типа относят стреловые, башенные, портальные, полупортальные, мачтовые, вантовые, жестконогие, консольные и плавучие краны.

     По конструкции грузозахватного устройства и назначению различают крюковые, грейферные, магнитные, магнитно-грейферные, траверсные, с лапами, мульдомагнитные, мульдогрейферные, мульдозавалочные, штыревые, копровые, закалочные, литейные, посадочные, для раздевания слитков, колодцевые, ковочные и контейнерные краны.

     По виду перемещения краны бывают стационарными, приставными, самоподъемными, радиальными, передвижными, самоходными и прицепными. 

     К особенностям специальных кранов, отличающим их от кранов общего назначения, можно отнести следующие: большее число механизмов, а следовательно, возможность выполнения значительного числа рабочих движений, которое составляет в основном от четырех до семи; ограниченное применение в зависимости от вида перемещаемого груза и технологического процесса, оснащение специальными грузозахватными устройствами, лебедками и другими механизмами. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Металлургические  краны 

Металлу́рги́че́ский кран — особый тип кранов, применяемых  в технологическом процессе металлургических и машиностроительных заводов для  выполнения подъёмно-транспортных и  различных технологических операций. 

Общее описание 

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 жёсткую подвеску, благодаря которой облегчается механизация управления подъёмно-транспортными операциями крана из кабины машиниста. 

К металлургическим кранам, используемым в мартеновских цехах металлургических заводов, относятся:

Литейные  краны (миксерные, заливочные и разливочные).

Напольно-завалочные машины.

Краны для раздевания мартеновских слитков. 

В сталеплавильных  цехах машиностроительных заводов  находят применение:

Мульдо-транспортные краны.

Завалочные  и разливочные краны. 

В кузнечно-прессовых  цехах используются:

Ковочные  краны.

Кузнечные напольные манипуляторы.

Посадочные  краны.

В термических  цехах используют закалочные краны. 

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 строительстве мартеновской печи. 

Металлургические краны, работая в тяжёлых производственных условиях, испытывают четыре основных вида нагрузок:

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 пролёте. 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. 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. 

Поскольку металлургические краны обычно работают в закрытых помещениях, ветровые нагрузки на них не передаются. 

Технические характеристики 

В обозначении  грузоподъёмности (обозначается буквой Q) в виде дроби, например, 10/5 в числителе  указывается грузоподъёмность (в  т) главной лебёдки, в знаменателе  — грузоподъёмность вспомогательной лебёдки, установленных на одной тележке. В обозначениях грузоподъёмности в виде суммы (например, 100+20) слагаемые означают грузоподъёмности лебёдок, установленных на разных тележках. 

В соответствии с ГОСТ 25546-82, большинство металлургических кранов отнесено к тяжёлому (Т) и весьма тяжёлому (ВТ) режимам работы. 

Высота  подъёма главных тележек изменяется от 1,2 до 36 м. Так, высота подъёма 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 подъёма грузов вспомогательными тележками может быть более 7 м (колодцевый кран) и менее 40 м (литейный кран)[1]. 

Длина пролёта мостов от 16 до 34 м. 

Скорости:

Скорость  подъёма захватных органов главных  тележек 0,04-0,32 м/с. Скорость движения главных тележек от 0,4 м/с (литейный кран при Q=500 т) до 1 м/с (кран с лапами).

Так, для  литейных кранов при высоте подъёма  главных крюков 18 м скорость изменяется от 0,08 до 0,04 м/с соответственно при Q=100 т и Q=500 т, а при высоте подъёма 36 м, скорость изменяется от 0,2 до 0,125 м/с соответственно при Q=100 т и Q=500 т.

Скорость  подъёма слитков: 0,32 м/с.

Скорость  подъёма главной тележки завалочного  крана: 0,1 м/с.

Скорость  подъёма груза вспомогательной  тележкой: 0,2-0,25 м/с

Скорость  движения кранов: от 1 м/с (литейные) до 2,6 м/с (краны с лапами) 

Вертикальное  давление колеса крана на крановый рельс колеблется от 250 до 920 кН (для  литейного крана). 

Масса кранов составляет 110—705 т. 

Устройство 

Мосты кранов бывают балочными и решётчатыми. 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 колёс, как например, литейные краны. 

Некоторые краны имеют по одной тележке, например, краны 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 подъёма (литейные краны). 

По конструктивному  исполнению вспомогательные тележки  мало отличаются от тележек мостовых кранов общего назначения. Конструкции главных тележек в зависимости от выполняемых краном подъёмно-транспортных операций при обслуживании технологических процессов металлургических производств весьма разнообразны. 

Мульдо-магнитный  кран 

Устройство 

Мульдо-магнитный  кран имеет мост, по которому перемещается одна или две тележки. При двух тележках одна из них должна быть магнитной, а вторая — мульдовой. Мульдовый  захват приспособлен для подъёма  специальных мульд (корыт). 

Имеются краны, имеющие одну общую магнитно-мульдовую тележку или тележки только с мульдовыми захватами. Мульдо-захватное устройство крана приводится в движение механизмом подъёма и механизмом управления мульдовыми захватами, связанные канатом с барабаном. Канат через блок направлен на среднюю нарезку подъёмного барабана. Кратность полиспаста этого каната равна двум. Рама мульдовых захватов подвешена на восьми ветвях канатов, четыре из которых навиты на четыре нарезки подъёмного барабана. Кратность полиспаста канатов подъёма равна двум. Оба механизма (подъёма и управления захватами) могут работать раздельно и совместно. Мульдовые захваты открываются при наматывании каната на барабан, а закрываются под действием собственного веса при обратном его вращении. Благодаря большой длине барабана возможно широко расставить блоки полиспаста механизма подъёма, что способствует устойчивости мульдового захвата при работе крана и меньшему раскачиванию его при разгоне и торможении тележки и моста.