Устройство для ввода зонда в металлургический агрегат и вывода из него и способ позиционирования зонда

 

Изобретение относится к области металлургии . Существо изобретения заключается в том, что устройство содержит направляющую для перемещения зонда и средство для его перемещения, средство для перемещения зонда по оси, перпендикулярной оси перемещения зонда в направляющей , средства для качания зонда в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем ось перемещения зонда в направляющей расположена в одной из плоскостей. Для позиционирования зонда относительно отверстия в металлургическом агрегате устройство содержит датчики и средства изменения положения зонда в пространстве. 2 с.п. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 5/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4894370/02 (22) 01.02.91 (46) 23.08.93. Бюл. % 31 (31) Р 4003068,7

{32) 02.02,90 (33) ОЕ (71) Фоест-Альпине Индустрианлагенбау

ГмбХ (АТ) (72) .Норберт Рамазедер и Хуберт Еллингер (АТ) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 870442, кл. С 21 С 5/30, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ЗОНДА В

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ И ВЫВОДА ИЗ НЕГО И СПОСОБ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЗОНДА

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, например, для отбора пробы металла иэ агрегата, измерения температуры металла и т.п.

На фиг. 1 изображен вид сбоку устройства по изобретению со стержнем, показанным в убранном положении; на фиг. 2 — вид в частичном разрезе в направлении стрелки

А на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант привода стержня; на фйг. 4 — схема способа позиционирования стержня.

На фиг. металлургический конвертор I изображен в разрезе, причем плоскость разреза проходит через продольную ось конвертера, и его ось наклона. Горло конвертера обозначено позицией 2. Его при наклоне конвертера 1 можно перемещать по дуге круга, которая перпендикулярна к плоско„„5U „„1836439 АЗ (57) Изобретение относится к области металлургии. Существо изобретения заключается в том, что устройство содержит направляющую для перемещения зонда и средство для его перемещения, средство для перемещения зонда по оси, перпендикулярной оси перемещения зонда в направляющей, средства для качания зонда в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем ось перемещения зонда в направляющей расположена в одной иэ плоскостей.

Для позиционирования зонда относительно отверстия в металлургическом агрегате устройство содержит датчики и средства изменения положения зонда в пространстве. 2 с.п, и 15 з.п. ф-лы, 4 ил. сти чертежа или плоскости разреза. Позицией 3 обозначена стенка, позицией 4— отверстие, позициями 5, 6 — измерительные средства, например, для отбора пробы. СО

В стенке 3 конвертера 1 вблизи горла 2 (,ц) выполнено проходное отверстие 4 для вво- ( да зонда 7. Зонд 7 может также использо- ф„ ваться а качестве устройства для ввода легирующих присадок. Для ввода и вывода зонда 7 служит устройство 8, расположен- . ное на неподвижной опорной ферме 9.

Нв опорной ферме 9 неподвижно укреплены два горизонтально идущие рельсы, ко- (д) торые в изображенном примере исполнения выполнены в виде пазов 10 с профилем ласточкина хвоста. Эти пазы выполнены в опорной плите 11, которая крепится к ферме в цеху с помощью прокладки 12. Вдоль пазов

1836439

10 может передвигаться несущая плита 13, оборудованная с задней стороны ведущими планками 14 с профилем ласточкина хвоста, причем ведущие планки 14 входят в пазы 10.

Передвижение. осуществляют с помощью гидроцилиндра 15, соединенного с одной стороны с несущей плитой 13, а с другой стороны с подкладкой 12.

На несущей,.плияе 13 в центре ее установлена перпендикулярно ей цапфа 16 для поворота, На этой цапфе 16 установлена параллельная несущей плите 13 основная плита 17. В качестве привода поворота используется гидроцилиндр 18, который одной стороной шарнирно соединен с выступом 19 основной плиты 17, а другой стороной — с несущей плитой 13. Основная плита 17 оборудована двумя находящимися на расстоянии друг от друга стойками 20 для подшипников, которые простираются впе- 20 ред приблизительно перпендикулярно к основной плите 17. Между этими стойками 20 установлен кожух 21, который на цапфах 22 может качаться в стойках 20. Привод качания для кожуха 21 выполнен в виде гидро- 25 цилиндра 23, который одной стороной шарнирно соединен с основной плитой 17, а другим концом — с кожухом 21. Ось цапфы

22 и ось поворота цапфы 16 не обязательно должны пересекаться, они могут и перекре- 30 щиваться на некотором расстоянии, то есть могут быть сдвинуты друг относительно друга., Позицией 24 представлена продольная ось зонда 7, позицией 25 — фрикционные колеса. 35

Кожух 21 соответственно изображенному примеру исполнения выполнен с двумя отсеками, причем в каждом отсеке кожуха

21 находятся по две пары 26, 27 фрикционных колес 25, разнесенные вдоль продоль- 40 ной оси 24 зонда 7. Фрикционные колеса 25 оборудованы боковыми ведущими утолщениями 28. Фрикционные колеса 25 в первом отсеке кожуха 21 с трением обкатывают зонд 7, а в другом отсеке кожуха 21 эти 45 колеса 25 обкатывают с трением очистной зонд 29, который служит для прочистки проходного отверстия 4 конвертера 1 для отбора пробы или измерения, так чтобы предусмотренные на конце зонда 7 средство 50 6 для отюора пробы или средство 5 для измерений не повреждались прй вставлении в конвертер 1.

Каждая пара 27 фрикционных колес имеет приводимое посредством двигателя 55

30 колесо 25, а также второе колесо 25, прижимаемое, например, посредством пружин, так что зонд 7 или очистной зонд 29 каждый надежно удерживается обеими парами 26, 27 колес и могут ими перемещаться.

Как видно из фиг. 1, двигатели 30, служащиедля привода фрикционных колес, так расположены относительно центра кожуха

21, чтобы он был возможно лучше сбалансирован; внутри кожуха 21 находятся тормозные колодки 31, которые служат для стопорения зонда 7 или очистного зонда 29 при застопоренном положении. Качение кожуха 21 или двигателей для привода фрикционных колес или торможения может осуществляться электромеханически или также с помощью жидкости под давлением.

Как видно из фиг. 3, вместо обеих описанных выше пар фрикционных колес могут быть также предусмотрены три фрикционные колеса 25, Привод, однако, может такж осуществляться посредством зубчатого колеса, которое находится в зацеплении с зубчатой рейкой, расположенной с одной стороны зонда 7.

На нижнем торце кожуха 21 находятся устройства 32 для сьема шлака, которые очищают от шлака поверхности 33, контактирующие с фрикционными колесами 25 на зонде 7 или очистном зонде 29 по меньшей мере настолько, чтобы обеспечивать достаточное трение с колесами 25, чтобы позволить перемещение указанных зондов.

Зонд 7 сам образован полым квадратом или многоугольником в сечении, или является круглой трубой из стали, На конце зонда находятся не иэобра>кенные подробно дорны для приема измерительного средства 5 или средства 6 для взятия пробы, причем количество дорнов определяется способом работы, так что одновременно может производиться несколько измерений или берется несколько проб.

В центре зонда 7 предусмотрена защитная труба 34 для измерительных кабелей 35.

Как защитная труба 34, так и сам зонд 7 могут изнутри омываться промывочным газом, например, азотом, для чего на верхнем конце зонда 7 предусмотрены подводящие трубопроводы 36, 37, Посредством промывки защитной трубы 34 можно поддерживать чистыми контакты между измерительными кабелями 35 и зондом. Сам зонд 7 только во время ввода в конвертер 1 промывается увеличенным количеством газа, чтобы его охлаждать.

Возможности перемещения и качания ко>куха 21 позволяют точно согласовать ось

24 зонда 7 с осью проходного отверстия 4, так, чтобы ввод и выход зонда 7 для очистного зонда 29 проходил без проблем. Это особенно важно тогда, когда металлургический сосуд, как в изображенном примере исполнения, является наклоняющимся. Для наклона обычно используется привод с зуб1836439

20

50

55, чатыми колесами, не обеспечивающий точного поло>кения металлургического сосуда при каждом наклоне. Виной этому люфт в зубчатом зацеплении, а также и износ зубьев. Устройство, однако, позволяет достичь концом зонда 7 или зонда 28 очистки любого места в некотором диапазоне перемещений.

Дополнительно к точному согласованию продольной оси 24 и оси 38 проходного отверстия 4 устройство по изобретению может быть также использовано для того, чтобы с помощью одного зонда 7 входить в различные отверстия 4 металлургического сосуда, или одним и тем же зондом 7 прова- 15 дить измерения в нескольких находящихся рядом металлургических сосудах.

В качестве преимуществ устройства по изобретению следует указать на легкую и компактную конструкцию вследствие отсутствия собственных направляющих по всей длине зонда. Устройство по изобретению обеспечивает высокую надежность в работе, так как никакой обрыв троса или ослабший трос, а также обрыв цепи здесь невозможен. К тому же ввод зонда производится очень быстро, так как путь перемещения невелик и массы малы по сравнению с устройствами по известному уровню техники.

Устройство работает следующим образом.

Зонд 7 можно привести в положение готовности, положение замены и в положение измерения. Положение готовности является исходным для перехода в положение замены или положение измерения. В положении замены автоматически или вручную заменяют средства 5. 6. Три положения могут выбираться нажатием своей кнопки на пульте управления.

На пульте управления предусмотрена кнопка для начала измерения. Если на>кать на эту кнопку, то сначала в проходное отверстие 4 пройдет очистной зонд 29, чтобы очистить его от остатков шлака. Затем очистной зонд 29 отводится в исходное положение и перемещается несущая плита 13 так, чтобы зонд 7 можно было опустить в проходное отверстие 4 конвертера. После проведения измерения производится возврат зонда 7 в положение готовности.

Нг фиг. 4 показано устройство. как на фиг. 1 и 2, которое однако оборудовано добавочными устройствами, которые позволяют автоматическое согласование положения зонда 7 относительно проходного отверстия 4 конвертера 1. Для этой цели конвертер 1 оборудован датчиком 29 положения, который позволяет точно определить угол наклона конвертера 1, независимо от люфта в зубчатых передачах устройства наклона конвертера. Датчик 39 положения, например„жестко связан с несущей цапфай

40 конвертера 1. Выход датчика положения соединен с компьютером 41. С помощью датчика 39 положения, который выполнен как датчик угла, можно также определить положение оси 38 проходного отверстия 4 в стенке конвертера 1, На фиг. 4 схематично и в увеличенном масштабе показано отклонение фактического положения конвертера А от вертикального заданного положения В, которое определяется; например, люфтом в зубчатой передаче привода конвертера. Далее на фиг, 4 изображены датчики 42, 43, 44, определяющие положение зонда 7, а именно, датчик 42 пути, определяющий положение несущей плиты 13, угловой датчик

43, определяющий угловое положение основной плиты 17 относительно несущей плиты 13 и еще один угловой датчик 44, определяющий угловое положение кожуха

21 относительно основной плиты 17, Эти датчики 42, 43, 44 положения целесообразно расположены на устройствах, служащих для позиционирования зонда 7. Сигналы с этих датчиков 42. 43, 44 также подаются на компьютер 41. Компьютер рассчитывает заданные величины, которые должны показать датчики 42, 43, 44 положения, чтобы положение зонда 7 оптимально согласовывалось с положением проходнoгo отверстия

4, на основе данных с датчика 39 положения, определяющего фактическое положение А конвертера 1. Компьютер 41 на основе определенных заданных величин, которые должны идти с датчиков, выдает соответствующие команды управления на устройства привода (гидроцилиндры 15, 18 и 23}, пока эти заданные положения не будут достигнуты. После достижения заданных положений можно начинать ввод измерительного зонда

7 в проходное отверстие 4. Если не возможно по геометрии согласовать положение оси

38 проходного отверстия 4 с осью 24 зонда

7, то достаточно, если посредством компьютера совместить ось 24 зонда 7 с серединой

45 проходного отверстия 4.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода зонда в металлургический агрегат и вывода из него, причем агрегат преимущественно выполнен с возможностью наклона, содержащее направляющую для перемещения зонда и средство для его перемещения, средство для перемещения зонда па оси, перпендикулярной оси перемещения зонда B направляющей.отличающееся тем,что.с

1836439 целью повышения надежности функционирования, оно снабжено средствами для качания зонда в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем ось перемещения зонда в направляющей расположена в одной из этих плоскостей.

2.Устройство поп.1, отл ича ющеес я тем, что направляющая для перемещения зонда и средство для его перемещения выполнены в виде фрикционных колес с приводом.

3, Устройство по и. 1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено дополнительным зондом с приводом для его перемещения.

4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что дополнительный зонд выполнен в виде очистного устройства, 5. Устройство no nn Ь-З, о т л и ч а ю ще е с я тем, что привод для перемещения зонда расположен в кожухе с отверстиями для прохождения зонда, причем со стороны отверстия, обращенного к металлургическому агрегату, на внешней стороне кожуха ус.тановлено очистное устройство.

6. Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем,что средства цля перемещения и качания зонда выполнены в виде несущей плиты со средством для перемещения, основной плиты со средством для ее поворота относительно несущей плиты и перпендикулярно ей, средства для качания кожуха OT носительно основной плиты, причем несущая плита установлена на рельсах, расположенных горизонтально и установленных на неподвижной опорной ферме.

7, Устройство по пп. 1, 2 и 6, о т л и ч аю щ е,е с я тем, что привод с фрикционными. колесами установлен на основной плите.

8, Устройство по пп, 1, 3 и 6, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дополнительный привод . установлен на основной плите.

9, Устройство по пп 1, 2 и 5, о т л и ч аю щ е е с я тем. что в кожухе установлено тормозное устройство для торможения и фиксации зонда.

10. Устройство по пп. 1,3 и 5, о тл и ч аю щ е е с я тем, что в кожухе установлено дополнительное тормозное устройство для торможения и. фиксации дополнительного зонда.

11. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что зонд выполнен полым и подсоединен к рубопроводу для подвода газа.

5 13, Устройство по пп. 1, 11 и 12, о т л ич а ю щ е е с я тем, что защитная труба лургического агрегата.

17. Способ по и. 16, отличающийся

40 тем, что определяют положение зонда по50

12. Устройство по пп. 1 и 11, о т л и ч аю щ е е с я тем, что внутри зонда установлена защитная труба с расположенными в ней измерительными кабелями. подсоединена к трубопроводу для подвода газа.

14. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что привод с фрикционными колесами образован двумя парами колес, причем пара поддерживает зонд на двух противоположных сторонах и по меньшей мере одно колесо каждой пары является приводным и это колесо и/или противоп ложное колесо этой пары колес выполнено с возможностью.прижатия к зонду.

15. Устройство по пп. 2 и 14, о т л и ч аю щ е е с я тем, что привод с фрикционными колесами образован по меньшей мере тремя фрикционными колесами, из которых flo меньшей мере одно является приводным и по меньшей мере одно колесо выполнено с возможностью прижатия к зонду.

16. Способ позиционирования зонда против отверстия металлургического агрегата, преимущественно сталеплавил ьного конвертера, включающий перемещение зонда, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, определяют фактическое положение металлургического агрегата посредством установленного на агрегате датчика положения и воздействуют на средства для перемещения и качания зонда для позиционирования зонда в зависимости от положения металсредством датчика пути для определения положения несущей плиты, датчика угла для определения углового положения основной плиты относительно несущей плиты и датчика угла для определения положения кожуха относительно основной плиты, сигналы с которых, а также сигнал с датчика положения металлургического агрегата передают в компьютер, который изменяет положение зонда путем управления средствами для перемещения и качания зонда до момента совпадения осей перемещения зонда xl отверстия металлургического агрегата.

1836439

1Z

1З

1б jg

10 мь,я фОР5

1836439

14 11 12

Составитель А.Абросимов

Техред M,Ìoðãâíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3008 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5