Шиберный затвор литейного ковша

 

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для разливки жидких металлов. Сущность изобретения: затвор содержит верхнюю раму 3 с неподвижной огнеупорной плитой 4 и поджатую к верхней раме 3 пружинным механизмом (7, 8) нижнюю раму 6 с окном 9. На боковых сторонах окна 9 консольно установлены роликовые опоры 10, по которым перемещаются направляющие выступы 15 каретки 11 с подвижной огнеупорной плитой 12. Огнеупорные плиты имеют сливные отверстия 5 и 13. На одной из рам шарнирно установлены валы 19, несущие эксцентрики 20, с возможностью взаимодействия их со второй рамой. На валах 19 эксцентрично относительно них шарнирно подвешены индикаторные стержни 25, торцы которых взаимодействуют с днищем теплового экрана-крышки 23. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к шиберным затворам для литейных ковшей, и предназначено для разливки стали и жидких металлов.

Известен скользящий затвор сталеразливочного ковша (авт. св. СССР N 505520, кл. В 22 D 41/08, 1974), содержащий неподвижную и подвижную плиты, установленные в стальных обечайках, между которыми установлены ролики, заключенные в сепараторы, а также опорную плиту, прижимающую подвижную плиту к неподвижной.

Недостатками данного затвора являются неравномерность прижатия нижней плиты к верхней при совмещении отверстий, так как усилия прижима передаются через ролики, которые меняют свое положение относительно сливного отверстия при перемещении подвижной плиты, а также повышенная трудоемкость сборки и разборки затвора при смене огнеупорных плит.

Известен шиберный затвор металлоразливочной емкости (патент СССР N 535029, кл. В 22 D 41/08, 1971), содержащий несущую раму с корпусом, в котором расположена неподвижная плита и каретка с размещенными на ней подвижной плитой и прижимным механизмом, при этом каретка смонтирована на оси, установленной параллельно плоскости днища емкости с возможностью поворота вокруг нее.

Хотя данное устройство позволяет ускорить ремонт и обслуживание при смене огнеупорных плит, оно обладает тем недостатком, что при смене плит осуществляют поворот всей опорной рамы с кареткой, которая имеет значительный вес. Кроме того, устройство имеет сложный запирающий механизм.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий к заявленному затвору шиберный затвор (патент США N 4848604), содержащий верхнюю раму с неподвижной огнеупорной плитой, имеющей сливное отверстие, закрепленную на днище ковша, подвижную огнеупорную плиту, размещенную в каретке с роликами, скользящими по направляющим, выполненным на нижней раме, поджатой к верхней раме пружинным механизмом, механизм перемещения каретки, связанный с ней осью, параллельной плоскости рам. При этом шаг установки направляющих и расстояние между роликами больше длины направляющих на величину не менее диаметра ролика для обеспечения схода каретки с направляющих, поворота вокруг оси, закрепленной в механизме перемещения (например, в штоке гидроцилиндра), и прохода в окне нижней рамы при смене огнеупорных плит.

Хотя данное устройство позволяет значительно упростить ремонт и смену огнеупорных плит, оно имеет следующие недостатки. Во-первых, неравномерность поджатия нижней плиты к верхней, так как рамки закреплены на каретке, и при совмещении отверстий в плитах положение роликов, передающих усилие прижима плитам, меняется по отношению к сливному отверстию. Во-вторых, размещение роликов на каретке, несущей огнеупорную плиту, приводит к интенсивному нагреву самих роликов и их осей, кроме того, такое положение усложняет их охлаждение, что приводит в конечном счете к их заклиниванию. В-третьих, после замены огнеупорных плит при установке каретки на нижнюю раму в момент захода роликов на направляющие при постоянном прижиме рамы возможно заклинивание огнеупорных плит, появление задиров, выкрашивание кромок плит и попадание частиц металла между полированными поверхностями плит. Это в свою очередь приводит к интенсивному износу плит, сокращению срока их службы, к авариям при разливке металла.

Изобретение решает задачу повышения срока службы огнеупорных плит, повышения надежности работы затвора за счет уменьшения износа плит при их установке и обеспечения равномерности прижатия плит относительно друг друга в зоне сливного отверстия.

Поставленная задача в данном изобретении решается за счет того, что в известном шиберном затворе, содержащем верхнюю раму с неподвижной огнеупорной плитой, имеющей сливное отверстие, закрепленную на днище ковша, нижнюю раму, прижатую к верхней раме пружинным механизмом, каретку, установленную на нижней раме, на боковых сторонах окна нижней рамы консольно установлены ролики, на боковых сторонах каретки выполнена направляющие в виде выступов, а сама каретка связана с механизмом перемещения осью, параллельной плоскости рам, с возможностью поворота и прохода в окно нижней рамы. Кроме того, на одной из рам по обе стороны от сливного отверстия установлены валы эксцентриков с возможностью взаимодействия своими поверхностями со второй рамой.

Затвор снабжен тепловым экраном-крышкой, а на валах эксцентрично им шарнирно установлены индикаторные стержни, торец которых взаимодействует с днищем экрана.

На фиг. 1 показан поперечный разрез шибера по оси разливочного стакана; на фиг.2 продольный разрез шибера в открытом положении.

Затвор литейного ковша крепится к монтажной плите 1, закрепленной на днище ковша 2, и содержит верхнюю раму 3, в которой размещена неподвижная огнеупорная плита 4 со сливным отверстием 5, нижнюю раму 6, поджатую к верхней раме 3 пружинным механизмом, содержащим блок пружин 7 и направляющие резьбовые стержни 8, расположенные по обеим сторонам рам 3 и 6. Нижняя рама 6 имеет окно 9 и на его боковых сторонах попарно консольно закреплены роликовые опорные элементы 10. На роликах 10 установлена каретка 11 с подвижной огнеупорной плитой 12, имеющей сливное отверстие 13, и коллектором 14. Каретка 11 опирается на ролики 10 посредством направляющих выступов 15, при этом длина выступов 15 меньше расстояния между роликами 10 на величину не менее их диаметра, а расстояние между выступами 15 больше диаметров роликов 10. Каретка 11 связан с механизмом ее перемещения, например со штоком гидроцилиндра (на чертежах не показан), тягой 16 с возможностью поворота вокруг шарнира 17. На нижней раме 6 на кронштейнах 18 по обе стороны от сливного отверстия 5 шарнирно установлены валы 19, на которых закреплены попарно эксцентрики 20 и рычаги 27 под съемные штанги 22. Эксцентрики 20 установлены с возможностью взаимодействия с верхней рамой 3. Шиберный затвор снабжен также тепловым экраном-крышкой 23, шарнирно закрепленным на корпусе верхней рамы с одной стороны, и запирающим механизмом 24 с другой стороны. Кроме того, на валах 19 эксцентрично им шарнирно подвешены индикаторные стержни 25, торцы которых взаимодействуют с днищем теплового экрана 23.

Работает устройство следующим образом.

Для выпуска жидкого металла из ковша приводом перемещают при помощи тяги 16 каретку 11, несущую подвижную огнеупорную плиту 12. Боковые направляющие выступы 15 каретки 11 перемещаются по роликам 10, закрепленным в нижней раме 6. При этом шлифованная поверхность подвижной плиты 12 скользит по шлифованной поверхности неподвижной плиты 4, установленной на верхней раме 3, закрепленной в свою очередь на монтажной плите 1 днища литейного ковша 2, и в зоне сливных отверстий 5 и 13 двух плит 4 и 12 происходит либо полное совмещение отверстий (для прохода) струи жидкого металла, либо его дросселирование, а при обратном перемещении каретки 11 закрытие затвора. Для исключения проникновения жидкого металла в разъем между плитами используется пружинный механизм, состоящий из блока пружин 7 с резьбовыми стержнями 8, посредством которых регулируется усилие прижима нижней рамы 6 к верхней раме 3, при этом усилие прижима к плитам 4 и 12 передается от нижней рамы 6 через ролики 10 и каретку 11 к подвижной плите 12, поджимая ее к неподвижной плите 4.

Поскольку роликовые опорные элементы 10 установлены на нижней раме 6 симметрично оси сливного отверстия 5, то равномерное усилие прижима двух плит остается неизменным при изменении положения каретки 11 относительно сливного отверстия 5.

При отработке необходимого количества циклов слива жидкого металла пpоизводят замену огнеупорных плит. Освободив запирающий механизм 24, тепловой экран-крышку 23 поворачивают, освобождая окно 9 нижней рамы 6. Штанги 22 вставляют в рычаги 21, поворачивая ими валы 19 эксцентриков 20, взаимодействующих с верхней рамой 3, осуществляют сжатие пружин 7 и раздвигают огнеупорные плиты 4 и 12 на заданный зазор. Далее каретку 11 перемещают до попадания направляющих выступов 15 между роликов 10, при этом каретку 11 поворачивают вокруг шарнира 17 тяги 16 в окне 9 нижней рамы 6, открывая доступ к огнеупорным плитам 4 и 12. После замены плит 4 и 12 и технического обслуживания затвора в обратном порядке производят его сборку. Поворотом каретки 11 вокруг шарнира 17 и продольного перемещения тягой 16 направляющие выступы 15 устанавливают на ролики 10. Поскольку пружины 7 пружинного механизма сжаты эксцентриками 20, установка каретки 11 происходит без зацепов и задиров плит 4 и 12. После установки каретки 11 на ролики 10 обратным поворотом эксцентриков 20 осуществляют прижим плит 4 и 12, наличие которого контролируется индикаторным стержнем 25. Если поворот эксцентриков 20 не осуществлен и прижим плит 4 и 12 отсутствует, то стержень 25 выступает за габариты экрана 23, не позволяя его закрыть.

Заявляемая конструкция шиберного затвора позволяет повысить срок службы огнеупорных плит, проконтролировать поверхности огнеупорных плит: наличие на них задиров, попадание абразивных частиц, произвести продувку, а также обеспечить постоянный равномерный прижим плит друг к другу.

Формула изобретения

1. ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР ЛИТЕЙНОГО КОВША, содержащий верхнюю раму, закрепленную на днище ковша, расположенную в ней огнеупорную плиту со сливным отверстием, нижнюю раму, имеющую окно, поджатую к верхней раме пружинным механизмом, каретку, размещенную с возможностью поворота и перемещения в окно нижней рамы, установленную посредством опорных роликов и направляющих на нижней раме, подвижную огнеупорную плиту со сливным отверстием, расположенную в каретке, отличающийся тем, что он снабжен валами с эксцентриками, установленными на одной из рам по обе стороны от сливного отверстия с возможностью взаимодействия поверхностями эксцентриков с другой рамой, при этом опорные ролики установлены консольно на боковых сторонах окна нижней рамы, а направляющие выполнены в виде выступов на боковых сторонах каретки.

2. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен тепловым экраном-крышкой и индикаторными стержнями, шарнирно закрепленными на валах эксцентрично относительно них с возможностью взаимодействия поверхностями торцов стержней с днищем экрана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2