Устройство для торкретирования металлургических ковшей

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности механизированному торкретированию внутренней поверхности футеровки сталеразливочных промежуточных ковшей машин непрерывного литья заготовок. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для торкретирования металлургических ковшей путем изменения конструкции рабочего органа, в результате чего обеспечивается непрерывность нанесения торкретпокрытия на стенки ковша при одновременном улучшении равномерности слоя, снижение непроизводительных потерь, повышение надежности работы устройства. Устройство для торкретирования металлургических ковшей, содержит узел приготовления затворителя, узел дозирования и подачи торкретпорошка, портал тележку и установленный с возможностью горизонтального, вертикального перемещения и вращения вокруг собственной оси манипулятор, несущий рабочий орган с узлом смачивания торкретсмеси и форсункой с соплами. Рабочий орган представляет собой последовательно соединенные вдоль оси манипулятора верхнюю камеру узел смачивания торкретпорошка с радиально расположенными каналами для подачи жидкого компонента в зону движения сухого торкретпорошка, установленную на поворотной части трубопровода манипулятора, и нижнюю камеру форсунку, имеющую боковые и донное сопла и жестко связанные между собой боковую и донную конусные заслонки. Заслонки установлены с возможностью поочередного открывания и закрывания боковых и донного сопл. Вершина конусной заслонки в ее крайнем верхнем положении расположена выше боковых сопл на расстояние, равное диаметру бокового сопла. Боковые сопла расположены под углом 12-18° а отношение площадей поперечных сечений трубопровода торкретсмеси и одновременно открытых сопл составляет 1,3 2,5. з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к механизированному торкретированию внутренней поверхности футеровки сталеразливочных промежуточных ковшей машин непрерывного литья заготовок, и может быть использовано в других отраслях промышленности.

Известно устройство для нанесения огнеупорных покрытий на внутреннюю поверхность металлургических ковшей (Рекламный материал итальянской фирмы "Daussan Italia"), содержащее узел приготовления и дозирования затворителя, узел приготовления и дозирования наполнителя, узел смешивания наполнителя и затворителя, насос и материалопровод с форсунками.

Основным недостатком данного устройства является то, что при полностью механизированном процессе подготовки и изготовления жидкой торкретсмеси процесс непосредственного нанесения осуществляется вручную. При этом в устройстве режим нанесения покрытия выбирается оператором, который вручную, с помощью сопла, напыляет на футеровку торкретсмесь, а работа выполняется в условиях повышенной запыленности, повышенных температур.

Помимо этого в устройстве готовая жидкотекучая торкретсмесь (в виде шликера) подается от насоса до форсунки по трубопроводам, что требует после окончания процесса торкретирования их промывки.

Все это вызывает значительные непроизводительные потери. Надежность работы устройства в значительной степени зависит от квалификации оператора и качественного ухода за устройством.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для торкретирования металлургических ковшей (Проспект японской фирмы "Toyo Menka Kaisha Ltd"), содержащее узел приготовления затворителя, узел дозирования и подачи торкретпорошка, портал, тележку, установленный с возможностью горизонтального, вертикального перемещения и вращения вокруг собственной оси манипулятор, несущий рабочий орган с узлом смачивания торкретсмеси и форсункой с соплами.

Основными недостатками данного устройства являются невозможность обеспечения непрерывности нанесения торкретслоя по всему периметру ковша по причине ограниченного поворота манипулятора вокруг собственной оси, что приводит к значительным непроизводительным потерям в связи с необходимостью выполнения полного поворота манипулятора в обратную сторону в период работы устройства при переходе форсунки с боковой поверхности на торцовую стенку ковша.

Низкая надежность связана с повышенным износом форсунки, обусловленным необходимостью поворота сопла для обеспечения возможности нанесения торкретслоя на две поверхности (боковую и донную) ковша, находящиеся в разных плоскостях. При нанесении покрытия на боковую стенку ковша струя торкретсмеси в форсунке совершает переход с вертикального движения на близкое к горизонтальному. По причине большой кинетической энергии струи и повышенных абразивных свойств торкретпорошка в месте поворота за счет трения струи наблюдается быстрый износ стенки сопла.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для торкретирования металлургических ковшей, в котором путем изменения конструкции рабочего органа обеспечивается непрерывность нанесения торкретпокрытия на стенки ковша при одновременном улучшении равномерности слоя, снижение непроизводительных потерь, повышение надежности работы устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для торкретирования металлургических ковшей, содержащем узел приготовления затворителя, узел дозирования и подачи торкретпорошка, портал, тележку, установленный с возможностью горизонтального, вертикального перемещения и вращения вокруг собственной оси манипулятор, несущий рабочий орган с узлом смачивания торкретсмеси и форсункой с соплами, рабочий орган представляет собой последовательно соединенные вдоль оси манипулятора верхнюю камеру узел смачивания торкретпорошка с радиально расположенными каналами для подачи жидкого компонента в зону движения сухого торкретпорошка, установленную на поворотной части трубопровода манипулятора, и нижнюю камеру форсунку, имеющую боковые и донное сопла и жестко связанные между собой боковую и донную конусные заслонки, установленные с возможностью поочередного открывания и закрывания боковых и донного сопел, при этом вершина конусной заслонки в ее крайнем верхнем положении расположена выше боковых сопел на расстояние, равное диаметру бокового сопла, причем боковые сопла расположены к горизонтали под углом 12-18^о, а отношение площадей поперечных сечений трубопровода торкретсмеси и одновременно открытых сопел составляет 1,3-2,5.

Снижение этого отношения менее 1,3 приводит к резкому ослаблению кинетической энергии факела торкретсмеси, и увеличение более 2,5 приводит к забивке сопл.

Расположение вершины донной конусной задвижки в значительной степени определяет качество работы форсунки, ее крайнее верхнее положение выше боковых сопел на величину, равную диаметру бокового сопла, является оптимальным. Превышение этой величины приводит к значительному сужению трубопровода форсунки и повышению сопротивления истечению торкретсмеси, а понижение к неравномерности, нестабильности факелов боковых сопел форсунки и к значительному росту сопротивления истечению смеси в момент перехода на работу с донным соплом вследствие уменьшения (вплоть до закупоривания) отверстия (см. фиг.1), образуемого после выдвижения (опускания) конусной заслонки.

Наличие в форсунке донного вертикального сопла с конусной заслонкой обеспечивает ликвидацию необходимости поворота форсунки при нанесении покрытия на донную часть ковша, чем резко повышает надежность работы устройства.

Наличие в форсунке двух боковых сопл обеспечивает одновременное нанесение торкретслоя на две продольные стенки промежуточного ковша, чем достигается резкое снижение срока выполнения операции и сокращение непроизводительных потерь.

Для снижения потерь торкретсмеси при выполнении покрытия торцовых стен промежуточного ковша боковые сопла форсунки расположены к горизонтали под углом 12-18^о, что обеспечивает параллельно с нанесением торкретслоя на торцовую стенку нанесение торкретслоя и на донную поверхность ковша.

Увеличение угла более чем на 18^о вызывает увеличение отскока торкретмассы от боковых стен, а уменьшение менее 12^о приводит к повышенному отскоку материала от донной поверхности ковша.

Наличие указанных отличий от прототипа, обеспечивающих непрерывность нанесения покрытия, повышение надежности работы устройства и снижение непроизводительных потерь, подтверждает существенность новизны предлагаемого технического решения.

На фиг.1 показан общий вид устройства в плане (промковш не показан); на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.3 манипулятор; на фиг.4 форсунка.

Устройство содержит размещенные на отдельных площадках узел приготовления затворителя, состоящий из бака 1 для приготовления затворителя и насосного агрегата 2, соединенного с баком 1 трубопроводами 3, узел дозирования и подачи торкретпорошка, включающий бункер 4 для приема торкретпорошка с подвешенным к его выходной горловине ленточным питателем (не показан), соединенным через уплотнение с торкретмашиной.

На самоходном портале 5 размещена тележка 6, на которой установлена с возможностью горизонтального, вертикального и вращательного движения манипулятор 7 с трубопроводом 8. Горизонтальное движение манипулятора 7 обеспечивается продольным перемещением портала 5 и поперечным движением тележки 6. Вертикальное движение манипулятора 7 выполняется с помощью привода 9 вертикального перемещения, установленного на тележке 6.

В верхней части манипулятора 7 установлен привод 10.

В нижней части трубопровода 8 расположен рабочий орган, представляющий собой последовательно соединенные вдоль оси манипулятора верхнюю камеру узел 11 смачивания торкретпорошка, установленную на поворотной части трубопровода 8 манипулятора, выполненную с радиально расположенными каналами для подачи жидкого компонента в зону движения сухого торкретпорошка, и нижнюю камеру-форсунку 12, имеющую боковые и донное сопла и жестко связанные между собой боковую 13 и донную конусную 14 заслонки, установленные с возможностью поочередного открывания и закрывания боковых и донного сопел, при этом вершина конусной заслонки 14 в ее крайнем верхнем положении расположена выше боковых сопел на расстояние, равное диаметру бокового сопла. Для открывания и закрывания боковых и донного сопл предусмотрен рычажный механизм 15.

Боковые сопла расположены к горизонтам под углом 12-18^о, отношение площадей поперечных сечений трубопровода торкретпорошка и одновременно открытых сопл находится в пределах 1,3-2,5.

Устройство работает следующим образом.

В бункер 4 узла дозирования и подачи торкретматериала загружают торкретпорошок и с помощью питателя ленточного подают его в торкретмашину. В баке 1 узла приготовления затворителя замешивают раствор сернокислого магния.

Используя поочередно приводы портала 5, тележки 6 и манипулятора 7, форсунку 12 приводят в исходное положение начала процесса торкретирования к торцу ковша (ближнему), при этом форсунку 12 с боковыми и донными соплами поворачивают с помощью привода 10 так, чтобы боковые сопла были направлены на продольные стенки, донное сопло должно быть закрыто донной конусной заслонкой 14 посредством рычажного механизма 15.

Насосным агрегатом 2 подают раствор сернокислого магния в камеру 11 узла смачивания, по трубопроводу 8 из узла 4 дозирования и подачи торкретпорошка подают в камеру 11 торкретпорошок. В камере 11 происходит смачивание торкретпорошка, и готовая торкретсмесь поступает в форсунку 12 и через боковые сопла наносится на стенки ковша. Включают привод портала 5 и, передвигая вдоль ковша, наносят футеровку на его стенки. После каждого прохода опускают форсунку 12 посредством привода 9 вертикального перемещения манипулятора 7 на 70 мм и совершают следующий проход. Когда расстояние от днища ковша до форсунки достигнет 200 мм, переключают заслонку так, чтобы боковые сопла закрылись, а донная конусная заслонка была открыта.

Передвигая портал 5 вдоль ковша, наносят футеровку на днище ковша. Когда расстояние от форсунки 12 до стенки будет 150 мм, передвигают тележку 6 на 100 мм и, передвигая портал 5, наносят следующий слой торкретсмеси.

Нанесение торкретпокрытия на стенки ковша одновременно двумя боковыми соплами значительно снижает непроизводительные потери, а ликвидация поворота форсунки за счет наличия донного сопла с конусной заслонкой позволяет значительно повысить надежность работы устройства при одновременном улучшении равномерности слоя покрытия.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОВШЕЙ, содержащее узел приготовления затворителя, узел дозирования и подачи торкретпорошка, портал, тележку, установленный с возможностью горизонтального, вертикального перемещения и вращения вокруг собственной оси манипулятор, несущий рабочий орган с узлом смачивания торкретсмеси и форсункой с соплами, отличающееся тем, что рабочий орган представляет собой последовательно соединенные вдоль оси манипулятора верхнюю камеру узел смачивания торкретпорошка с радиально расположенными каналами для подачи жидкого компонента в зону движения сухого торкретпорошка, установленную на поворотной части трубопровода манипулятора, и нижнюю камеры форсунку, имеющую боковые и донное сопла и жестко связанные между собой боковую и донную конусные заслонки, установленные с возможностью поочередного открывания и закрывания боковых и донного сопл, при этом вершина конусной заслонки в ее крайнем верхнем положении расположена выше боковых сопл на величину диаметра бокового сопла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что боковые сопла расположены к горизонтали под углом 12 18^o.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что отношение площадей поперечных сечений трубопровода торкретсмеси и одновременно открытых сопл состовляет 1,3 2,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4