Устройство для перемещения и хранения трубы ковша для установки разливки жидкого металла

Изобретение относится к металлургии. Установка для хранения труб ковшей для разливки жидкого металла содержит по меньшей мере два устройства (22а, 22b) для перемещения и хранения трубы ковша и по меньшей мере один манипулятор для перемещения трубы (18) между устройствами для перемещения и хранения и установкой для разливки. Устройство содержит стойку, имеющую несколько отсеков для хранения труб (18) ковша в положении использования, в котором ось канала является вертикальной. Стойка обеспечивает доступ (33) снаружи к боковой стороне кожуха, когда он находится в своем положении использования. Фиксация трубы в стойке осуществляется посредством штифтов (32), взаимодействующих с ответными выемками в трубе. Обеспечивается упрощение введения труб ковшей в установку для разливки металла. 3 н. и 10 з.п.ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к способу разливки жидкого металла, в частности стали, а более конкретно, к способу, связанному с установкой в заданное положение кожуха ковша в установку для разливки.

Кожух ковша представляет собой трубу, имеющую канал, который идет главным образом вдоль оси, которая является вертикальной, когда труба находится в своем положении использования. Канал позволяет жидкому металлу из металлургического резервуара, такого как ковш, проходить в разливочное устройство. Такую трубу вводят в установку таким образом, что верхний конец трубы находится в контакте с расположенным выше по течению элементом установки, объединенным с ковшом, в то время как нижний конец погружен в разливочное устройство.

В соответствии с известным уровнем техники кожухи ковшей доставляют на платформу для разливки упакованными в ящике. Более конкретно кожухи ковшей находятся в ящике в лежачем положении, в котором ось канала кожуха расположена горизонтально. Кожухи удерживаются вместе в ящике при помощи охватывающих их металлических колец.

Известно, что для введения кожуха в установку для разливки кожух захватывается в его положении использования при помощи кронштейна перемещения (стрелы для перемещения), который содержит захват, окружающий кожух, причем оператор вручную управляет кронштейном. Такой кронштейн перемещения описан в патенте ЕР-А1-0858851.

Чтобы подготовить кожух для этой операции, оператор открывает ящик и разрезает металлические кольца, охватывающие кожухи. Затем эти кожухи могут быть разложены на полу платформы. После этого оператор индивидуально поворачивает каждый кожух, чтобы установить его в положение использования.

Однако следует иметь в виду, что, принимая во внимание предназначение кожухов ковшей, они представляют собой тяжелые и громоздкие компоненты, каждый из которых весит больше 50 кг. Поэтому перемещение таких кожухов является очень тяжелым для операторов и может занимать много времени. Это может приводить к задержке введения кожуха в установку для разливки, что вызывает много нежелательных явлений.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков за счет создания устройства для перемещения/хранения кожуха ковша, которое может быть использовано в способе разливки и позволяет упростить введение кожухов ковшей в установку для разливки.

Для решения этой задачи в соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство для перемещения и хранения по меньшей мере одного кожуха ковша для установки для разливки жидкого металла, причем кожух ковша имеет канал, через который может проходить жидкий металл, по существу идущий вдоль его оси, при этом указанное устройство содержит стойку, предназначенную для хранения кожуха ковша в положении использования, в котором ось канала является вертикальной, причем указанная стойка обеспечивает доступ снаружи к боковой стороне кожуха, когда он находится в своем положении использования.

Таким образом, за счет использования этого устройства кожухи ковшей поступают к платформе для разливки в их положениях использования. Поэтому операторам не приходится производить операцию перемещения кожухов из их лежачего положения в их положение использования.

Более того, так как боковая поверхность кожуха доступна в устройстве с наружной стороны, кронштейн перемещения может непосредственно захватить кожух в устройстве и ввести его в установку. Таким образом, для введения кожуха не требуются тяжелые операции снятия кожуха вручную оператором. Поэтому значительно улучшаются условия работы операторов.

Кроме того, это устройство уменьшает число операций, в частности число операций снятия кожуха, проводимых на платформе, и, таким образом, упрощает введение кожуха в установку для разливки. Поэтому связанные с операциями разливки риски за счет длительного или трудоемкого введения кожуха в установку существенно снижаются.

Устройство также имеет много дополнительных преимуществ. В частности, оно позволяет повысить качество и срок службы кожухов ковшей. В частности, кожухи ковшей изготавливают из материала на базе оксида алюминия и графита, который имеет тенденцию к окислению при температуре жидкого металла, которая, например, близка к 1500°С в случае стали. Поэтому кожухи имеют воздухонепроницаемую глазурь, повышающую их стойкость к окислению при таких температурах. Однако во время операции перемещения кожухов, а также во время операции их распаковки, которые проводят известным ранее образом, кожухи могут стукаться друг об друга и поэтому глазурь на внешних поверхностях кожухов может отслаиваться. Кожухи, которые локально не имеют глазури, являются не такими стойкими к температуре, и их срок службы снижается. Такие кожухи даже склонны к разрушению при их использовании, что приводит к существенному снижению производительности разливки или даже к несчастным случаям на производстве. Устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет решить эти проблемы за счет хранения каждого кожуха отдельно в замкнутом пространстве во время транспортирования, что делает операцию распаковки излишней. В результате снижается доля кожухов, поврежденных до их использования, что делает операцию разливки более надежной и более рентабельной.

Настоящее изобретение также может иметь один или несколько признаков, приведенных далее:

- устройство содержит средства для установки в заданное положение кожуха относительно стойки и/или средства для установки в заданное положение стойки относительно опоры, такой как платформа для разливки. Эти средства установки в заданное положение, особенно когда они связаны друг с другом, упрощают взаимодействие стойки с устройством перемещения кожуха, которое содержит робот, производящий захват и замену кожухов в таком устройстве и/или в установке для разливки. В частности, этот робот знает точное положение каждого кожуха, несмотря на то, что он не снабжен усовершенствованными средствами обнаружения, такими как средства видеоконтроля. Это позволяет вводить кожухи в установку для разливки автоматически, но без существенного повышения расходов, связанных с технологической оснасткой, необходимой для введения кожуха в установку;

- устройство содержит средства для фиксации кожуха относительно стойки, причем эти средства фиксации преимущественно также образуют средства для установки кожуха в заданное положение. Средства фиксации позволяют снизить риски повреждения кожухов во время транспортирования, так как кожухи находятся в фиксированном положении и не могут стукаться о стенки отсеков, в которых находится каждый кожух. Если средства фиксации также образуют средства установки в заданное положение, то это позволяет упростить устройство;

- средства фиксации содержат множество штифтов, а преимущественно три штифта, которые могут взаимодействовать с выемками дополняющей формы в кожухе. Эти выемки могут быть образованы непосредственно на кожухе или на каркасе, окружающем кожух. Когда эти три штифта имеются на устройстве, это позволяет фиксировать кожух в негиперстатической ситуации;

- устройство содержит средства для подвешивания кожуха за один его конец, соответствующий впуску кожуха, образующий верхний конец кожуха, когда он находится в своем положении использования, за счет чего упрощается процесс установки кожуха в заданное положение и процесс крепления.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается также установка для хранения кожухов ковшей для разливки жидкого металла, которая содержит по меньшей мере два устройства для перемещения/хранения в соответствии с настоящим изобретением и по меньшей мере одно устройство перемещения, которое позволяет перемещать кожух между устройствами для перемещения/хранения и установкой для разливки.

Более того, установка для хранения также может иметь устройство для чистки кожухов, в частности, за счет вдувания кислорода. Это позволяет производить очистку кожухов ранее их возможного повторного использования, чтобы избежать отложений твердого металла в кожухах, которые могли бы нарушать протекание жидкого металла через них.

Установка также может иметь платформу, на которой установлены устройства для перемещения/хранения, а преимущественно устройство для перемещения и/или устройство для чистки, причем платформа и каждое устройство для перемещения/хранения содержат дополняющие средства для установки в заданное положение устройства относительно платформы.

Установка также может иметь по меньшей мере одно другое устройство для хранения, установленное на платформе, которое содержит один или несколько кожухов в резерве. Это, в частности, может быть полезно в том случае, когда последний неиспользованный кожух устройства разбился во время использования, причем это позволяет, в частности, исключить время простоя в процессе разливки.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается также способ разливки жидкого металла, который включает в себя следующие операции:

- извлечение кожуха из первой стойки в соответствии с настоящим изобретением;

- ведение этого кожуха в установку для разливки;

- проведение операций разливки;

- извлечение кожуха из установки для разливки; и

- возврат кожуха во вторую стойку в соответствии с настоящим изобретением.

Указанные первое и второе устройства для перемещения/хранения могут быть одинаковыми или различными, причем каждое из этих устройств может иметь один или несколько упомянутых выше признаков.

Этот способ обеспечивает перемещение и хранение кожухов более простым образом от начала до конца их использования и, таким образом, экономит время.

Более того, при использовании этого способа устройство для перемещения/хранения образует опору, которая позволяет легче отбирать отработавшие кожухи для последующей утилизации, без использования операторов для проведения этой операции. В самом деле, это хранение для последующей утилизации осуществляется автоматически, что также позволяет отбирать, без использования операторов, для последующей утилизации другие типы отходов, отличающиеся от кожухов, и направлять их смежникам, проводящим такие операции утилизации.

Кроме того, указанный способ позволяет предохранять только что использованные кожухи от любого контакта с оператором или с хрупким оборудованием, что является предпочтительным, учитывая очень высокую температуру кожухов сразу после использования, что, в частности, повышает безопасность оператора.

В соответствии со специфическим вариантом осуществления настоящего изобретения, ранее операции возврата кожуха в стойку, повторяют операции введения, разливки и извлечения для одной или нескольких других установок для разливки.

Таким образом, один и тот же кожух может быть использован в нескольких установках ранее его возврата в стойку. Число установок, в которых кожух должен быть использован, может быть определено с использованием объективных данных, связанных со средним сроком службы кожухов.

В соответствии со специфическим вариантом осуществления настоящего изобретения, ранее введения кожуха в другую установку для разливки, проводят операцию чистки кожуха, в частности, за счет вдувания кислорода.

Введение кожуха в другую установку для разливки преимущественно осуществляют в угловой ориентации, вдоль оси, соответствующей оси канала кожуха, которая отличается от ориентации, в которой кожух уже был введен в установку.

За счет этого увеличивается срок службы кожуха, так как износ на внутренней стенке кожуха будет лучше распределен за счет изменения ориентации кожуха относительно установки. Также будет лучше распределен износ на поверхности кожуха, которая находится в контакте с расположенным выше по течению элементом устройства.

Более того, ранее проведения первой операции удаления, устройства для перемещения/хранения устанавливают на платформу в заданных положениях, чтобы упростить осуществление способа перемещения при помощи автоматического устройства перемещения.

Преимущественно, производят обнаружение кожуха, хранящегося в данном местоположении в устройстве для перемещения/хранения, и если результат обнаружения положительный, то кожух, который хранится в этом местоположении, извлекают из него. За счет этого можно исключить ненужные операции перемещения, производимые при помощи автоматического устройства перемещения.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг.1 схематично показана установка для хранения кожуха ковша в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 показан вид в перспективе кожуха ковша устройства для перемещения/хранения в соответствии с одним специфическим вариантом осуществления настоящего изобретения, причем такое устройство принадлежит установке, показанной на фиг.1.

На фиг.3 показан вид в перспективе детали устройства, показанного на фиг.2.

На фиг.1 показана установка 10 для хранения кожуха ковша. Эта установка расположена в непосредственной близости от установки 12 для разливки, которая содержит металлургический резервуар 14, который, в частности, представляет собой ковш для хранения жидкого металла до его разливки, и разливочное устройство 16, которое позволяет распределять жидкий металл в различные литейные формы, расположенные ниже по течению от ковша.

Установка 10 для хранения предназначена для хранения кожухов 18 ковшей, предназначенных для перемещения жидкого металла из ковша 14 в разливочное устройство 16 в ходе разливки, которые содержит для этого канал для жидкого металла, протекающего из ковша в разливочное устройство; причем указанное устройство позволяет упростить введение кожухов в установку 12 для разливки.

Далее установка 10 для хранения будет описана более подробно. Эта установка для хранения содержит платформу 20, на которой расположены устройства для хранения, в данном случае стойки 22а и 22b, причем каждая стойка имеет три местоположения для хранения кожухов 18 ковшей, а также устройство 24 перемещения (манипулятор), которое позволяет перемещать кожух между различными устройствами для хранения и установкой 12 для разливки, и устройство 26 для чистки, которое, в частности, позволяет очищать кожухи ковшей за счет вдувания кислорода.

Как это показано на фиг.1, устройства 22 для перемещения/хранения доставляют к установке для хранения в ящике, причем их местоположения заполнены кожухами. Таким образом, эти устройства также служат для перемещения кожухов.

Далее будет подробно описано со ссылкой на фиг.2 устройство для перемещения/хранения, в частности стойка 22 установки 10.

Можно видеть, что устройство для перемещения/хранения образовано в виде стойки, имеющей три отсека 30а, 30b, 30с, каждый из которых образует местоположение для хранения кожуха ковша.

Стойка 22 выполнена так, что кожух в каждом из отсеков 30а, 30b, 30с хранится в своем положении использования, то есть в таком положении, в котором канал 31 кожуха является вертикальным.

Каждый отсек имеет три закрытые стороны, так что каждая из этих сторон имеет стенку, через которую кожух 18 не может быть введен в его положение использования, причем каждый отсек имеет, на лицевой стороне стойки, открытую сторону, образующую доступ 33 к каждому кожуху 18 ковша, в частности к боковой стороне кожуха, когда он находится в положении использования, так что устройство перемещения может захватывать этот кожух в стойке 22.

Стойка 22 дополнительно содержит, в каждом отсеке 30а, 30b, 30с, средства подвешивания кожуха за его входной конец. Эти средства также показаны на фиг.3 и представляют собой штифты 32, выступающие из верхнего конца стойки и предназначенные для взаимодействия с выемками в кожухе. В частности, стойка содержит, для каждого отсека 30а, 30b, 30с, три штифта 32, каждый из которых установлен на верхнем конце закрытой стороны отсека. Штифты 32 также служат для фиксации и установки кожуха в правильное положение в каждом из отсеков, а также для фиксации кожуха относительно стойки 22.

Кожух 18 имеет четыре выемки 34, по одной выемке на каждой стороне квадратного оголовья 36 кожуха 18. Штифты 32 и выемки 34 выполнены так, что любой штифт может заходить во все выемки, так что кожух может быть фиксирован в отсеке при взаимодействии выемки 34 кожуха с любым штифтом в отсеке на стойке 22.

Как это показано на фиг.2, стойка 22 на ее нижнем конце также содержит лапки 38 с отверстиями 39. Отверстия 39 служат для введения расположенных на платформе штифтов (не показаны) и, таким образом, образуют средства для установки устройства для хранения относительно платформы. Это позволяет улучшить удержание кожуха, положение которого относительно платформы точно определено, при помощи устройства 24 перемещения (манипулятора), особенно когда оно является автоматическим.

Следует иметь в виду, что установка для хранения не ограничена описанным здесь выше вариантом. В частности, эта установка может быть снабжена средствами, которые позволяют легче устанавливать стойки на указанной установке, в частности может быть снабжена конвейером. Кроме того, такая установка может иметь дополнительные устройства для хранения, в частности резервное устройство для хранения, что позволяет, например, хранить неиспользованные кожухи, которые могут быть использованы при возникновении проблем.

Аналогично, установка не обязательно должна быть снабжена устройством 26 для чистки, а устройством 24 перемещения (манипулятором) может управлять оператор.

Кроме того, каждое устройство 22 для хранения может иметь один или несколько отсеков, причем их число не ограничено тремя отсеками. Более того, средство для подвешивания кожуха в устройстве 22 для хранения может иметь только два штифта.

Можно также предусмотреть другое расположение кожухов в устройстве для хранения, в частности такое расположение, в котором они упираются в дно этого устройства. Устройство для хранения также может иметь все закрытые стороны, причем одна из закрытых сторон может иметь съемную или передвижную панель, обеспечивающую доступ к боковой стороне кожуха в его положении использования.

Устройства для хранения также могут быть использованы для хранения кожухов другой формы или элементов для разливки, образованных за счет комбинации кожуха и каркаса.

Средства для установки стойки в заданное положение относительно платформы могут быть факультативными или могут иметь другую форму, отличающуюся от описанной здесь выше.

Более того, два устройства 22а, 22b для хранения, введенные в установку, не обязательно должны быть одинаковыми.

Далее будет описан способ разливки жидкого металла, проводимый с использованием установки, показанной на фиг.1.

Сначала получают ящик, содержащий устройства 22 для хранения, и одно из этих полных устройств, в частности устройство 22а, берут и ставят на платформу. Это может быть осуществлено с использованием конвейера. Следует иметь в виду, что на платформе уже стоит пустое устройство 22b.

Затем монтируют стойки 22а и 22b с использованием дополняющих средств установки в заданное положение на стойках 22а, 22b и на платформе (например, отверстий 39 в лапках 38, взаимодействующих со штифтами). За счет этого стойки займут заданное положение на платформе.

После этого кожух удаляют из местоположения в первой стойке 22а с использованием манипулятора 24. Эту операцию проводят только в том случае, когда манипулятор 24 обнаружил, в частности, с использованием обычных средств обнаружения, что имеется кожух в соответствующем местоположении в стойке.

Когда манипулятор 24 несет кожух, то его вводят в установку 12 для разливки, а затем извлекают из установки 12 для разливки с использованием манипулятора 24 после проведения операции разливки.

Кожух затем вводят в устройство 26 для чистки при помощи продувки кислородом, что позволяет удалять отложения твердого материала на этом кожухе, после чего кожух вводят в новую установку для разливки, а пустой ковш 14 заменяют новым, одинаковым ковшом.

Эта операция повторного ввода кожуха в установку и извлечения из нее может быть повторена несколько раз. Затем, когда полагают, что кожух уже был использован достаточно, его извлекают из установки 12 для разливки, в которую он был введен, и устанавливают назад во вторую стойку 22b.

Способ затем возобновляют с использованием другого кожуха, который хранится в первой стойке 22а.

Когда первая стойка 22а является пустой и поэтому в ней нет оставшегося неиспользованного кожуха, тогда вторая стойка 22b будут полностью заполнена отработавшими кожухами. Вторую стойку 22b, которая содержит отработавшие кожухи, затем удаляют из установки для хранения и утилизируют, например направляют в место утилизации, где перерабатывают кожухи.

После этого первую стойку 22а перемещают в местоположение, в котором хранилась стойка 22b, и новую стойку, заполненную неиспользованными кожухами, перемещают в местоположение, в котором ранее находилась стойка 22а. Таким образом, может быть продолжен описанный здесь выше способ.

В качестве варианта можно предусмотреть, когда устройство содержит средства регулировки ориентации, позволяющие кожуху иметь различные ориентации в установке для разливки, введение кожуха в первой ориентации относительно оси его канала в первую установку для разливки во время первый операция введения кожуха, а затем новое введение кожуха во второй ориентации, или даже в третьей ориентации, в одну или несколько других установок для разливки.

Для этого установка для хранения может иметь специфическое местоположение, в которое манипулятор помещает кожух и затем вновь устанавливает его в другой ориентации. Она также может иметь средства для изменения ориентации, которые содержат поворотное основание, на которое манипулятор 24 устанавливает кожух. Это основание затем совершает поворот и манипулятор может удерживать кожух в той же самой ориентации, что и раньше, чтобы вновь ввести его в установку для разливки. Такие средства могут быть, например, частью устройства для чистки.

1. Устройство для перемещения и хранения по меньшей мере одной трубы (18) ковша для установки разливки жидкого металла, причем труба (18) ковша имеет канал, через который проходит жидкий металл, по существу идущий вдоль оси, причем устройство содержит стойку (22), предназначенную для хранения трубы (18) ковша в положении использования, в котором ось канала является вертикальной, причем стойка (22) содержит один или множество отсеков, каждый из которых образует местоположение для хранения трубы ковша и имеет открытую сторону на одной стороне стойки, образующую доступ (33) снаружи к боковой стороне трубы, когда она находится в своем положении использования, и средства для установки трубы в заданное положение и ее фиксации относительно стойки (22), причем средства фиксации содержат множество штифтов (32), преимущественно три штифта, взаимодействующие с ответными выемками (34) в трубе (18).

2. Устройство по п.1, которое содержит средства для установки стойки (22) в заданное положение относительно опоры, например, относительно платформы (20).

3. Устройство по п.2, которое содержит средства для подвешивания трубы за один ее конец, соответствующий впуску указанной трубы.

4. Труба ковша для разливки жидкого металла, имеющая множество выемок (34), преимущественно по меньшей мере три выемки (34), предназначенные для взаимодействия со штифтами (32) стойки (22) устройства по п.1.

5. Установка (10) для хранения труб ковшей для разливки жидкого металла, содержащая по меньшей мере два устройства (22а, 22b) для перемещения и хранения по одному из пп.1-3, и по меньшей мере один манипулятор (24) для перемещения трубы (18) между устройствами (22а, 22b) дляперемещения и хранения и установкой (12) для разливки.

6. Установка (10) по п.5, которая дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство (26) для чистки труб, в частности, за счет вдувания кислорода.

7. Установка (10) по одному из пп.5-6, которая содержит платформу (20), на которой расположены устройства (22а, 22b) для перемещения и хранения, преимущественно манипулятор (24) для перемещения трубы ковша и устройство (26) для чистки, причем платформа и каждое устройство (22а, 22b) для перемещения и хранения содержат дополняющие средства (39) для установки устройства в заданное положение относительно платформы.

8. Способ перемещения и хранения труб ковшей для разливки жидкого металла, включающий следующие операции:
- удаление трубы (18) из первой стойки (22а) устройства по п.1,
- введение этой трубы (18) в установку (12) для разливки,
- извлечение трубы (18) из установки (12) для разливки после проведения операции разливки, и
- возврат трубы (18) во вторую стойку (22b) устройства по п.1.

9. Способ по п.8, в котором ранее операции возврата трубы производят операции введения и извлечения после операции разливки для одного или нескольких других ковшей.

10. Способ по п.9, в котором ранее нового введения трубы (18) в другую установку для разливки проводят операцию ее чистки, в частности, за счет вдувания кислорода.

11. Способ по одному из пп.9, 10, в котором операцию нового введения трубы в другую установку для разливки проводят в угловой ориентации, вдоль оси, соответствующей оси канала кожуха, причем эта ориентация отличается от ориентации, в которой труба была введена в предыдущую установку.

12. Способ по п.8, в котором ранее проведения первой операции удаления трубы устройства (22а, 22b) для перемещения и хранения устанавливают на платформе (20) в заданных положениях.

13. Способ по п.8, в котором при обнаружении того, что в местоположении (30а, 30b, 30с) в устройстве (22а, 22b) для перемещения и хранения хранится труба (18), ее удаляют из него.