СТАНОК ДЛЯ ЧИСТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОВШЕЙ Российский патент 1995 года по МПК B22D43/00 

Изобретение относится к области металлургии, а более точно - к устройствам для чистки металлургических ковшей.

Одной из проблем в данной отрасли техники является механизация работ по очистке ковша, снижение запыленности и уровня шума на рабочем месте, сокращение трудоемкости очистки, сохранение футеровки ковша и увеличение межремонтного периода.

Известен способ удаления шлака из металлургического ковша и устройство для его осуществления. Шлак удаляется путем его отсоса с поверхности расплавленного металла. Для этого имеется всасывающая головка, которая может быть установлена на рабочей тележке, перемещающейся по рельсам и останавливающейся в заданном положении. Всасывающая головка через всасывающий трубопровод соединена с отсасывающим механизмом. Предложенный способ позволяет увеличить период использования ковша без его очистки. Однако поскольку весь шлак не удаляется полностью, через определенное время происходит зашлаковывание ковша и проблема его очистки возникает. Кроме очистки ковша, возникает проблема и очистки всей отсасывающей системы.

Известен также способ удаления шлака с поверхности расплавленного металла механическим путем и устройства для осуществления такого способа. Заявленное устройство содержит неподвижный скребок и подвижный нож. Скребок и нож вводятся в литейный ковш. Нож перемещается к скребку и сдвигает шлак, при этом при сближении ножа и скребка образуется замкнутая емкость. Затем нож и скребок извлекаются из литейного ковша и располагаются над транспортерным контейнером. Нож отводится от скребка, а шлак стекает в контейнер.

Известно устройство для очистки ковшей, в котором очистка осуществляется с использованием металлических щеток. Указанное устройство содержит жесткую трубчатую направляющую, установленную на тележке. Тележка, в свою очередь, установлена на поверхности портального крана и может перемещаться вдоль него. Кран перемещается в помещение, в котором осуществляется очистка ковшей. Через направляющую проходит телескопическая подвеска, состоящая из нескольких труб. Нижний конец последней внутренней трубы выполнен в виде вилки, в которой свободно поворачивается поддерживающий стакан. В стакане установлен механизм вращения, который можно независимо фиксировать в произвольном положении и перемещать в осевом направлении. На валу механизма вращения установлено несколько очищающих элементов, выполненных в виде металлических щеток.

При применении щеток в качестве очищающих элементов процесс очистки ковша длителен во времени. Кроме того, наблюдается при этом значительный износ щеток, а поэтому требуется их большое количество. Процесс очистки характеризуется большой запыленностью и сопровождается высоким уровнем шума. Само устройство обладает большой сложностью и значительными габаритами.

Известно также устройство для очистки ковшей, в котором используются цепи. Это устройство также имеет портальную конструкцию, содержащую мост и тележку. С тележки свешивается шток, который может совершать возвратно-поступательное колебательное движение вокруг продольной осевой линии штока. На нижнем конце штока вращается держатель, к которому своими концами прикреплены цепи. Цепи соударяются с очищаемой поверхностью, причем одновременно с вращением держателя шток совершает возвратно-поступательные колебания вокруг вертикальной оси.

По сравнению с указанными устройствами, данные устройства обладают более высокой производительностью, а поэтому период между двумя последовательными очистками ковша может быть увеличен. Однако данные устройства могут повредить футеровку ковша, а соударение цепей с очищаемой поверхностью вызывают сильный шум. Само устройство обладает большой сложностью и значительными габаритами.

Известно устройство для чистки металлургических ковшей, содержащее самоходную тележку с рамой, привод поворота рамы, установленный на раме пробивной механизм, снабженный приводными пневмоцилиндрами перемещения пробивного механизма по раме, и привод вертикального перемещения рабочего органа механизма. Удаление шлака из ковша осуществляется путем его скалывания пробивным механизмом при вращении рамы и перемещения по раме пробивного механизма.

Указанное устройство имеет большие габариты, обладает известной сложностью, а также не исключает повреждение футеровки ковша при скалывании шлака.

Наиболее близкой по своей технической сущности к изобретению является установка для удаления шлака из разливочного ковша, содержащая станину, установленный с возможностью перемещения по станине стол, соединенный с приводом, шпиндель, имеющий опору и корпус, и соединенный с приводами вращения и линейного перемещения.

Однако очистка ковшей на установке этого типа практически неосуществима, если ковш при этом имеет неснимаемую траверсу. Кроме этого, удаление шлака во время очистки ковша на такой установке также представляет сложную проблему. Следует отметить, что указанное устройство обладает большой сложностью.

Целью изобретения является расширение технических возможностей станка и упрощение его конструкции.

В основу изобретения была положена задача создать станок для очистки металлургических ковшей, который обладал бы упрощенной конструкцией и который позволял бы осуществлять очистку ковшей с неснимаемыми траверсами.

Указанная задача решается тем, что в станке для чистки металлургических ковшей, содержащем станину, установленный с возможностью перемещения по станине стол, соединенный с приводом, шпиндель, имеющий опору и корпус и соединенный с приводами вращения и линейного перемещения, стол выполнен в виде поворотного кольца, а опора шпинделя закреплена на станине и размещена внутри кольца.

Целесообразно в верхней части шпинделя разместить защитный кожух и выполнить его в виде многосекционного телескопического цилиндра, при этом внутренняя секция телескопического цилиндра закреплена на станине, а наружная секция телескопического цилиндра закреплена на корпусе шпинделя.

Такое конструктивное выполнение станка для чистки металлургических ковшей обеспечивает надежную очистку ковша с неснимаемой траверсой. Кроме того, предлагаемая конструкция станка обеспечивает надежное удаление шлака во время очистки ковша. Следует также отметить, что патентуемый станок имеет простую конструкцию. Другие особенности и преимущества изобретения будут выявлены при рассмотрении конкретного примера его выполнения и прилагаемых чертежей.

На фиг.1 показан общий вид станка с частичными вырывами; на фиг.2 - кинематическая схема станка; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Станок 1 для чистки металлургического ковша 2 содержит станину 3, установленный с возможностью перемещения по станине стол 4 с салазками 5. Стол 4 снабжен приводом вращения 6 стола и приводом перемещения 7 стола. На станине 3 установлена опора 8, а внутри опоры размещен шпиндель 9, на верхнем конце которого закреплен известным способом режущий инструмент 10, который предпочтительно выполнить в виде торцовой фрезы. Круглый стол 4 выполнен в виде кольца 11, а опора 8 так установлена на станине 3, что она оказывается расположенной внутри кольца 11.

Шпиндель 9 снабжен двумя приводами: вращения 12 и линейного перемещения 13. К станине 3 прикреплена воронка 14, которая совместно с внутренней полостью станины 3 и внутренней полостью стола 4 образует единый герметичный объем для срезаемого шлака. К воронке 14 может быть прикреплен либо транспортный контейнер, либо транспортная система для удаления образующего при чистке ковша шлака.

Привод вращения 6 стола 4 содержит электродвигатель 15 и редуктор 16, выполненный в виде понижающей планетарной передачи 17, конической зубчатой пары 18 и цилиндрического зубчатого колеса 19, сцепленного с зубчатым ободом 20, закрепленным на столе 4.

Привод перемещения 7 стола 4 содержит электродвигатель 21 и редуктор 22, выполненный в виде понижающей планетарной передачи 23 и ходового винта 24, который сцеплен с гайкой 25, жестко соединенной с салазками 5 стола 4. Винт 24 и гайка 25 закрыты кожухом 26.

Привод вращения 12 шпинделя 9 содержит электродвигатель 27 и понижающий редуктор 28, выполненный в виде цилиндрической зубчатой пары 29 и конической зубчатой пары 30, жестко соединенной со шлицевым валом 31, с которым соединено зубчатое колесо 32, сцепленное с зубчатым колесом 33 шпинделя 9.

Привод линейного перемещения 13 шпинделя 9 содержит электродвигатель 34 и понижающий редуктор 35, выполненный в виде цилиндрической зубчатой пары 36 и червячной передачи 37, червячное колесо которой жестко соединено с ходовым винтом 38, сцепленным с гайкой 39. Гайка 39 и зубчатые колеса 32 и 33 размещены в ползуне 40, который перемещается в опоре 8 вдоль ее направляющего вала 41. В ползуне 40 в подшипниковых опорах размещается шпиндель 9.

В верхней части шпинделя 9 размещен защитный кожух 42, выполненный в виде четырехсекционного телескопического цилиндра, части которого последовательно входят одна в другую. Внутренняя секция цилиндра закреплена на станине 3 станка, а наружная секция цилиндра закреплена на корпусе 43. Каждая секция цилиндра выполнена из трубчатой обечайки 44, на нижнем конце которой закреплен цилиндрический поясок 45, а противоположный конец обечайки 44 снабжен кольцом 46 с двумя уступами 47 и 48.

Принцип работы станка для очистки металлургических ковшей заключается в следующем.

Неснимаемую траверсу фиксируют на ковше таким образом, чтобы обеспечивался безопасный разворот ковша на 180^о. Ковш 2 в перевернутом состоянии с помощью крана (не показан) устанавливается на стол 4 станка 1 и закрепляется известным способом. Ковш устанавливают и центрируют относительно оси вращения стола 4 известным способом, при этом его внутренняя полость совпадает с полостью кольца 11. В результате этого при фрезеровании настылей ковша обеспечивается простым способом удаление шлака, который фрезой отбрасывается от стенок ковша и падает вниз, проходя через полость, образованную кольцом стола, станиной и воронкой.

Очистка литейного ковша с внутренней цилиндрической полостью осуществляется следующим образом. Включается привод вращения шпинделя 9. От электродвигателя 27 через зубчатые пары 29 и 30, шлицевой вал 31, зубчатые колеса 32 и 33 шпиндель, а вместе с ним и фреза получают вращения. Затем включается привод вращения 6 стола 4 от электродвигателя 15. Планетарный редуктор 17, зубчатую пару 18 и зубчатое колесо 19, зубчатый обод 20, стол 4, а вместе с ним и ковш 2 получают вращение. Для очистки стенок цилиндрического ковша включается привод линейного перемещения шпинделя 9. От электродвигателя 34, зубчатой пары 36, червячной пары 37 вращение получает ходовой винт 38. Вращение ходового винта 38 вызывает перемещение ползуна 40, а вместе с ним и шпинделя 9. При перемещении ползуна колесо 32 перемещается вместе с ним вдоль шлицевого вала 31 без разрыва кинематической цепи вращения шпинделя.

Таким образом, совместным вращением шпинделя 9 и стола 4 при перемещении вверх шпинделя осуществляется очистка стенок ковша 2. Для очистки дна ковша шпиндель необходимо опустить, затем включить привод вращения 12 шпинделя, а затем включить привод перемещения 7 стола 4. Движение от электродвигателя 21, планетарной передачи 23 и ходового винта 24 вызовет перемещение салазок 5 и стола 4. Перемещение стола 4 будет осуществлено на величину несколько меньшую диаметра фрезы 10. Затем будет включен привод вращения 6 стола 4.

При зашлакованности ковша в большой степени очистка его стенок и дна может быть осуществлена за несколько проходов. В случае же, если внутренняя полость ковша 2 представляет из себя усеченный конус, то при очистке стенок ковша к существующим трем движениям: вращение стола, вращение шпинделя и перемещение шпинделя, добавляется четвертое движение - перемещение стола. Однако следует отметить, что при этом требуется выдерживать определенное соотношение между перемещением стола и вертикальным перемещением режущего инструмента.

При перемещении шпинделя 9 вверх защитный кожух 42 начинает расправляться. Наружная обечайка 44 поднимается вверх, в то время как все остальные обечайки остаются неподвижными. Цилиндрический уступ 48 наружной обечайки скользит по наружной поверхности следующей обечайки. После того, как этот уступ войдет в контакт с уступом 47 кольца 46 следующей обечайки, начнется подъем второй обечайки. Далее таким же способом будет происходить подъем следующей обечайки, кроме последней, которая неподвижно охватывает выступающую часть станины 3 станка.

При опускании шпинделя происходит процесс складывания защитного кожуха 42, при этом включение и выключение из движения обечаек будет происходить в последовательности, обратной подъему, однако в этом случае с наружными торцами колец 46 будут вступать во взаимодействие уступы 48 последующих наружных обечаек.

Такая конструкция защитного кожуха предохраняет от попадания в подвижные части шпинделя шлаковой пыли и тем самым повышается надежность станка.

Предлагаемый станок для чистки металлургических ковшей обеспечивает простое размещение ковша на станке и простой и удобный доступ режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям ковша, что особенно проявляется, когда очистке подвергаются ковши с неснимаемыми траверсами, кроме того, в станке обеспечивается простой способ удаления шлака из зоны очистки, при этом не происходит запыление рабочей зоны. Следует отметить, что станок обеспечивает очистку ковшей как с цилиндрическими стенками, так и с конусообразными. Причем все эти преимущества достигаются при одновременном упрощении конструкции станка, которая в силу своей простоты обладает и высокой степенью надежности.

Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения, показанная на чертежах, представляет собой только возможный предпочтительный вариант его осуществления. Однако могут быть использованы и другие различные варианты в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов. Но все эти изменения не должны выходить за пределы сущности и объема изобретения.

Изобретение относится к области металлургии. Станок для чистки металлургических ковшей содержит станину, установленный с возможностью перемещения по станине стол, соединенный с приводом, и шпиндель с опорой и корпусом, соединенный с приводами вращения и линейного перемещения. Согласно изобретению, стол выполнен в виде поворотного кольца, а опора шпинделя закреплена на станине и размещена внутри кольца. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СТАНОК ДЛЯ ЧИСТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОВШЕЙ, содержащий станину, установленный с возможностью перемещения по станине стол, соединенный с приводом, шпиндель, имеющий опору и корпус, соединенный с приводами вращения и линейного перемещения, отличающийся тем, что стол выполнен в виде поворотного кольца, а опора шпинделя закреплена на станине и размещена внутри кольца. 2. Станок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен защитным кожухом, размещенным в верхней части шпинделя и выполненным в виде многосекционного телескопического цилиндра, при этом внутренняя секция телескопического цилиндра закреплена на станине, а наружная секция - на корпусе шпинделя.