ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР ЛИТЕЙНОГО КОВША Российский патент 1998 года по МПК B22D41/22 

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

Известен шиберный затвор литейного ковша (патент РФ N 2043856, кл. B 22 D 41/22). Затвор содержит верхнюю раму с неподвижной огнеупорной плитой и поджатую к верхней раме пружинным механизмом нижнюю раму с окном. На боковых сторонах окна нижней рамы консольно установлены роликовые опоры, по которым перемещаются направляющие выступы каретки с подвижной огнеупорной плитой. Кроме того, на одной из рам шарнирно установлены валы, несущие эксцентрики с возможностью взаимодействия их со второй рамой.

К недостаткам данной конструкции можно отнести ее громоздкость (наличие двух рам), сложность ее сборки, а самое главное - трудность обеспечения контакта всех четырех опорных роликов с направляющими выступами каретки, что не обеспечивает надежного контакта поверхностей двух огнеупорных плит и может привести к прорыву расплавленного разливаемого металла.

Известен шиберный затвор литейного ковша, который выбран в качестве прототипа (патент РФ N 2048260, кл. B 22 D 41/22). Затвор содержит монтажную раму П-образной формы с боковыми стенками, расположенными параллельно продольной оси. Неподвижная огнеупорная плита затвора установлена в монтажной раме, а подвижная установлена в каретке. На боковых стенках рамы параллельно и попарно по обе стороны от продольной оси подвижной огнеупорной плиты установлены четыре рычага, взаимодействующие с прижимными блоками и несущие опорные ролики, на которых посредством направляющих выступов установлена каретка, связанная с механизмом ее перемещения шарниром.

К недостаткам данной конструкции можно отнести сложность обеспечения рациональной ее компоновки при заданных оптимальных точках прижима огнеупорных плит, особенно на малых ковшах, в виду наличия громоздких рычажных прижимных механизмов, а также невозможность применения таких эффективных пружинных механизмов, как газовые пружины. Кроме того, данная конструкция не позволяет организовать эффективную защиту пружинных механизмов от теплового воздействия и их охлаждение.

Настоящее изобретение обеспечивает рациональную компоновку конструкции шиберного затвора, особенно для малых ковшей, при заданных оптимальных точках приложения прижимного усилия к огнеупорным плитам, а также позволяет достаточно просто организовать защиту пружинных механизмов от теплового воздействия и их охлаждение.

Для этого в шиберном затворе литейного ковша, содержащем П-образной формы монтажную раму с боковыми стенками, параллельными продольной оси затвора, неподвижную огнеупорную плиту, установленную в монтажной раме, и подвижную огнеупорную плиту, установленную в каретке, поджатые одна относительно другой посредством пружинных блоков, механизм перемещения каретки, шарнирно связанный с ней, а также содержащем опорные ролики, расположенные на боковых стенках рамы попарно по обе стороны от продольной оси затвора и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, расстояние между которыми по одной стороне каретки больше диаметра ролика, а их длина - меньше расстояния между роликами, каждый опорный ролик снабжен независимой подвеской. При этом боковые стенки рамы выполнены полыми, а подвески роликов размещены в полостях стенок рамы. Каждая подвеска содержит T-образную траверсу, вертикальная стойка которой размещена в направляющих пазах, выполненных в стенках рамы и на своем свободном конце посредством полуоси консольно несет опорный ролик. Две боковые полки каждой траверсы взаимодействуют с пружинными блоками, опирающимися на крышку, закрепленную на нижнем торце соответствующей боковой стенки рамы.

Каждый пружинный блок может быть выполнен в виде газовой пружины и регулировочного винта, установленного в крышке. Также каждый пружинный блок может быть выполнен в виде стержня и размещенной на стержне витой или тарельчатой пружины, взаимодействующей с неподвижным упором, закрепленным на одном конце стержня, и подвижным упором, размещенным на втором конце стержня, снабженного фиксатором, размещенным в продольном пазу стержня и опирающимся на крышку, причем в крышке выполнено фигурное отверстие под проход пружинного блока с фиксатором.

Полости боковых стенок рамы, в которых размещены подвески опорных роликов, соединены с системой принудительного охлаждения.

На фиг. 1 показан продольный разрез затвора; на фиг. 2 - поперечный разрез затвора по оси разливочного стакана; на фиг. 3 - вид A, фиг. 1, со снятыми крышками; на фиг. 4, 5 - продольный разрез A-A, фиг. 3, подвески опорного ролика на пружинных блоках с витой пружиной и газовой пружиной соответственно; на фиг. 6 - поперечный разрез B-B, фиг. 4, подвески опорного ролика на пружинных блоках с витой пружиной; на фиг. 7 - вид B, фиг. 6, фигурное отверстие в крышке; на фиг. 8 - общий вид шиберного затвора в открытом положении.

Шиберный затвор литейного ковша содержит монтажную раму 1 П-образной формы с двумя боковыми полыми стенками 2, 3, расположенными параллельно продольной оси затвора. В монтажной раме 1 размещена неподвижная огнеупорная плита 4 со сливным отверстием, а в полостях боковых стенок 2, 3 рамы попарно размещены подвески, несущие опорные ролики 5. Каждая подвеска содержит T-бразную траверсу 6, вертикальная стойка 7 которой размещена в направляющих пазах 8, выполненных в боковых стенках 2, 3 рамы 1. Вертикальная стойка 7 траверсы 6 на своем свободном конце посредством полуоси 9 несет опорный ролик 5. Траверса 6 имеет, по крайней мере, две боковые полки 10, 11, которые взаимодействуют с пружинными блоками 12 (или 13), опирающимися на крышку 14, закрепленную на нижнем торце каждой из боковых стенок 2, 3 рамы 1.

Затвор также содержит каретку 15, несущую подвижную огнеупорную плиту 16 с коллектором 17, и установленную на опорных роликах 5 посредством направляющих выступов 18. Причем расстояние между ближайшими кромками направляющих выступов 18 каретки 15 больше диаметра ролика 5, а длина направляющих выступов 18 каретки 15 меньше расстояния между опорными роликами 5. Каретка 15 связана с механизмом ее перемещения, например, со штоком гидроцилиндра (на чертеже не показан) тягой 19 с возможностью поворота вокруг шарнира 20 и схода с опорных роликов 5.

Полости боковых стенок 2, 3 рамы 1 соединены трубопроводами 21 с системой принудительного охлаждения (на чертеже не показана).

Каждый пружинный блок может быть выполнен на базе газовой пружины 13, взаимодействующей одним концом с боковой полкой 10 (11) траверсы 6, а вторым концом - с регулировочным винтом 22, ввернутым в крышку 14.

Пружинный блок может быть выполнен в виде предварительно собранной и отрегулированной по усилию конструктивной единицы, содержащей стержень 23, пружину 24, взаимодействующую одним концом с неподвижным упором 25, закрепленном на одном конце стержня 23, а вторым концом - с подвижным упором 26, распложенном на втором конце стержня 23 и снабженного фиксатором 27, размещенном в продольном пазу 28 стержня 23. Фиксатор 27 выполнен с возможностью взаимодействия с крышкой 14. Для удобства и быстродействия установки пружинных блоков, в крышке 14 выполнены фигурные отверстия 29 для прохода пружинного блока с фиксатором 27.

Работает шиберный затвор следующим образом. Для выпуска жидкого металла из ковша приводом при помощи тяги 19 перемещают каретку 15, несущую подвижную огнеупорную плиту 16, при этом боковые направляющие выступы 18 каретки 15 перемещаются по опорным роликам 5, закрепленным на подвесках, подпружиненных посредством пружинных блоков 12(13) относительно рамы 1. Шлифованная поверхность подвижной плиты 16 скользит по шлифованной поверхности неподвижной плиты 4, установленной в монтажной раме 1, закрепленной, в свою очередь, на днище плавильного ковша. В этом случае в зоне сливных отверстий двух плит 4 и 16 происходит либо полное совмещение отверстий для прохода струи жидкого металла из ковша, либо его дросселирование, а при обратном перемещении каретки 15 - полное закрытие затвора.

Для исключения проникновения жидкого металла в разъем между плитами используется независимая подвеска для каждого опорного ролика 5. При этом пружинные блоки 12(13) каждой подвески, опираясь на крышку 14 рамы 1, воздействуют на боковые полки 10, 11 траверсы 6 и передают усилие прижима через вертикальную стойку 7 к опорному ролику 5, обеспечивая, тем самым, упругое поджатие подвижной огнеупорной плиты 16 к неподвижной огнеупорной плите 4 и надежный контакт между ними по всей их поверхности.

При отработке необходимого количества циклов слива жидкого металла производят замену огнеупорных плит 4 и 16. Для этого каретку 15 перемещают до попадания направляющих выступов 18 в зазор между опорными роликами 5, после чего каретку 15 поворачивают вокруг шарнира 20 тяги 19, открывая доступ к огнеупорным плитам 4 и 16.

Для замены и регулировки пружинных блоков на основе газовых пружин 13 снимают крышку 14 и извлекают из полостей боковых стенок 2, 3 рамы 1 газовые пружины.

Для замены и регулировки пружинных блоков на основе пружин сжатия и тарельчатых пружин крышку 14 снимать необязательно. В данном случае пружинный блок поворачивают до совмещения фиксатора 27 с проемом фигурного отверстия 29 в крышке 14, после чего пружинный блок извлекают.

Предложенная конструкция шиберного затвора компактна, удобна в сборке и эксплуатации, позволяет производить быструю замену расходных материалов. Кроме того, данная конструкция позволяет защитить от теплового воздействия, регулирующие усилие поджатия огнеупорных плит, пружинные блоки и весьма просто организовать их охлаждение. Все это значительно повышает надежность эксплуатации шиберного затвора и исключает прорыв жидкого металла в зазор между плитами.

Использование: изобретение относится к шиберному затвору, предназначенному для разливки стали и других жидких металлов. Затвор содержит монтажную раму П-образной формы с боковыми полыми стенками, параллельными продольной оси затвора. В полостях стенок попарно размещены независимые подвески, несущие опорные ролики, взаимодействующие с направляющими выступами каретки, в свою очередь, несущей подвижную огнеупорную плиту, поджатую к неподвижной огнеупорной плите, установленной в монтажной раме. Каретка связана с приводом ее продольного перемещения шарнирно с возможностью схода с опорных роликов и поворота вокруг шарнира. При этом каждая подвеска содержит T-образную траверсу с вертикальной стойкой, несущей на своем свободном конце опорный ролик, и боковые полки, опирающиеся на крышку, закрепленную на нижнем торце боковых стенок рамы посредством пружинных блоков. Обеспечивается рациональная компановка конструкции, быстрая замена пружинных блоков и защита их от теплового воздействия. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Шиберный затвор литейного ковша, содержащий П-образную монтажную раму с боковыми стенками, параллельными продольной оси затвора, каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты, установленные соответственно в монтажной плите и каретке и поджатые одна к другой посредством пружинных блоков, опорные ролики, расположенные на боковых стенках рамы попарно по обе стороны от продольной оси затвора и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, расстояние между которыми по одной стороне больше диаметра ролика, а длина которых меньше расстояния между роликами, механизм перемещения каретки, шарнирно связанный с ней, отличающийся тем, что он снабжен подвесками опорных роликов, выполненными в виде Т-образных траверс, на свободных концах вертикальных стоек которых закреплены консольно посредством полуосей опорные ролики, боковые стенки рамы выполнены полыми, с направляющими пазами и имеют крышки, закрепленные на нижних торцах, при этом подвески установлены в полостях боковых стенок, вертикальные стойки траверс размещены в направляющих пазах стенок, а пружинные блоки размещены между боковыми полками траверс и крышками боковых стенок рамы. 2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что каждый пружинный блок выполнен в виде стержня с неподвижным упором на одном конце и подвижным на другом, пружины, расположенной на стержне между упорами, фиксатора, размещенного в продольном пазу стержня с возможностью взаимодействия с крышкой боковой стенки рамы, причем в крышке выполнено фигурное отверстие для прохода пружинного блока с фиксатором. 3. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что полости боковых стенок рамы соединены с системой принудительного охлаждения.