УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВА ФУТЕРОВКИ КОВШЕЙ Российский патент 2016 года по МПК B22D41/15 

Изобретение относится к применяемым в металлургии электропечам сопротивления, а именно к нагревательным электропечам со стержневыми нагревательными элементами, применяемыми для электрического нагрева и сушки футеровки металлургических и литейных ковшей.

Аналогичные конструкции установок электрической сушки и подогрева футеровки металлургических и литейных ковшей разрабатываются и поставляются потребителям фирмой «CS Elektro as" Норвегия (каталог Electric Drying and Preheating for refractory Linings).

В качестве ближайшего аналога изобретения принята установка для электрического нагрева и сушки футеровки металлургических и литейных ковшей, содержащая теплоизолирующую крышку с закрепленными на ней нагревателями сопротивления и источник электропитания (SU 1662756 А1, 15.07.1991).

Как показывает опыт эксплуатации электропечей, предназначенных для нагрева и сушки футеровки ковшей, их огромным преимуществом по сравнению с пламенными нагревательными печами являются высокий тепловой КПД (до 90%) и отсутствие вредных выбросов в окружающее пространство.

Однако основным недостатком вышеуказанных конструкций электронагревательных установок являются низкая стойкость нагревателей, обладающих повышенной хрупкостью и выходящих из строя при повышенных скоростях перемещений и частых поломках в результате контакта с наплывами шлака и металла, обусловленных зарастанием сечения ковша при его эксплуатации.

Исходя из вышесказанного основной задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение срока службы нагревателей.

Техническим результатом применения заявляемого изобретения является повышение осевой симметрии группы перемещаемых нагревателей, а также устранение ударных нагрузок, приводящих к их поломкам.

Положительным результатом использования заявляемого изобретения является также эффективность и удобство контроля рабочего состояния нагревателей.

Вышеуказанные технические результаты при реализации изобретения достигаются тем, что в отличие от известных конструкций нагревательных печей излучаемая нагревателями энергия практически полностью усваивается стенками ковша.

На фиг. 1, 2, 3 представлен общий вид установки. Установка состоит из нагревателей сопротивления (1), закрепленных на теплоизоляционной крышке (3), которая при помощи гибких тяг (2) подвешена на траверсе (5). По обоим краям траверсы (5) расположены рычажные подъемники (6) и амортизаторы (8), которые установлены на рабочей площадке (9). На ней также расположен тепловой экран (10), охватывающий крышку (3) с нагревателями (1); по краям экрана расположены вертикальные пазы для перемещения траверсы (5). Под рабочей площадкой (9) расположен рельсовый путь (11), по которому перемещается тележка (12), на верхней стороне которой расположены ловители (13), внутри которых установлен сталеразливочный ковш (4).

Установка снабжена лазерным датчиком системы обнаружения настылей (14), закрепленным на рабочей площадке (9) на пути перемещения ковша (4) и датчиком угла наклона (7), закрепленным на траверсе (5). Установка имеет силовой тиристорный шкаф (15) и шкаф контроля и управления (16).

Установка работает следующим образом.

При помощи цехового крана сталеразливочный ковш (4) устанавливают на тележку (12), расположенную на позиции «загрузка», при помощи ловителей (13) ковш (4) центруется на тележке (12) в строго определенной позиции. После этого тележка (12) с ковшом (4) при помощи электромеханического привода подается под рабочую площадку (9) на позицию нагрева. По сигналу из шкафа контроля и управления (16) рычажные подъемники (6) начинают складываться и траверса (5) с подвешенной на ней при помощи гибких тяг (2) крышкой (3) с нагревателями (1) опускается вниз до тех пор, пока крышка (3) не ляжет на верхний торец ковша (4). Наличие гибких тяг (2) обеспечивает надежный контакт крышки (3) с верхним торцом сталеразливочного ковша (4) даже при незначительных неровностях последнего. После этого от силового тиристорного шкафа (15) подается питание на нагреватели (1) и происходит нагрев футеровки сталеразливочного ковша (4). После окончания нагрева траверсу (5) с крышкой (3) и нагревателями (1) рычажными подъемниками (6) перемещают в крайнее верхнее положение, где они находятся до следующего цикла, защищенные тепловым экраном (10) от резкого охлаждения. После подъема нагревателей (1) тележку (12) с ковшом (4) перемещают на позицию разгрузки, где снимают нагретый ковш (4) и устанавливают новый, после чего цикл повторяют.

Для того чтобы исключить механическую поломку нагревателей от наплывов шлака и металла на верхнем торце ковша установка снабжена лазерным датчиком (14), закрепленным на рабочей площадке (9) на пути перемещения ковша. В случае, когда наплывы превышают допустимую величину, лазерный датчик (14) срабатывает и по сигналу из шкафа контроля и управления (16) тележка возвращается в исходное положение для чистки ковша (4).

В случае, когда наплывы меньше допустимых размеров, тележка (12) с ковшом (4) останавливается на позиции нагрева. Траверса (5) с крышкой (3) и нагревателями (1) опускается в нижнее положение, крышка (3) упирается в наплыв на торце ковша (4), нагрузка на траверсу (5) снижается, и она останавливается амортизатором (8), так как рабочая нагрузка амортизаторов (8) не превышает суммарного веса траверсы (5) с закрепленной на ней крышкой (3) с нагревателями (1). В это время противоположная сторона траверсы (5) еще находится под нагрузкой от закрепленной на ней при помощи гибких тяг (2) крышки (3) и продолжает опускаться вниз. В результате срабатывает датчик (7) угла наклона, контролирующий вертикальное положение при перемещении.

Складывание рычажных подъемников (6) прекращается, а следовательно, прекращается опускание крышки (3), и нагреватели (1) не ломаются в результате отсутствия удара о футеровку сталеразливочных ковшей (4).

Изобретение относится к металлургии. Установка содержит механизм перемещения ковша, стержневые нагреватели сопротивления, закрепленные на теплоизолированной крышке, подвешенной посредством гибких тяг на траверсе, рычажными подъемниками для перемещения траверсы, которые установлены на рабочей площадке. На траверсе установлен лазерный датчик, контролирующий вертикальное положение нагревателей при перемещении траверсы. На рабочей площадке закреплен лазерный датчик для обнаружения настылей на верхней торцевой поверхности ковша. Процессами нагрева и перемещения нагревателей и ковша осуществляет система автоматического управления. Обеспечивается устранение ударных нагрузок, приводящих к обрывам нагревателей, и повышение срока службы группы нагревателей. 4 ил.

Установка для электрического нагрева и сушки футеровки металлургических и литейных ковшей, содержащая теплоизолирующую крышку с закрепленными на ней нагревателями сопротивления и источник электропитания, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом перемещения ковша, траверсой, рычажными подъемниками для перемещения траверсы, установленными на рабочей площадке, лазерным датчиком угла наклона нагревателей, установленным на траверсе, контролирующим вертикальное положение нагревателей при перемещении траверсы, системой обнаружения настылей на верхней торцевой поверхности ковша, содержащей лазерный датчик, закрепленный на рабочей площадке, и системой автоматического управления процессами нагрева и перемещения нагревателей и ковша, причем теплоизолирующая крышка закреплена на траверсе посредством гибких тяг.