УДЕРЖИВАЮЩАЯ ШАХТА ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ЛОМА Российский патент 2017 года по МПК F27B3/18 F27D3/10 

Настоящее изобретение относится к удерживающей шахте для удержания лома для дуговой печи,

причем удерживающая шахта имеет шахтную конструкцию, которая проходит в направлении вертикальной оси от верхнего конца к нижнему концу и охватывает шахтный объем вокруг вертикальной оси,

причем удерживающая шахта имеет удерживающие пальцы, которые при помощи приводного механизма в области нижнего конца шахтной конструкции могут вдвигаться в шахтный объем вдоль направления входа и выдвигаться из шахтного объема против направления входа,

причем шахтная конструкция в области своего нижнего конца имеет выемки, сквозь которые удерживающие пальцы могут вдвигаться в шахтный объем и выдвигаться из шахтного объема.

Такого рода удерживающие шахты являются известными.

В удерживающей шахте такого рода шахтный объем заполняется ломом (скрапом), который необходимо расплавить. В этом состоянии удерживающие пальцы вдвинуты в шахтный объем. Во время заполнения шахтного объема и после заполнения шахтного объема в расположенной под удерживающей шахтой дуговой печи лом переплавляется в сталь. Возникающие при плавлении горячие отходящие газы дуговой печи направляются через удерживающую шахту для осуществления предварительного нагрева находящегося там лома. После выпуска расплавленной в дуговой печи стали вновь осуществляется загрузка дуговой печи. Для этого удерживающие пальцы выдвигаются из шахтного объема, так что находящийся в шахтном объеме лом падает в плавильный тигель дуговой печи. Затем удерживающие пальцы снова вдвигаются в шахтный объем и описанный цикл начинается заново.

В уровне техники описанный выше в общих чертах, идеализированный процесс на практике сопряжен с трудностями. Так, например, может случиться, что при выдвигании удерживающих пальцев лежащие на удерживающих пальцах элементы лома втягиваются в выемки и там заклиниваются. Заклинивание усложняет - при известных условиях даже делает невозможным - выдвигание удерживающих пальцев из шахтного объема. Кроме того, удерживаемый удерживающими пальцами лом может быть прижат к шахтной конструкции и вызывать ее повреждение. Это особенно существенно, если происходит заклинивание. Кроме того, вдвигание и выдвигание удерживающих пальцев может привести к образованию следов износа на выемках и удерживающих пальцах. Кроме того, в уровне техники выемка имеет значительно большие размеры по сравнению с удерживающим пальцем. Это является необходимым, поскольку удерживающие пальцы установлены упруго и пружинят при падении элементов лома на удерживающие пальцы, а также под воздействием статической нагрузки удерживаемого удерживающими пальцами столба лома. Через остающиеся промежутки (между удерживающими пальцами) в сечении может вырываться пламя и могут выходить отходящие газы, например монооксид углерода.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать удерживающую шахту таким образом, чтобы при простой конструкции она была бы надежна в эксплуатации.

Эта задача решается посредством удерживающей шахты с признаками п.1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления предлагаемой в изобретении удерживающей шахты являются предметом зависимых пп.2-8 формулы.

Согласно изобретению, предлагается осуществление удерживающей шахты описанного выше типа посредством того, что на шахтной конструкции в области выемок расположены счищающие элементы, посредством того, что счищающие элементы прилегают к шахтной конструкции, и посредством того, что счищающие элементы обхватывают удерживающие пальцы в ориентированной перпендикулярно направлению входа плоскости поперечного сечения.

Счищающие элементы предпочтительно расположены на шахтной конструкции таким образом, что являются подвижными по меньшей мере в одном направлении в плоскости поперечного сечения. В частности, как правило, удерживающие пальцы в плоскости поперечного сечения являются подвижными в направлении прогиба упругого элемента. В этом случае счищающие элементы в плоскости поперечного сечения являются подвижными в направлении прогиба упругого элемента. В направлении, перпендикулярном направлению прогиба упругого элемента, удерживающие пальцы могут быть альтернативно закреплены подвижно или жестко.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения счищающие элементы выполнены в виде сварной листовой конструкции. Этот вариант осуществления изобретения обеспечивает, в частности, простую, устойчивую и надежную конструкцию счищающих элементов.

В простом варианте осуществления счищающие элементы имеют лишь обычную пластинку. Тем не менее, предпочтительно предусмотрено,

что счищающие элементы имеют, соответственно, окружающий один из соответствующих удерживающих пальцев опорный фланец,

что счищающие элементы посредством соответствующего опорного фланца прилегают к шахтной конструкции,

что счищающие элементы имеют, соответственно, окружающую один из соответствующих удерживающих пальцев направляющую трубку, и

что направляющие трубки, выходя из соответствующего опорного фланца, проходят в направлении входа.

Длина протяжения, на которую направляющие трубки проходят в направлении входа, составляет по меньшей мере 10% от максимального поперечного размера удерживающего пальца в плоскости поперечного сечения. В частности, длина протяжения составляет по меньшей мере 30%, в частности по меньшей мере 50% от максимального поперечного размера удерживающего пальца.

Счищающие элементы, как правило, выполняются из стали. В этом случае направляющие трубки, по меньшей мере, на своем отстоящем от соответствующего опорного фланца конце выполнены из более твердой стали, чем соответствующий опорный фланец.

Описанные выше свойства, признаки и преимущества настоящего изобретения, а также способ, которым они достигаются, могут быть более ясно и четко поняты в контексте нижеследующего описания примеров осуществления изобретения, которые детально поясняются при помощи чертежей. На них схематически представлено:

фиг.1 - вид сбоку удерживающей шахты,

фиг.2 - сечение удерживающей шахты, представленной на фиг.1,

фиг.3 - часть шахтной конструкции и часть удерживающего пальца,

фиг.4 - модификация варианта осуществления изобретения, представленного на фиг.3, и

фиг.5 - вид в проекции вдоль линии V-V на фрагмент, представленный на фиг.4.

Согласно фиг.1, в электрическую дуговую печь 1 необходимо загрузить лом 2. Для этого в дуговой печи 1 предназначена удерживающая шахта 3, которая, например, при помощи наклонного въезда 4 загружается из загрузочного лотка 5 с ломом 2. Согласно фиг.1 и 2, удерживающая шахта 3 имеет шахтную конструкцию 6. Шахтная конструкция 6 часто содержит несколько труб с водяным охлаждением. Шахтная конструкция 6 проходит в направлении вертикальной оси 7 от верхнего конца 8 к нижнему концу 9. Шахтная конструкция 6, согласно фиг.2, охватывает шахтный объем 10 вокруг вертикальной оси 7. Является возможным, что сечение шахтной конструкции 6 в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси 7, является постоянным (по размеру). Альтернативно этому является возможным, что сечение, соответствующее изображению на фиг.2, увеличивается в направлении вниз.

Лом 2 должен удерживаться в шахтном объеме 10 до тех пор, пока не станет необходимо снова производить загрузку дуговой печи 1. Для этого удерживающая шахта 3 имеет удерживающие пальцы 11. При помощи соответствующего приводного механизма 12 в области нижнего конца 9 шахтной конструкции 6 удерживающие пальцы 11 могут вдвигаться в шахтный объем 10 вдоль направления x входа и выдвигаться из шахтного объема 10 против направления x входа. Во вдвинутом состоянии удерживающие пальцы 11 удерживают лом 2. При выдвигании удерживающих пальцев 11 удерживающие пальцы 11 освобождают удерживаемый лом 2, так что лом падает в плавильный тигель дуговой печи.

Количество удерживающих пальцев 11 может быть выбрано в зависимости от необходимости. Представленное на фиг.2, равное восьми общее количество удерживающих пальцев 11 взято лишь для примера. Приводной механизм 12 также может быть выполнен по-разному, в зависимости от необходимости. Изображение на фиг.1, согласно которому приводной механизм 12 выполнен в виде механизма с гидравлическим цилиндром, является лишь примером.

Вдвигание и выдвигание удерживающих пальцев 11 осуществляется хотя и в области нижнего конца 9 шахтной конструкции 6, но выше нижнего конца 9. Для этого шахтная конструкция 6 в области своего нижнего конца 9 имеет выемки 14, сквозь которые удерживающие пальцы 11 могут вдвигаться в шахтный объем 10 и выдвигаться из шахтного объема 10.

Согласно фиг.3, выемки 14 в плоскости, перпендикулярной направлению x входа, имеют значительно большее сечение, чем удерживающие пальцы 11. Поэтому, согласно фиг.3 и 4, на шахтной конструкции 6 в области выемок 14 расположены счищающие элементы 15. Согласно фиг.3 и 4, элементы 15 прилегают к шахтной конструкции 6. Они неподвижно в направлении x входа установлены на шахтной конструкции 6. Счищающие элементы 15 обхватывают соответствующий удерживающий палец 11 в ориентированной - по меньшей мере, по существу - перпендикулярно направлению x входа плоскости поперечного сечения (т.е. в плоскости, заданной в данной точке внешней поверхностью шахтной конструкции 6). Особенно отчетливо это видно на фиг.5.

Как правило, счищающие элементы 15 расположены на шахтной конструкции 6 таким образом, что являются подвижными по меньшей мере в одном направлении в плоскости поперечного сечения. В частности, удерживающие пальцы 11, как видно из фиг.1, благодаря схематически показанной пружине 16 и схематически показанному шарниру 17, часто устанавливаются упруго и благодаря этому являются подвижными в направлении y прогиба упругого элемента в плоскости поперечного сечения.

Счищающие элементы 15 могут быть установлены неподвижно в направлении, перпендикулярном направлению y прогиба упругого элемента, то есть в поперечном направлении z, перпендикулярном как направлению x входа, так и направлению y прогиба упругого элемента. Альтернативно этому, подвижность может быть обеспечена также в поперечном направлении z.

Является возможным, что счищающие элементы 15, в соответствии с изображением на фиг.3, непосредственно прилегают к шахтной конструкции 6. Альтернативно является возможным, что между шахтной конструкцией 6 и счищающими элементами 15, согласно фиг.4, расположены промежуточные элементы 18. В обоих случаях решающим является тот факт, что между шахтной конструкцией 6 и счищающими элементами 15 не остается больших проходных отверстий, сквозь которые могут выходить отходящие газы.

В минимальной конфигурации - см. фиг.3 - счищающие элементы 15 имеют лишь пластину 19, которая имеет подходящие размеры. Счищающие элементы 15 предпочтительно имеют, согласно фиг.4, опорный фланец 20 и направляющую трубку 21. Как опорный фланец 20, так и направляющая трубка 21 окружают соответствующие удерживающие пальцы 11. Посредством соответствующего опорного фланца 20 счищающие элементы 15 прилегают к шахтной конструкции 6. Направляющие трубки 21, выходя из соответствующего опорного фланца 20, проходят в направлении x входа. В обоих случаях счищающие элементы 15 посредством - предпочтительно разъемных - соединительных элементов 24 соединены с шахтной конструкцией 6. Если имеются промежуточные элементы 18, то они посредством - предпочтительно разъемных - соединительных элементов 25 соединены с шахтной конструкцией 6.

Длина l протяжения, на которую направляющие трубки 21 проходят в направлении x входа, может быть определена по необходимости. Предпочтительно длина l протяжения составляет по меньшей мере 10% от максимального поперечного размера q удерживающего пальца 11 в плоскости поперечного сечения. При этом поперечный размер q удерживающего пальца 11 относится в плоскости поперечного сечения, то есть измеряется в плоскости поперечного сечения. Длина l протяжения предпочтительно составляет по меньшей мере 30% от максимального поперечного размера q удерживающего пальца 11. В частности, длина l протяжения может составлять по меньшей мере 50% от максимального поперечного размера q удерживающего пальца 11.

Счищающие элементы 15, как правило, выполняются из стали. Таким образом, опорные фланцы 20 и направляющие трубки 21 также выполняются из стали. Тем не менее, для опорных фланцев 20 и направляющих трубок 21 не должна использоваться та же самая сталь. Направляющие трубки 21 предпочтительно - по меньшей мере, на своем отстоящем от соответствующего опорного фланца 20 конце 22 - выполнены из более твердой стали, чем соответствующий опорный фланец 20.

Счищающие элементы 15 предпочтительно выполняются в виде сварной листовой конструкции. Это показано на фиг.5 посредством того, что отмечены два сварных шва 23.

Настоящее изобретение дает много преимуществ. В частности, оно уверенно решает проблемы, выявленные в используемых в уровне техники подходах.

Несмотря на то, что изобретение детально разъяснено и описано при помощи предпочтительных вариантов его осуществления, изобретение не ограничивается показанными вариантами, и из них специалистами могут быть выведены другие варианты его осуществления, без выхода за границы объема правовой охраны.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к удерживающей шахте для удержания лома для дуговой печи, которая имеет шахтную конструкцию, проходящую в направлении вертикальной оси от верхнего конца к нижнему концу, и охватывает шахтный объем вокруг вертикальной оси. Удерживающая шахта имеет удерживающие пальцы, которые при помощи приводного механизма в области нижнего конца шахтной конструкции могут вдвигаться в шахтный объем вдоль направления (x) входа и выдвигаться из шахтного объема против направления (x) входа. Шахтная конструкция в области своего нижнего конца имеет выемки, сквозь которые удерживающие пальцы могут вдвигаться в шахтный объем и выдвигаться из шахтного объема. На шахтной конструкции в области выемок расположены счищающие элементы, которые прилегают к шахтной конструкции и обхватывают удерживающие пальцы в ориентированной перпендикулярно направлению (x) входа плоскости поперечного сечения. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Удерживающая шахта для удержания лома (2) для дуговой печи (1),

причем удерживающая шахта имеет шахтную конструкцию (6), которая проходит в направлении вертикальной оси (7) от верхнего конца (8) к нижнему концу (9) и охватывает шахтный объем (10) вокруг вертикальной оси (7),

причем удерживающая шахта имеет удерживающие пальцы (11), которые выполнены с возможностью вдвигаться в шахтный объем (10) вдоль направления (x) входа и выдвигаться из шахтного объема (10) против направления (x) входа при помощи приводного механизма (12) в области нижнего конца (9) шахтной конструкции (6),

причем шахтная конструкция (6) в области своего нижнего конца (9) имеет выемки (14), сквозь которые удерживающие пальцы (11) могут вдвигаться в шахтный объем (10) и выдвигаться из шахтного объема (10),

отличающаяся тем, что на шахтной конструкции (6) в области выемок (14) расположены счищающие элементы (15), которые прилегают к шахтной конструкции (6) и обхватывают удерживающие пальцы (11) в ориентированной перпендикулярно направлению (x) входа плоскости поперечного сечения.

2. Удерживающая шахта по п.1, отличающаяся тем, что счищающие элементы (15) расположены на шахтной конструкции (6) таким образом, что являются подвижными по меньшей мере в одном направлении в плоскости поперечного сечения.

3. Удерживающая шахта по п.2, отличающаяся тем, что удерживающие пальцы (11) в плоскости поперечного сечения являются подвижными в направлении (y) прогиба упругого элемента, причем счищающие элементы (15) в плоскости поперечного сечения являются подвижными в направлении (y) прогиба упругого элемента.

4. Удерживающая шахта по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что счищающие элементы (15) выполнены в виде сварной листовой конструкции.

5. Удерживающая шахта по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что счищающие элементы (15) имеют, соответственно, окружающий один из соответствующих удерживающих пальцев (11) опорный фланец (20), причем счищающие элементы (15) посредством соответствующего опорного фланца (20) прилегают к шахтной конструкции (6), при этом счищающие элементы (15) имеют, соответственно, окружающую один из соответствующих удерживающих пальцев (11) направляющую трубку (21) и при этом направляющие трубки (21), выходя из соответствующего опорного фланца (20), проходят в направлении (x) входа.

6. Удерживающая шахта по п.4, отличающаяся тем, что счищающие элементы (15) имеют, соответственно, окружающий один из соответствующих удерживающих пальцев (11) опорный фланец (20), причем счищающие элементы (15) посредством соответствующего опорного фланца (20) прилегают к шахтной конструкции (6), при этом счищающие элементы (15) имеют, соответственно, окружающую один из соответствующих удерживающих пальцев (11) направляющую трубку (21) и при этом направляющие трубки (21), выходя из соответствующего опорного фланца (20), проходят в направлении (x) входа.

7. Удерживающая шахта по п.5, отличающаяся тем, что длина (1) протяжения, на которую направляющие трубки (21) проходят в направлении (x) входа, составляет по меньшей мере 10% от максимального поперечного размера (q) удерживающего пальца (11) в плоскости поперечного сечения.

8. Удерживающая шахта по п.6, отличающаяся тем, что длина (1) протяжения, на которую направляющие трубки (21) проходят в направлении (x) входа, составляет по меньшей мере 10% от максимального поперечного размера (q) удерживающего пальца (11) в плоскости поперечного сечения.

9. Удерживающая шахта по п.7, отличающаяся тем, что длина (1) протяжения составляет по меньшей мере 30%, в частности по меньшей мере 50% от максимального поперечного размера (q) удерживающего пальца (11).

10. Удерживающая шахта по п.8, отличающаяся тем, что длина (1) протяжения составляет по меньшей мере 30%, в частности по меньшей мере 50% от максимального поперечного размера (q) удерживающего пальца (11).

11. Удерживающая шахта по п.5, отличающаяся тем, что счищающие элементы (15) выполнены из стали, причем направляющие трубки (21), по меньшей мере, на своем отстоящем от соответствующего опорного фланца (20) конце (22) выполнены из более твердой стали, чем соответствующий опорный фланец (20).

12. Удерживающая шахта по любому из пп.6-10, отличающаяся тем, что счищающие элементы (15) выполнены из стали, причем направляющие трубки (21), по меньшей мере, на своем отстоящем от соответствующего опорного фланца (20) конце (22) выполнены из более твердой стали, чем соответствующий опорный фланец (20).