УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕПЛАВКИ И СПОСОБ ЦЕНТРОВКИ ЭЛЕКТРОДА ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В УСТАНОВКЕ ДЛЯ ПЕРЕПЛАВКИ Российский патент 2022 года по МПК B22D23/10 C22B9/20 

Настоящее изобретение относится к установке для переплавки выполненных в форме электродов металлических материалов, а также к способу эксплуатации такой установки для переплавки электродов.

Указанные установки для переплавки или плавильные установки служат для улучшения характеристик металлических материалов и используют, в частности, для осуществления способа вакуумной электродуговой переплавки или способа переплавки шлаков электродов. При обоих этих способах контактирование подлежащий обработке и выполненный в виде электрода (расходуемого электрода) металлический материал контактируют с помощью электродной штанги установки для переплавки и подают или регулируют по высоте в направлении тигля плавильной установки. При этом происходит непрерывное плавление электрода, причем процесс переплавки часто регулируют с помощью весов в соответствии с изменяющимся весом плавящегося электрода. Плавление электрода осуществляют в закрытом пространстве, которое ограничено тиглем плавильной установки и расположенным над ним печным котлом установки для переплавки. Для позиционирования печного котла над тиглем плавильной установки, а также деблокирования тигля для загрузки установки после завершения переплавки котел также выполнен подвижным относительно тигля или регулируемым по высоте. Далее, установки для переплавки часто предусмотрены для работы с более чем одной плавильной станцией.

Для регулировки электродной штанги и печного котла по ее высоте документ DE 10 2016 100 372 А1 раскрывает установку для переплавки, в которой электродная штанга и печной котел укреплены соответственно на поперечной траверсе, направляемой между двумя стойками портала. Каждая из поперечных траверс содержит винтовую передачу, позволяющую осуществлять независимое друг от друга движение. Электродная штанга и печной котел расположены выше рамы, на которой с возможностью перемещения укреплены несколько тиглей. Несмотря на то, что позиционирование тиглей можно произвести путем перемещения под печным котлом и электродной штангой, главная проблема связана с центровкой электродов относительно приданного тигля.

Документ DE 2 425 032 А1 описывает установку для переплавки с направляющей колонной, на которой с возможностью перемещения направляют тележку электродной штанги для регулировки электродной штанги по высоте. Далее, на той же направляющей колонне предусмотрено подъемное устройство для подъема и опускания печного котла над тиглем. Тигель или кокиль расположен на рамной тележке, служащей для вывода из установки после завершения процесса переплавки.

Далее, документ DE 20 30 254 А1 раскрывает установку для переплавки с несущей колонной, на которой укреплены тележка для крепления электрода и тележка для крепления кристаллизатора. По мере плавления электрода кристаллизатор непрерывно поднимают. С помощью катковой тележки, на которой расположен кристаллизатор, после завершения переплавки его можно выдвигать с переплавленным металлическим блоком из установки для переплавки.

Также и в случае установок для переплавки из документов DE 2 425 032 А1 и DE 29 20 254 А1 трудность заключается в центровке электрода относительно позиционированного под ним кокиля или позиционированного под ним тигля.

Кроме того, документ ЕР 3 002 534 А1 описывает установку для переплавки, которая содержит ячейку взвешивания для взвешивания расходуемого электрода во время процесса переплавки. За счет этого расходуемый электрод в соответствии с его расходом можно подводить в тигель, который расположен в станине установки. Ячейка взвешивания смонтирована на станине установки и несет платформу, на которой расположены линейный привод для электродной штанги и держатель для многоамперного кабеля. Недостаток этой установки для переплавки заключается все же в том, что ее можно использовать только с тиглем, расположенным в станине установки. К тому же регулируемая центровка электрода в тигле возможна лишь условно.

Для обеспечения возможности центровки электрода в тигле, в одной из известных из практики установке для переплавки предусмотрена электродная штанга, содержащая наружную оболочку, в которой проводящая силу и ток внутренняя часть электродной штанги укреплена относительно наружной оболочки без возможности соприкосновения с ней. Так, внутреннюю часть можно перемещать в боковом направлении внутри наружной оболочки для центровки в тигле электрода, контактирующего внутренней частью. Между электродной штангой и несущей электродную штангу, подвижной в вертикальном направлении тележкой расположены весы с тремя ячейками взвешивания. Недостаток этой установки для переплавки заключается, однако, все же в том, что наружный диаметр конструкции электродной штанги имеет большую величину и требует по этой причине большего монтажного пространства. К тому же в течение процесса переплавки в свободном пространстве между наружной оболочкой и внутренней частью электродной части могут скапливаться загрязнения, который могут попасть в расплав или, после опорожнения тигля, в окружающую среду.

Далее, из практики известна установка для переплавки, которая содержит расположенные на крышке печного котла весы с несколькими ячейками взвешивания. На весах укреплена электродная штанга, которая через ввод проходит внутрь печного котла. Недостаток этой установки для переплавки состоит в том, что для загрузки установки для переплавки необходимо поднять печной котел с размещенными на нем компонентами установки, так что образуется сравнительно большая высота, определенная суммой длины электродной штанги, весов, печного котла, электрода и глубиной тигля.

В основу изобретения положена задача, которая заключается в создании установки для переплавки с весами, которая имеет небольшую конструктивную высоту и позволяет осуществлять центровку электродов в тигле. К тому же электродная штанга весов должна иметь по возможности малый диаметр.

Эта задача решена с помощью установки для переплавки, охарактеризованной признаками п. 1, а также способа, охарактеризованного признаками п. 11 формулы изобретения. Другие возможные конструктивные формы исполнения раскрыты в зависимых пп. 2 – 10 формулы, а также в последующем описании.

Соответствующая изобретению установка для переплавки содержит печной котел, который можно позиционировать над тиглем плавильной станции, а также электродную штангу, которая введена или может быть введена через ввод в печной котел для контактирования подлежащего плавке или переплавке электрода. Далее, установка для переплавки содержит направляющую колонну, на которой стационарно соединенную с электродной штангой тележку электродной штанги направляют с возможностью перемещения в осевом направлении, чтобы переместить электродную штангу относительно печного котла, и на которой соединенную или соединяемую с печным котлом тележку котла направляют с возможностью перемещения в осевом направлении, чтобы переместить печной котел. Направляющая колонна установки для переплавки подвижно соединена на первом конце с поворотной колонной, в результате чего направляющую колонну можно наклонять относительно поворотной колонны и поворачивать вместе с поворотной колонной вокруг оси вращения поворотной колонны. В области первого конца направляющая колонна содержит весы. Весы расположены предпочтительно на поворотной колонне. В частности, направляющая колонна может быть соединена на первом конце с поворотной колонной с возможностью поворота вокруг, по меньшей мере, двух проходящих поперечно друг к другу осей и, тем самым, ее можно наклонять в, по меньшей мере, двух различных направлениях.

Другими словами, изобретение предусматривает, что всю систему головки печи установки для переплавки, которая включает в себя, по меньшей мере, направляющую колонну, тележку электродной штанги, электродную штангу, ввод, тележку котла и предпочтительно электрод, а также печной котел можно посредством соединения направляющей колонны с поворотной колонной без возможности поворота относительно оси вращения поворотной колонны, поворачивать вокруг этой оси вращения. Таким образом, всю систему головки печи можно путем поворота поворотной колонны перемещать от одного тигля первой плавильной станции к следующему тиглю, по меньшей мере второй плавильной станции. Одновременно всю систему головки печи можно наклонять путем наклона направляющей колонны относительно поворотной колонны с помощью подвижного соединения. В соответствии с этим контактирующий с помощью электродной штанги и/или укрепленный электрод можно без труда центрировать в приданном стационарном тигле путем наклона всей системы головки печи за счет наклона направляющей колонны. Обусловленный этим наклон печного котла, также можно, однако, компенсировать в усовершенствовании изобретения с помощью карданной рамы котла между тележкой котла и печным котлом, что пояснено ниже в отношении соответствующего усовершенствования. В форме исполнения тележка котла может быть также соединена с печным котлом с возможность отсоединения, за счет чего в случае отсоединения или расцепления соединения не произойдет передачи наклона направляющей колонны и, следовательно, тележки котла на печь. Также и это пояснено ниже со ссылкой на соответствующую форму исполнения.

За счет возможности аксиального перемещения тележки электродной штанги и тележки котла вдоль продольной оси направляющей колонны электродная штанга и печной котел также способны перемещаться соответствующим образом в этом направлении. Таким образом, электродную штангу и печной котел можно независимо друг от друга регулировать по их высоте относительно основания и тигля. Для смены плавильной станции необходимо лишь поднять электродную штангу и печной котел независимо друг от друга на такое расстояние, при котором под ними можно разместить новый, подлежащий контактированию электрод и предотвратить столкновение между системой головки печи и следующей плавильной станцией. Поскольку тележку электродной штанги и тележку печи можно перемещать относительно друг друга в осевом направлении, при подъеме печного котла нет необходимости в одновременном перемещении электродной штанги и тележки электродной штанги, так что можно поддерживать малую общую высоту установки для переплавки. Подъем печного котла можно описать как осевое перемещение тележки котла в направлении второго конца направляющей колонны, расположенного напротив первого конца. Одновременно в случае соответствующей изобретению установки для переплавки можно поддерживать сравнительно малую величину диаметра электродной штанги, так как она не требует исполнения внутренней и наружной оболочки.

Расположение весов в области первого конца направляющей колонны, то есть в области шарнирного соединения между направляющей колонной и поворотной колонной, позволяет взвешивать все компоненты установки для переплавки, которые направляющая колонна несет во время процесса переплавки. Таким образом, силы трения между перемещаемыми относительно друг друга компонентами не оказывают влияния на результат измерения. Тем самым, изменяющийся вес подлежащего плавлению электрода можно измерять более точно, за счет чего обеспечивают точное регулирование процесса после подвода электрода в направлении тигля в соответствии с изменяющимся весом электрода.

В форме исполнения установки для переплавки направляющая колонна может быть соединена с поворотной колонной подвижно с помощью шарового шарнира. При этом направляющая колонна может опираться о шаровой шарнир и удерживаться им. Принципиально шаровой шарнир дополнительно позволяет осуществлять наклон направляющей колонны в любом направлении.

Шаровой шарнир может быть выполнен таким образом, что он, по меньшей мере, на участках охватывает весы. За счет предпочтительно неподвижного расположения охватываемых шаровым шарниром весов на поворотной колонне движение поворота поворотной колонны вокруг оси вращения можно передавать на направляющую колонну. Весы могут быть выполнены в виде ячейки взвешивания, в частности, в виде отдельной ячейки взвешивания.

В соответствии с усовершенствованием установки для переплавки направляющая колонна в не наклоненном состоянии может простираться главным образом параллельно поворотной колонне и располагаться в боковом направлении на расстоянии от нее. В этом усовершенствовании поворотная колонна отличается от продольной оси направляющей колонны.

В альтернативном усовершенствовании вместо шарового шарнира между направляющей колонной и поворотной колонной может быть предусмотрено карданный шарнир. Далее, направляющая колонна может быть расположена выше поворотной колонны, причем продольная ось направляющей колонны и продольная ось поворотной колонны соответствуют друг другу.

В следующей форме исполнения установки для переплавки направляющая колонна может содержать расположенный напротив первого конца свободный второй конец, находящийся в активном соединении с приводным устройством для наклона направляющей колонны вокруг шарового шарнира. В частности, приводное устройство для наклона направляющей колонны может быть подвижно укреплено на поворотной колонне и содержать, по меньшей мере, один приводной элемент, который находится в контакте с направляющей колонной в области свободного второго конца. Для этого свободный второй конец направляющей колонны может содержать, например, головную консоль, которая, по меньшей мере, частично выступает за пределы поверхности основания направляющей консоли. Приводное устройство может представлять собой, например, так называемый Х-У-привод, который содержит два приводных элемента, способных перемещаться в двух проходящих перпендикулярно друг к другу и горизонтальных относительно приводного устройства направлениях. В результате движения приводных элементов соединенный с ними свободной второй конец направляющей колонны можно перемещать вместе с приводными элементами. Поскольку направляющая колонна соединена на противоположном первом конце с поворотной колонной подвижно, однако, впрочем, без возможности перемещения, это принципиально горизонтальное перемещение свободного второго конца обуславливает наклон направляющей колонны. За счет подвижного крепления приводного устройства на поворотной колонне и размещения приводных элементов на направляющей колонне приводное устройство можно наклонять вместе с направляющей колонной.

В усовершенствовании установки для переплавки ввод может быть соединен с печным котлом с помощью сильфона. Это создает возможность для вакуумного и/или герметичного ввода электродной штанги в печной котел. Помимо этого или альтернативно этому ввод может быть стационарно соединен с тележкой котла и может перемещаться вместе с ней. За счет этого можно обеспечить, что расстояние между печным котлом и вводом при перемещении печного котла с помощью тележки котла не будет слишком большим и способным, например, повредить расположенный между ними сильфон. Стационарное соединение ввода с тележкой котла можно реализовать с помощью жесткого поперечного соединения, которое простирается между вводом и тележкой котла и стационарно соединено с ними обоими. Так как ввод электродной штанги через поперечное соединение соединен с тележкой котла, вес которой через следующие компоненты, например, приводное устройство тележки и винтовую передачу, несут и, тем самым, измеряют весы, силы трения на вводе действуют в качестве внутренних сил во взвешенной части установки для переплавки и поэтому не оказывают влияния на результат измерения.

В форме исполнения установки для переплавки печной котел может содержать карданную раму, с помощью которой тележка котла соединена или может быть соединена с возможностью отсоединения с печным котлом. При наклоне направляющей стойки с, по меньшей мере, направляемой на ней тележкой, электродной штангой, вводом и электродом вокруг шарнирного соединения, осуществляемом для центрирования электрода в приданном тигле, вокруг подвижного соединения этот наклон относительно печного котла можно компенсировать с помощью карданной рамы. Таким образом, несмотря на наклон направляющей колонны, печной котел остается главным образом в вертикальной позиции. Карданная рама может быть расположена на печном котле, в частности, на наружной окружной поверхности печного котла. Посредством осевого перемещения тележки котла в направлении свободного второго конца направляющей колонны, то есть вертикально вверх в режиме эксплуатации, тележку котла можно, по меньшей мере, на участках соединять с карданной рамой. При дальнейшем перемещении тележки котла в направлении свободного второго конца направляющей колонны печной котел можно, тем самым, поднять над тиглем плавильной станции. В равной мере печной котел путем осевого перемещения тележки котла в направлении первого конца направляющей колонны можно установить на тигель плавильной станции, в результате чего пространство печного котла можно запирать вакуумстойко и/или герметично. После установки на тигель тележку котла можно перемещать далее в направлении первого конца направляющей колонны, в результате чего устраняют или разъединяют соединение между тележкой котла и карданной рамой. После этого печной котел соединен с вводом только лишь через сильфон. Поскольку после устранения соединения с тележкой котла направляющая колонна более не несет печной котел, вес печного котла не влияет более на весы и, таким образом, его не учитывают во время регулировки процесса.

Соединение между электродной штангой и тележкой электродной штанги является, напротив, стационарным. Это стационарное соединение расположено вне, точнее говоря, в смонтированном состоянии выше печного котла. Стационарное соединение может представлять собой, например, резьбовое или зажимное соединение между тележкой электродной штанги и электродной штангой.

В соответствии с усовершенствованием установки для переплавки тележка электродной штанги и тележка котла могут соответственно содержать приводное устройство тележки для аксиального перемещения соответствующей тележки вдоль направляющей колонны. Отдельные приводные устройства для обеих тележек позволяют осуществлять независимое друг от друга перемещение. Каждое из приводных устройств тележек может быть выполнено в виде винтовой передачи. Приводной шпиндель приводных устройств тележек может быть расположен предпочтительно параллельно направляющей колонне и укреплен в подвешенном состоянии на головной консоли направляющей колонны.

В одной форме исполнения установка для переплавки может содержать, далее, стационарно соединенную или соединяемую с основанием опорную колонну, которая простирается главным образом параллельно поворотной колонне и расположена в боковом направлении на расстоянии от нее. В этой форме исполнения поворотная колонна на первом конце поворотной колонны может опираться с помощью осевого подшипника с возможностью поворота вокруг оси вращения об основание или платформу и на расположенном напротив первого конца поворотной колонны втором конце поворотной колонны может быть укреплена с возможностью поворота вокруг оси вращения в радиальном подшипнике, который расположен на балке, стационарно соединенной с опорной колонной. Балка может быть выполнена в виде поперечной балки, которая простирается главным образом горизонтально от опорной колонны в направлении поворотной колонны и, по меньшей мере, на участках на протяжении поворотной колонны. Весы могут быть расположены, в частности, в непосредственной близости от осевого подшипника, точнее говоря, непосредственно выше осевого подшипника.

В усовершенствованном варианте электродная штанга может быть соединена многоамперным кабелем с системой электропитания, включающей в себя первый многоамперный кабель, второй многоамперный кабель и третий многоамперный кабель. Первый многоамперный кабель может быть расположен между системой электропитания и первой подвеской кабеля. Первая подвеска кабеля может быть расположена на поворотной колонне, так что первый многоамперный кабель должен иметь длину, которая должна быть достаточной для того, чтобы не мешать вращательному движению поворотной колонны. Второй многоамперный кабель может быть укреплен между первой подвеской кабеля на поворотной колонне и второй подвеской кабеля, причем вторая подвеска кабеля укреплена на направляющей колонне. За счет этого можно устранить связь между подлежащей взвешиванию части установки для переплавки и не подлежащей взвешиванию части установки для переплавки. Третий многоамперный кабель может быть укреплен между второй подвеской кабеля на направляющей колонне и третьей подвеской кабеля, причем третья подвеска кабеля расположена на электродной штанге. Третий многоамперный кабель имеет длину, достаточную для того, чтобы не мешать опусканию и подъему электродной штанги. Поскольку направляющая колонна непосредственно или косвенно несет вторую подвеску кабеля и третью подвеску кабеля, весы распознают третий многоамперный кабель и его подвески, так что перемещение кабеля вследствие перемещения электродной штанги не оказывает отрицательного влияния на результат взвешивания. Само собой разумеется, что первый, второй и третий многоамперные кабели могут содержать соответственно несколько проводников или жгутов проводов.

В соответствии со следующей формой исполнения каждая из колонн может быть выполнена в виде рамы. В этом случае система многоамперных кабелей может располагаться между источником электропитания и электродной штангой внутри рамы, в результате чего окружающие многоамперные кабели магнитные поля тока не оказывают отрицательного влияния на стальные компоненты установки для переплавки. Это может быть предпочтительным, в частности, если установка для переплавки представляет собой электродуговую установку для переплавки шлаков (установку ESU). Именно при таких установках для переплавки могут возникать проблемы из-за переменного тока, когда охваченные так называемым контуром многоамперного тока компоненты могут образовывать связи и нагреваться. К тому же длины и замкнутые внутри площади контуров многоамперного тока могут оказывать негативное влияние, сопровождающееся увеличением реактивного сопротивления установки, в результате чего возрастает потребляемый установкой ток. За счет расположения системы многоамперных кабелей и, тем самым, контуров многоамперного тока внутри выполненных в виде рамы колонн можно минимизировать длины и замкнутые площади внутри контуров многоамперного тока.

Соответствующий изобретению способ эксплуатации установки для переплавки, в частности, установки для переплавки описанного выше типа включает в себя следующие этапы:

- аксиальное перемещение стационарно соединенной с электродной штангой тележки электродной штанги вдоль направляющей колонны, направляющей тележку электродной штанги, чтобы переместить относительно печного котла вводимую или введенную через ввод в печной котел электродную штангу для контактирования электрода, и

- аксиальное перемещение соединенной или соединяемой с печным котлом тележки котла вдоль направляющей тележку котла направляющей колонны, чтобы переместить печной котел. На своем первом конце направляющая колонна соединена с поворотной колонной подвижно. Соответствующий изобретению способ включает в себя следующие этапы:

- позиционирование печного котла над тиглем плавильной станции путем поворота направляющей колонны вместе с поворотной колонной вокруг оси вращения поворотной колонны,

- центрирование контактирующего с помощью электродной штанги электрода в тигле путем наклона направляющей колонны относительно поворотной колонны, и

- взвешивание, по меньшей мере, электрода с помощью весов, которые расположены в области первого конца направляющей колонны и размещены предпочтительно на поворотной колонне.

При этом весы измеряют также вес направляющей колонны и компонентов, которые направляющая колонна несет во время процесса переплавки. Поскольку вес прочих компонентов, за исключением веса электрода, в процессе переплавки не изменяется, для осуществления регулировки процесса необходимо оценить главным образом лишь распознанное изменение веса. Компоненты, которые направляющая колонна несет во время процесса переплавки, могут включать в себя, в частности, тележку электродной штанги, электродную штангу, электрод, тележку котла и ввод. В качестве части направляющей колонны можно рассматривать также шаровой шарнир, который также взвешивают с помощью весов. К тому же к несомым направляющей колонной во время процесса переплавки компонентам могут относиться две подвески кабеля, многоамперный кабель, поперечное соединение, привод тележки котла и/или привод тележки электродной штанги.

Хотя некоторые аспекты и признаки описаны исключительно в отношении установки для переплавки, они могут соответствующим образом действовать для способа эксплуатации установки для переплавки, а также ее модификаций.

Настоящее изобретение поясняется ниже на основании единственной фигуры, на которой показан пример исполнения установки для переплавки.

Изображенная на фиг. 1 установка для переплавки содержит стационарную опорную колонну 10, которая на своем нижнем конце стационарно соединена с основанием 12 и простирается вертикально вверх. На верхнем конце, расположенном напротив нижнего конца, опорная колонна 10 содержит горизонтально расположенную поперечную балку 14, которая простирается наружу над поверхностью основания опорной колонны 10. Поперечная балка 14 стационарно укреплена на опорной колонне 10. На обращенном от опорной колонны 10 конце в поперечной балке 14 выполнен радиальный подшипник 16, который охватывает верхний конец поворотной колонны 18. Верхний конец поворотной колонны 18 обозначен здесь также как второй конец поворотной колонны.

Поворотная колонна 18 расположена сбоку рядом с опорной колонной 10 и простирается в вертикальном направлении параллельно ей. В показанном примере исполнения поворотная колонна 18 расположена выше платформы 20 и на нижнем конце (первом конце) поворотной колонны укреплена на этой платформе 20 с помощью осевого подшипника 22 с возможностью поворота вокруг оси 24 вращения. Здесь ось 24 вращения одновременно соответствует продольной оси поворотной колонны 18, а также продольной оси платформы 20. Платформа 20 стационарно соединена с основанием 12. Непосредственно выше осевого подшипника 22 на поворотной колонне 18 расположены весы 26 в форме отдельной ячейки взвешивания.

Участок весов 26, расположенный в боковом направлении на расстоянии от опорной колонны 18, по меньшей мере, частично охвачен шаровым шарниром 28. Шаровой шарнир 28 предусмотрен на нижнем конце (первом конце) направляющей колонны 30 и образует, таким образом, шарнирное соединение между поворотной колонной 18 и направляющей колонной 30. Верхний конец (второй конец) направляющей колонны 30 выполнен в виде свободного конца. Тем самым направляющую колонну 30 можно наклонять вокруг шарового шарнира 28 относительно поворотной колонны 19. На фиг. 1 направляющая колонна 30 изображена в не наклоненном состоянии, при котором направляющая колонна 30 простирается параллельно поворотной колонне 18 и находится с боковой стороны на расстоянии от нее. Далее, с помощью шарового шарнира 28 вращательное движение может быть передано на направляющую колонну 30, в результате чего направляющую колонну 30 можно поворачивать вместе с поворотной колонной 18 вокруг оси 24 вращения.

Для наклона направляющей колонны 30 вокруг шарового шарнира 28 и относительно поворотной колонны 18 необходимо целенаправленно отклонить свободный второй конец направляющей колонны 30. Для этого предусмотрено управляемое приводное устройство 32, которое в показанном примере исполнения выполнено в форме Х-Y-привода. Приводное устройство 32 содержит два приводных элемента 34, точнее говоря, приводной элемент Х и приводной элемент Y. Приводные элементы 34 можно перемещать соответственно в горизонтальном относительно приводного устройства 32 направлении, причем оба направления проходят предпочтительно перпендикулярно друг к другу. Для наклона направляющей колонны 30 приводные элементы 34 соединены с головной консолью 36 направляющей колонны 30, в то время как приводное устройство 32 соединено с верхним концом поворотной колонны 18. За счет движения одного или обоих приводных элементов 34 можно, таким образом, перемещать свободный второй конец направляющей колонны 30, за счет направляющая колонна 30 чего может быть наклонена. Поскольку в результате наклона направляющей колонны 30 изменяется не только боковое расстояние между вторым концом направляющей колонны 30 и передним концом поворотной колонны 18, но и также вертикальное расстояние между ними, приводное устройство 32 шарнирно укреплено на верхнем конце поворотной колонны 18. Далее, приводные элементы 34 подвижно укреплены на головной консоли 36. Таким образом, приводное устройство 32 вместе с приводными элементами 34 наклоняется вместе с направляющей колонной 30, так что можно без труда обеспечить точный наклон направляющей колонны 30 посредством управления приводным устройством 32.

На направляющей колонне 30 расположены направляемые с возможностью перемещения тележка 38 котла и тележка 40 электродной штанги. Тележка 38 котла расположена ниже тележки 40 электродной штанги, то есть между шаровым шарниром 28 и тележкой 40 электродной штанги. Обе тележки 38, 40 можно перемещать аксиально или вдоль продольной оси направляющей колонны 30. Для этого тележка 38 котла содержит приводное устройство 42 тележки котла и тележка 40 электродной штанги содержит приводное устройство 44 тележки электродной штанги. Приводные устройства 42, 44 тележек являются раздельно управляемыми с тем, чтобы обеспечить возможность независимого друг от друга перемещения обеих тележек 38, 40. Приводные устройства 42, 44 тележек расположены на и в выемке приданных им тележек 38, 49. Здесь приводные устройства 42, 44 выполнены в виде винтовых передач, причем их ходовой винт 46 подвешен на головной консоли 36 направляющей колонны 30 и, исходя от нее, простирается вниз параллельно продольной оси направляющей колонны 30. Это обеспечивает возможность особенно компактного исполнения установки для переплавки.

На обращенном от направляющей колонны 30 участке тележки 40 электродной штанги электродная штанга 48 стационарно укреплена на тележке 40 электродной штанги с помощью резьбового или зажимного соединения. Потому за счет осевого перемещения тележки 40 электродной штанги электродную штангу 48 можно перемещать вместе с ней. Электродная штанга 48 простирается вертикально от тележки 40 электродной штанги вниз в направлении печного котла 50 и, таким образом, главным образом параллельно направляющей колонне 30.

Электродная штанга 48 введена через ввод 52 в печной котел 50. Между вводом 52 и печным котлом 50 предусмотрен сильфон 54, сквозь который проходит электродная штанга 48. Это сильфон 54 обеспечивает вакуумплотное и герметичное введение электродной штанги 48 в печной котел 50. При перемещении электродной штанги 48 с помощью тележки 40 электродной штанги она выполняет относительное движение к печному котлу 50 и вводу 52 (а также к сильфону 54). Ввод 52 стационарно соединен с помощью жесткого поперечного соединения 56 с тележкой 38 котла и может перемещаться вместе с ней.

Электродная штанга 48 контактирует или удерживает на своем нижнем, расположенном на удалении от тележки 40 электродной штанги конце электрод 58, который плавят в ходе процесса переплавки. Электрод 58 находится в образованном печным котлом 50 и тиглем 60 плавильной станции вакуумплотном и герметичном пространстве печного котла. Электрод 58 можно перемещать с помощью электродной штанги 48 с помощью тележки 40 электродной штанги. Таким образом можно осуществлять подвод подлежащего плавлению электрода 58 для достижения заданной скорости плавления. Для этого с помощью весов постоянно измеряют изменяющийся вес плавящегося электрода и соответствующим образом регулируют процесс.

С помощью карданной рамы 62 печной котел 50 можно соединить с протирающейся в направлении печного котла 50 участка контактирования тележки 38 котла. В показанном на фиг. 1 состоянии установки для переплавки печной котел 50 уже позиционирован или установлен на тигель 60 плавильной станции и образует вместе с ним вакуумплотное и герметичное пространство печного котла, в котором протекает процесс переплавки. В показанном состоянии участок контактирования тележки 38 котла расположено на заданном расстоянии ниже карданной рамы 62, так что отсутствует непосредственное соединение между тележкой 38 котла и печным котлом 50. За счет перемещения тележки 38 котла вверх или в направлении второго конца направляющей колонны 30 участок контактирования тележки 38 котла входит в прилегание с карданной рамой 62, за счет чего печной котел 50 с помощью тележки 38 котла можно перемещать в вертикальном направлении. Таким образом, печной котел можно, например, после завершения процесса переплавки, понимать над тиглем 60 и освобождать его.

Для энергоснабжения установки для переплавки первый многоамперный кабель 64 подключен к источнику 66 многоамперного тока и укреплен на первой подвеске 68 кабеля, которая расположена на поворотной колонне 18. Второй многоамперный кабель 70 соединен по току с первым многоамперным кабелем 64 и простирается между первой подвеской 68 кабеля на поворотной колонне 18 и второй подвеской 72 кабеля, которая размещена на направляющей колонне 30. Третий многоамперный кабель соединен по току со вторым многоамперным кабелем 70 и электродной штангой 48 и простирается между второй подвеской 72 кабеля на направляющей колонне и третьей подвеской 76 кабеля, которая размещена на электродной штанге 48. Через электродную штангу 48 производят также запитывание электрода 58 многоамперным током.

Принцип работы установки для переплавки следующий: исходя из показанного на фиг. 1 исходного положения, запускают процесс переплавки и производят непрерывное плавление электрода 58. Для этого тележка 40 электродной штанги с закрепленными в ней электродной штангой 48 и электродом 58 находится в максимально высокой позиции запуска, при которой тележка 40 электродной штанги расположена ниже второго свободного конца направляющей колонны 30. Тем временем печной котел 50 отделен от тележки 38 котла и находится на тигле 60. Плавящийся электрод 59 подводят посредством регулируемого перемещения тележки 40 электродной штанги в направлении первого конца направляющей колонны 30 в тигель 60. Для этого с помощью весов 26 осуществляют непрерывное измерение изменяющегося веса плавящегося электрода и соответствующим образом регулируют процесс. Возникающие силы трения между тележками 38, 40 и направляющей колонной 30, а также между электродной штангой 48 и вводом 52 не оказывают влияния на результат взвешивания, поскольку все эти компоненты несут и взвешивают весы 26 и возникающие силы трения действуют, таким образом, исключительно как внутренние силы во взвешенной части установки для переплавки.

Сразу после завершения процесса переплавки в показанной первой плавильной станции печной котел 50 и электродную штангу 48 необходимо переместить к следующей плавильной станции. В следующей плавильной станции новый, подлежащий плавлению электрод уже подготовлен и выступает вверх из тигля этой следующей плавильной станции.

Сначала тележку 40 электродной штанги с расположенной на ней электродной штангой 48 с помощью приводного устройства 44 тележки электродной штанги вновь перемещают вверх назад в позицию запуска. Затем печной котел 38 с помощью приводного устройства 42 тележки котла перемещают вверх в направлении второго свободного конца направляющей колонны 30, в результате чего участок контактирования тележки 38 котла соединяют с карданной рамой 62 печного котла 50. За счет последующего подъема тележки 38 котла печной котел 50 поднимают над тиглем 60 первой плавильной станции. Тележку 38 котла с соединенным с ней печным котлом 50 перемещают далее аксиально вверх до тех пор, пока нижний конец печного котла 50 – при рассмотрении в вертикальном направлении – не окажется над выступающим краем нового, подлежащего плавлению электрода.

Направляющую колонну 30 вместе с направляемыми на ней тележками 38, 40 с электродной штангой 48 и печным котлом 50 посредством поворота поворотной колонны 18 вокруг оси 24 вращения перемещают от первой плавильной станции к следующей плавильной станции. Поскольку печной котел 50 заканчивается вертикально выше подготовленного электрода, печной котел 50 можно перемещать над новым электродом без столкновения с ним. После того, как электродная штанга 48 окажется расположенной над новым электродом, можно осуществить его контактирование с электродной штангой 48 и зажимание. В определенных формах исполнения для этого электродную штангу 48 можно перемещать по мере необходимости немного вниз.

Тележку 38 котла перемещают вниз, в результате чего происходит опускание печного котла, расположенного над тиглем следующей плавильной станции. Незадолго до установки печного котла 50 на тигель следующей плавильной станции в тигле следующей плавильной станции производят центровку нового электрода, соответствующим образом управляя приводным устройством 32. Для центровки нового электрода приводное устройство 32 наклоняет направляющую колонну 30 с расположенными на ней тележками 38, 40, приводными устройствами 42, 44 тележек вместе с ходовым винтом 46, электродной штангой 48, вводом 52, включая поперечное соединение 56, и новым электродом в желаемых направлениях вокруг шарового шарнира 26. При этом печной котел 50 остается вертикально ориентированным и не наклоняется одновременно, так как наклон главным образом компенсируют выполненная между тележкой 38 котла и печным котлом 50 карданная рама 62, а также выполненный между печным котлом 50 и вводом 52 сильфон 54.

После центровки нового электрода в следующей плавильной станции печной котел 50 посредством аксиального перемещения тележки 38 котла в направлении первого конца направляющей колонны 30 устанавливают на тигель следующей плавильной станции, в результате чего печной котел 50 вновь образует с тиглем следующей плавильной станции вакуумплотное и герметичное пространство печного котла. После этого тележку 38 котла перемещают на заданное расстояние дальше в направлении первого конца направляющей колонны 30, чтобы устранить или разъединить соединение между участком контактирования тележки 38 котла и карданной рамкой 62 печного котла 50. Вследствие этого вес печного котла 50 в течение последующего процесса переплавки не оказывает влияния на весы 26, так как печной котел 50 контактирует со взвешенными компонентами лишь через сильфон 54. Процесс переплавки, включая опускание нового электрода, повторяют в соответствии с описанным в отношении первой плавильной станции.

Перечень ссылочных позиций

10 Опорная колонна

12 Основание

14 Поперечная балка

16 Радиальный подшипник

18 Поворотная колонна

20 Платформа

22 Осевой подшипник

24 Ось вращения

26 Весы

28 Шаровой шарнир

30 Направляющая колонна

32 Приводное устройство

34 Приводной элемент

36 Головная консоль

38 Тележка котла

40 Тележка электродной штанги

42 Приводное устройство тележки котла

44 Приводное устройство тележки электродной штанги

46 Ходовой винт

48 Электродная штанга

50 Печной котел

52 Ввод

54 Сильфон

56 Поперечное соединение

58 Электрод

60 Тигель

62 Карданная рама

64 Первый многоамперный кабель

66 Источник многоамперного тока

68 Первая подвеска кабеля

70 Второй многоамперный кабель

72 Вторая подвеска кабеля

74 Третий многоамперный кабель

76 Третья подвеска кабеля

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для переплава электрода из металлических материалов, установленного над тиглем плавильной станции. Установка содержит направляющую колонну, на которой для перемещения электродной штанги относительно печного котла стационарно соединенную с электродной штангой тележку электродной штанги направляют с возможностью аксиального перемещения, и на которой для перемещения печного котла соединенную или соединяемую с печным котлом тележку котла направляют с возможностью аксиального перемещения. На первом конце направляющая колонна подвижно соединена с поворотной колонной, так что направляющую колонну можно наклонять относительно поворотной колонны и поворачивать вместе с поворотной колонной вокруг оси вращения поворотной колонны. Направляющая колонна содержит в области первого конца весы, которые размещены на поворотной колонне. Изобретение позволяет создать установку с весами для переплава электрода, а также осуществлять центровку электрода в тигле. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для переплавки с печным котлом (50), который выполнен с возможностью позиционирования над тиглем (60) плавильной станции, электродной штангой (48), которая введена или выполнена с возможностью введения через ввод (52) в печной котел (50) для контактирования с подлежащим плавлению электродом (58), и направляющей колонной (30), на которой для перемещения электродной штанги (48) относительно печного котла (50) направляют с возможностью перемещения в осевом направлении жестко соединенную с электродной штангой (48) тележку (40) электродной штанги, и на которой для перемещения печного котла (50) направляют с возможностью перемещения в осевом направлении соединенную или выполненную с возможностью соединения с печным котлом (50) тележку (38) котла, отличающаяся тем, что направляющая колонна (30) на первом конце подвижно соединена с поворотной колонной (18), при этом направляющая колонна (30) выполнена с возможностью наклона относительно поворотной колонны (18) и с возможностью поворота вместе с поворотной колонной (18) вокруг оси (24) вращения поворотной колонны (18), причем направляющая колонна (30) содержит в области первого конца весы (26), которые расположены предпочтительно на поворотной колонне (18).

2. Установка по п. 1, в которой направляющая колонна (30) подвижно соединена с помощью шарового шарнира (28) с поворотной колонной (18).

3. Установка по п. 2, в которой шаровой шарнир (28), по меньшей мере, частично охватывает весы (26), которые выполнены предпочтительно в виде ячейки взвешивания.

4. Установка по любому из пп. 1-3, в которой направляющая колонна (30) в не наклоненном состоянии простирается параллельно поворотной колоне (18) и расположена в боковом направлении на удалении от нее.

5. Установка по любому из пп. 1-4, в которой направляющая колонна (30) на расположенном напротив первого конца свободном втором конце кинематически соединена с приводным устройством (32) для наклона направляющей колонны (30).

6. Установка по п. 5, в которой приводное устройство (32) для наклона направляющей колонны (30) подвижно укреплено на поворотной колонне (18) и содержит, по меньшей мере, один приводной элемент (34), который контактирует с направляющей колонной (30) в области свободного второго конца.

7. Установка по любому из пп. 1-6, в которой ввод (52) соединен с печным котлом (50) через сильфон (54) и/или неподвижно соединен с тележкой (38) котла и выполнен с возможностью совместного с ней перемещения.

8. Установка по любому из пп. 1-7, в которой печной котел (50) содержит карданную раму (62), через которую тележка (38) котла соединена или выполнена с возможностью разъемного соединения с печным котлом (50).

9. Установка по любому из пп. 1-8, в которой тележка (40) электродной штанги и тележка (38) котла содержат соответственно приводное устройство (42, 44) тележки для аксиального перемещения соответствующей тележки (38, 30) вдоль направляющей колонны (30), причем каждое приводное устройство (42, 44) содержит предпочтительно ходовой винт (46).

10. Установка по любому из пп. 1-9, которая дополнительно содержит стационарно соединенную или выполненную с возможностью соединения с основанием (12) опорную колонну (10), которая простирается параллельно поворотной колонне (18) и расположена в боковом направлении на расстоянии от нее, причем поворотная колонна (18) на первом конце поворотной колонны с помощью осевого подшипника (22) опирается с возможностью поворота вокруг оси (24) вращения на основание (12) или платформу (20) и на втором конце поворотной колонны, расположенном напротив первого конца поворотной колонны, установлена с возможностью поворота вокруг оси (24) вращения в радиальном подшипнике (16), который расположен на балке (14), стационарно соединенной с опорной колонной (10).

11. Способ центровки электрода из металлических материалов в установке по любому из пп. 1-10, при котором выполняют следующие этапы:

- аксиальное перемещение тележки (40) электродной штанги, жестко соединенной с электродной штангой (48), вдоль направляющей тележку (40) электродной штанги направляющей колонны (30) для перемещения относительно печного котла (50) введенной или вводимой через ввод (52) в печной котел (50) электродной штанги (48) для контактирования с электродом (58), и

- аксиальное перемещение соединенной или соединяемой с печным котлом (50) тележки (38) котла вдоль направляющей тележку (38) котла направляющей колонны (30) для перемещения печного котла (50),

отличающийся тем, что направляющая колонна (30) на первом конце подвижно соединена с поворотной колонной (18), причем способ включает в себя следующие этапы:

- позиционирование печного котла (50) над тиглем (60) плавильной станции посредством поворота направляющей колонны (30) вместе с поворотной колонной (18) вокруг оси (24) вращения поворотной колонны (18),

- центрирование контактируемого с помощью электродной штанги (48) электрода (58) в тигле (60) посредством наклона направляющей колонны (30) относительно поворотной колонны (18), и

- взвешивание, по меньшей мере, электрода (58) с помощью весов (26), которые расположены в области первого конца направляющей колонны (30) и размещены предпочтительно на поворотной колонне (18).