ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Данное изобретение относится к роботизированной станции загрузки для подготовки свежего разливочного ковша, загружаемого на поворотный стенд, перед подачей на станцию разливки над промежуточным ковшом. В частности, данное изобретение относится к роботизированной установке для загрузки защитной трубы разливочного ковша в шиберный затвор разливочного ковша, соединенный с выпускным отверстием разливочного ковша, и для соединения приводного устройства как с разливочным ковшом, так и с шиберным затвором разливочного ковша для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша. Указанная роботизированная станция загрузки также выполнена с возможностью отсоединения приводного устройства и выгрузки отработанной защитной трубы разливочного ковша с опорожненного разливочного ковша, недавно снятого со станции разливки над промежуточным ковшом. Роботизация этих операций избавляет операторов от утомительной работы и повышает воспроизводимость операций. Специальный манипулятор встроенный в соответствующий разливочный ковш и шиберный затвор разливочного ковша позволяет быстро прочищать выпускное отверстие, если оно засоряется.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В процессах непрерывного формования металла расплавленный металл (2) переносится из одной металлургической емкости в другую, в форму или в инструмент. Например, как показано на Фиг. 1, разливочный ковш (11, 12) заполняют расплавленным металлом из печи (не показана) и помещают над промежуточным ковшом (1) для слива расплавленного металла из разливочного ковша через защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша в промежуточный ковш. Затем расплавленный металл можно разливать через разливочный стакан (3) из промежуточного ковша в форму или инструмент для непрерывного формования слитков, заготовок, балок, тонких плит и тому подобного. Поток расплавленного металла из разливочного ковша в промежуточный ковш и из промежуточного ковша в форму или инструмент движется под действием силы тяжести. Расход можно регулировать с помощью шиберных затворов, имеющих сообщение по текучей среде с выпускным отверстием разливочного ковша и промежуточного ковша. Шиберный затвор (15) разливочного ковша можно использовать для регулирования расхода из разливочного ковша и даже прерывания потока в закрытом положении. Аналогичным образом, шиберный затвор (5) промежуточного ковша можно использовать для регулирования расхода из промежуточного ковша и прерывания потока в закрытом положении.
[0003] Поскольку разливка металла в форму или инструмент должна осуществляться непрерывно, промежуточный ковш играет роль буфера, и уровень расплавленного металла в промежуточном ковше должен оставаться по существу постоянным в течение всей операции разливки. Поддержание уровня расплавленного металла в промежуточном ковше по существу постоянным требует быстрой смены нового разливочного ковша, заполненного расплавленным металлом, и старого разливочного ковша после его опорожнения, чтобы обеспечить почти непрерывную подачу расплавленного металла в промежуточный ковш таким образом, чтобы металл заливался в промежуточный ковш по существу с той же скоростью, с которой он вытекает из него в форму или инструмент. Эту операцию усложняют следующие ограничения.
[0004] Во-первых, поскольку по соображениям безопасности и во избежание каких-либо столкновений разливочный ковш (11,12) нельзя переносить по цеху от печи к соответствующему промежуточному ковшу с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, соединенной с дном разливочного ковша и проходящей на 1 м или более ниже дна, защитную трубу разливочного ковша необходимо соединять с дном разливочного ковша на станции загрузки, расположенной рядом с промежуточным ковшом.
[0005] Во-вторых, для предотвращения затвердевания металла, содержащегося во втором разливочном ковше (12), при контакте с «холодными» подвижными частями шиберного затвора (15) разливочного ковша, удерживаемого в закрытом положении, что позволяет избежать захвата механизма и предотвратить открывание шиберного затвора разливочного ковша, внутренний канал внутреннего стакана, как правило, заполнен закупоривающим материалом (19), обычно песком или другими сыпучими материалами, для предотвращения попадания расплавленного металла в механизм затвора, таким образом, чтобы предотвратить затвердевание металла и засорение стакана и системы затвора. При открывании шиберного затвора разливочного ковша в положение разливки, когда разливочный ковш расположен на станции разливки, вытекает песок, за которым следует расплавленный металл, который может протекать через защитную трубу разливочного ковша в промежуточный ковш. Однако иногда закупоривающий материал локально соединяется с затвердевшим металлом, образуя твердую пробку, препятствующую вытеканию закупоривающего материала. Таким образом, внутренний стакан засоряется, и металл не может вытекать из разливочного ковша в промежуточный ковш, несмотря на то, что шиберный затвор разливочного ковша находится в положении разливки. Эта проблему можно легко решить с помощью инструмента (19r) для прочистки, вставляемого в канал внутреннего стакана или рядом с ним. Инструмент (19r) для прочистки может представлять собой газовую фурму под давлением или продолговатый стержень, как показано на Фиг. 2(c). Теперь эта кажущаяся простой операция на самом деле довольно сложна из-за длинной защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша, которая соединена с шиберным затвором разливочного ковша.
[0006] По этим причинам в большинстве установок защитная труба разливочного ковша не соединяется с шиберным затвором автономным способом на станции загрузки, а вместо этого устанавливается над коллекторным стаканом и удерживается на месте роботом, расположенным на станции разливки. Это позволяет роботу снимать защитную трубу разливочного ковша с коллекторного стакана в случае засорения выпускного отверстия разливочного ковша для облегчения доступа к нему снизу инструментом (19r) для прочистки. После прочистки засоренного канала шиберный затвор разливочного ковша может переместиться в закрытое положение, в то время как робот снова устанавливает защитную трубу разливочного ковша над коллекторным стаканом. В этот момент шиберный затвор разливочного ковша перемещается обратно в положение разливки, начиная разливку расплавленного металла в промежуточный ковш. Однако робот не всегда доступен или даже не может быть размещен на разливочной площадке на станции разливки, которая может быть довольно маленькой и тесной. В таких условиях такое решение по удержанию защитной трубы разливочного ковша во время операции разливки становится проблематичным.
[0007] Только что заполненный разливочный ковш транспортируют от печи к разливочной установке с шиберным затвором разливочного ковша, закрепленным на дне разливочного ковша, но без приводного устройства, осуществляющего относительные перемещения плит, образующих шиберный затвор разливочного ковша. По этой причине многие металлургические установки используют поворотный стенд (30), содержащий первое удерживающее устройство для удержания первого разливочного ковша (11) на станции разливки над промежуточным ковшом (1), и второе удерживающее устройство для удержания второго разливочного ковша (12), заполненного расплавленным металлом, на станции загрузки. Пока первый разливочный ковш сливает содержащийся в нем расплавленный металл в промежуточный ковш, второй разливочный ковш можно подготовить для выполнения той же операции, когда первый разливочный ковш будет опорожнен. В частности, приводное устройство, такое как гидравлический поршень, можно соединить с дном разливочного ковша и с шиберным затвором разливочного ковша, чтобы обеспечить его приведение в действие.
[0008] Документ US2006/0118268 описывает шиберный затвор разливочного ковша, выполненный с возможностью автономного удержания защитной трубы разливочного ковша, а также коллекторного стакана, установленных параллельно. Одно или большее количество приводных устройств, таких как гидравлические поршни, можно использовать для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша путем перемещения его плит между закрытым положением, в котором отверстие закрыто, положением разливки, в котором отверстие имеет сообщение по текучей среде с защитной трубой разливочного ковша, и положением прочистки, в котором отверстие имеет сообщение по текучей среде с коллекторным стаканом. Таким образом, в случае засорения внутреннего канала шиберный затвор разливочного ковша перемещается в положение прочистки, таким образом, что инструмент (19r) для прочистки можно легко ввести через короткий канал коллекторного стакана для разрушения затвердевшего закупоривающего материала, связанного с металлом. Когда закупоривающий материал снова может течь, шиберный затвор разливочного ковша выводит коллекторный стакан из положения совмещения с выпускным отверстием разливочного ковша и приводит защитную трубу разливочного ковша в положение разливки, позволяя расплавленному металлу протекать через защитную трубу разливочного ковша в промежуточный ковш. Перемещение инструмента (19r) для прочистки преимущественно может выполнять робот, расположенный рядом со станцией разливки. Явное преимущество над удержанием защитной трубы разливочного ковша роботом, описанным выше, заключается в том, что с этим шиберным затвором разливочного ковша для удержания защитной трубы разливочного ковша робот не нужен, и робот можно использовать вместо этого для работы с инструментом (19r) для прочистки. В противном случае эту операцию должен выполнять вручную человек-оператор или рядом со станцией разливки должен быть установлен второй робот для прочистки внутреннего канала. Перемещение вручную, как правило, более трудоемка и занимает больше времени, чем выполнение этой операции роботом. Это представляет собой недостаток, поскольку чем дольше разливочный ковш не подает свежий расплавленный металл в промежуточный ковш, тем ниже уровень расплавленного металла в промежуточном ковше и/или тем дольше операция разливки должна выполняться при меньшем расходе, что ухудшает качество получаемой таким образом заготовки.
[0009] Документ US2008/0314938 описывает установку для непрерывной разливки, содержащую по меньшей мере одного многофункционального робота для выполнения множества различных управляемых или автоматизированных технологических операций на установке для непрерывной разливки. Указанный многофункциональный робот расположен на шарнирном кронштейне на поворотной колонне, закрепленной на разливочной площадке установки для непрерывной разливки, и указанный робот может поворачиваться с помощью поворотного кронштейна между убранным положением и рабочим положением. Указанный робот также выполнен с возможностью перемещения по отношению к своему кронштейну.
[0010] Операция быстрой замены опорожненного первого разливочного ковша заполненным вторым разливочным ковшом на станции разливки остается деликатной операцией. Эта операция становится еще более критичной в случае засорения внутреннего канала, что может увеличить время, в течение которого в промежуточный ковш не поступает свежий расплавленный металл. В литейной промышленности существует потребность в воспроизводимой и более короткой операции замены разливочных ковшей. Данное изобретение предлагает установку для разливки металла с полностью автоматизированными операциями замены разливочных ковшей, в том числе в случае засорения выпускного отверстия разливочного ковша затвердевшим закупоривающим материалом (19), обеспечивающую воспроизводимую и во всех случаях более короткую операцию замены. Эти и другие преимущества данного изобретения объяснены более подробно в следующих разделах.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Цели данного изобретения были достигнуты с помощью установки для разливки металла, содержащей
(a) загрузочную площадку,
(b) промежуточный ковш,
(c) первый разливочный ковш и второй разливочный ковш, причем каждый из указанных первого и второго разливочных ковшей содержит,
• дно, оборудованное отверстием,
• защитную трубу разливочного ковша,
• шиберный затвор разливочного ковша, содержащий коллекторный стакан, выполненный с возможностью обратимого приема и поддержки защитной трубы разливочного ковша, причем шиберный затвор разливочного ковша дополнительно выполнен с возможностью соединения с приводным устройством для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша между закрытым положением, в котором отверстие закрыто, и положением разливки, в котором отверстие имеет сообщение по текучей среде с защитной трубой разливочного ковша,
(d) первый и второй манипуляторы защитной трубы разливочного ковша для удержания защитной трубы разливочного ковша, соединенной над коллекторным стаканом первого и второго разливочных ковшей, соответственно,
(e) устройство для транспортировки, содержащее поворотный стенд или тележку разливочного ковша, причем устройство для транспортировки содержит по меньшей мере первое удерживающее устройство и второе удерживающее устройство для удержания первого разливочного ковша и второго разливочного ковша, соответственно, при этом устройство для транспортировки выполнено с возможностью перемещения и удержания на месте первого и второго разливочных ковшей между станцией загрузки, смежной с загрузочной площадкой, и станцией разливки над промежуточным ковшом,
при этом
• установка для разливки металла содержит робота, выполненного с возможностью осуществления следующих операций с первым или вторым разливочным ковшом, который удерживается на станции загрузки,
• перемещение новой защитной трубы разливочного ковша к манипулятору разливочного ковша, расположенного на станции загрузки, и
• соединение приводного устройства с шиберным затвором разливочного ковша,
• причем каждый манипулятор закреплен относительно соответствующего первого или второго разливочного ковша таким образом, чтобы перемещаться вместе с соответствующим первым или вторым разливочным ковшом между станцией загрузки и станцией разливки.
[0012] Загрузочная площадка может содержать стеллаж для хранения инструмента, содержащий одну или большее количество запасных защитных труб разливочного ковша в пределах расстояния досягаемости робота, и предпочтительно содержащий одно или большее количество приводных устройств и/или запасных частей, таких как запасные коллекторные стаканы, и инструменты. Робот может быть установлен с возможностью перемещения на загрузочной площадке таким образом, что робот может совершать линейные перемещения параллельно первой оси (X) и/или второй оси (Y), перпендикулярной первой оси (X), или их комбинацию, и/или вращаться вокруг вертикальной оси (Z), перпендикулярной первой и второй осям (X, Y). Является предпочтительным, что робот может таким образом доставать и извлекать любой инструмент или компонент со стеллажа для хранения и доставать до шиберного затвора разливочного ковша на первом или втором разливочном ковше, который удерживается на станции загрузки, для выполнения операций, определенных выше.
[0013] Робот предпочтительно выполнен с возможностью
• сбора от манипулятора с опорожненного первого или второго разливочного ковша, который удерживается на станции загрузки после перемещения со станции разливки, защитной трубы разливочного ковша,
• перемещения приводного устройства.
[0014] Шиберный затвор разливочного ковша может содержать,
(a) верхнюю плиту, содержащую
• поверхность фиксации и нижнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной верхней плиты,
• верхний канал, проходящий от поверхности фиксации до нижней поверхности скольжения, и при этом
• поверхность фиксации верхней плиты жестко закреплена на нижней части соответствующего первого или второго разливочного ковша, причем верхний канал имеет сообщение по текучей среде с отверстием,
(b) нижнюю плиту, содержащую
• поверхность стакана и верхнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной нижней плиты,
• нижний канал, проходящий от верхней поверхности скольжения до поверхности стакана, при этом
• нижняя плита установлена с возможностью скольжения таким образом, что верхнее скольжение проходит от верхней поверхности скольжения до поверхности стакана, поверхность может скользить в ходе линейного перемещения вдоль нижней поверхности скольжения, приводя нижний канал в сообщение по текучей среде с верхним каналом и из него, и при этом
(c) коллекторный стакан содержит коллекторный канал и закреплен на поверхности стакана нижней плиты, при этом коллекторный стакан имеет сообщение по текучей среде с нижним каналом,
(d) причем указанное приводное устройство соединено с нижней плитой и содержит цилиндр, жестко и обратимо соединенный с нижней частью соответствующего первого или второго разливочного ковша, и поршень, жестко и обратимо прикрепленный к нижней плите, причем приводное устройство выполнено с возможностью перемещения нижней плиты для приведения нижнего канала в положение совмещения с верхним каналом и из него.
[0015] В первом варианте осуществления нижняя плита содержит один нижний канал с одним коллекторным стаканом, закрепленным на его поверхности стакана.
[0016] Во втором варианте осуществления
• нижняя плита содержит второй нижний канал, отдельный от нижнего канала и проходящий от верхней поверхности скольжения к поверхности стакана, и
• второй коллекторный стакан, содержащий второй коллекторный канал, прикреплен к поверхности стакана нижней плиты, при этом второй коллекторный канал имеет сообщение по текучей среде со вторым нижним каналом.
[0017] Каждый из первого и второго манипуляторов может крепиться либо
• к соответствующим первому и второму удерживающим устройствам, либо
• к шиберному затвору разливочного ковша соответствующего первого и второго разливочного ковша так, чтобы перемещаться вместе с нижней плитой, либо
• к соответствующему первому и второму разливочным ковшам.
[0018] Предпочтительно, чтобы каждый из первого и второго манипуляторов
• мог линейно перемещаться вдоль первого направления, параллельного верхнему каналу,
• мог вращаться вокруг первого направления,
• содержал один или большее количество сегментов кронштейна, проходящих по существу перпендикулярно колонне, параллельной первому направлению, причем один или большее количество сегментов кронштейна соединены с колонной и друг с другом поворотными соединениями, выполненными с возможностью вращения вокруг первого направления,
• содержал зажимное средство на свободном конце сегмента рычага, наиболее удаленном от колонны, для надежного и реверсивного удержания кожуха ковша.
[0019] Приводное устройство может приводиться в действие с помощью гидравлики, пневматики или электричества. Предпочтительно, чтобы каждое из первого удерживающего устройства и второго удерживающего устройства указанного устройства для транспортировки было снабжено
• источником гидравлической жидкости под давлением для приведения в действие приводного устройства посредством шланга или источником электрической энергии, и
• предпочтительно станцией хранения для хранения приводного устройства, готового для соединения с шиберным затвором разливочного ковша.
[0020] Установка для разливки металла может содержать печь предварительного нагрева для приведения к температуре предварительного нагрева и поддержания при ней новой защитной трубы разливочного ковша, загружаемой на шиберный затвор разливочного ковша на первом или втором разливочном ковше, расположенном на станции загрузки.
[0021] В предпочтительном варианте осуществления изобретения робот может также быть выполнен с возможностью
• проверки состояния отработавшей защитной трубы разливочного ковша после снятия с опорожненного разливочного ковша,
• оценки того, можно ли использовать повторно отработавшую защитную трубу разливочного ковша после удаления или же ее необходимо утилизировать, и
• очистки отработавшей защитной трубы разливочного ковша с помощью кислородного душа для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.
[0022] Данное изобретение относится также к способу разливки расплавленного металла, включающему следующие этапы:
предоставление установки для разливки металла, как описано выше, в которой
• первый разливочный ковш заполнен расплавленным металлом и находится на станции разливки и
• второй разливочный ковш заполнен расплавленным металлом и находится на станции загрузки,
• шиберный затвор разливочного ковша на первом разливочном ковше находится в закрытом положении, соединен с одним или большим количеством приводных устройств и обеспечен защитной трубой разливочного ковша, удерживаемой над коллекторным стаканом с помощью соответствующего манипулятора,
• шиберный затвор разливочного ковша на втором ковше находится в закрытом положении и содержит коллекторный стакан, прикрепленный к нижней плите, и не содержит защитной трубы разливочного ковша и действующего приводного устройства,
(b) приведение шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше в положение разливки для разливки расплавленного металла из первого разливочного ковша через защитную трубу разливочного ковша в промежуточный ковш,
(c) во время предшествующего этапа,
• перемещение с помощью робота новой защитной трубы разливочного ковша ко второму манипулятору второго разливочного ковша,
• соединение и удержание на месте с помощью второго манипулятора новой защитной трубы разливочного ковша над коллекторным стаканом,
• соединение с помощью робота приводного устройства с шиберным затвором разливочного ковша на втором разливочном ковше,
(d) когда первый разливочный ковш по существу пуст, приведение шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше в закрытое положение, а затем
(e) смена положений первого и второго разливочных ковшей путем перемещения первого разливочного ковша со станции разливки на станцию загрузки и одновременного перемещения второго разливочного ковша со станции загрузки на станцию разливки,
(f) приведение шиберного затвора разливочного ковша на втором разливочном ковше в положение разливки и разливка расплавленного металла из второго разливочного ковша через защитную трубу разливочного ковша в промежуточный ковш.
[0023] На этапе (f) способ предпочтительно включает следующие этапы:
(g) извлечение с помощью первого манипулятора (35) отработанной защитной трубы разливочного ковша от коллекторного стакана,
(h) сбор с помощью робота отработавшей защитной трубы разливочного ковша с первого манипулятора и хранение отработавшей защитной трубы разливочного ковша для восстановления или в качестве отходов, и
(i) отсоединение и удаление с помощью робота одного или большего количества приводных устройств (17) с шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше и их хранение для дальнейшего использования,
(j) удаление опорожненного первого разливочного ковша, и
(k) загрузка нового разливочного ковша, заполненного расплавленным металлом, на первое удерживающее устройство устройства для транспортировки на станции загрузки, при этом, аналогично второму разливочному ковшу на этапе (a), новый разливочный ковш содержит шиберный затвор разливочного ковша в закрытом положении с коллекторным стаканом, прикрепленным к нему, и не содержит защитной трубы разливочного ковша.
[0024] В случае, если отверстие первого разливочного ковша заполнено закупоривающим материалом, и в случае, если расплавленный металл не вытекает из указанного отверстия после приведения шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше на станцию разливки на этапе (b), прочистка отверстия может быть выполнена различными путями.
[0025] В первом способе могут быть выполнены следующие этапы:
• извлечение с помощью первого манипулятора защитной трубы разливочного ковша с коллекторного стакана, чтобы открыть коллекторный стакан,
• с помощью подходящего инструмента для прочистки прочистка отверстия первого разливочного ковша путем разрушения закупоривающего материала через открытый таким образом коллекторный стакан,
• когда закупоривающий материал начинает вытекать из коллекторного стакана, соединение и удержание на месте с помощью первого манипулятора защитной трубы разливочного ковша над коллекторным стаканом, и таким образом обеспечение течения расплавленного металла из первого разливочного ковша через прочищенное таким образом отверстие и через защитную трубу разливочного ковша в промежуточный ковш.
[0026] Во втором способе, в котором нижняя плита содержит первый и второй нижние каналы и первый и второй коллекторные стаканы, как описано в отношении второго варианта осуществления выше, могут быть выполнены следующие этапы:
• линейное перемещение нижней плиты с помощью приводного устройства в положение прочистки, при котором второй нижний канал находится в положении совмещения с верхним каналом,
• с помощью подходящего инструмента для прочистки прочистка отверстия первого разливочного ковша путем разрушения закупоривающего материала через открытый таким образом второй коллекторный стакан,
• когда закупоривающий материал начинает вытекать из коллекторного стакана, линейное перемещение нижней плиты с помощью приводного устройства обратно в положение разливки, в котором первый нижний канал находится в положении совмещения с верхним каналом, и таким образом обеспечение течения расплавленного металла из первого разливочного ковша через прочищенное таким образом отверстие и через защитную трубу разливочного ковша в промежуточный ковш.
[0027] Устройством для транспортировки может быть поворотный стенд. Этап (e) смены положений первого и второго разливочных ковшей может таким образом включать следующие этапы:
• подъем первого и второго разливочных ковшей, пока защитные трубы разливочного ковша как на первом, так и на втором разливочном ковше не будут удалены с промежуточного ковша и выше него в вертикальном направлении (Z),
• поворот поворотного стенда вокруг вертикальной оси (Z) на 180° для размещения первого разливочного ковша над станцией загрузки и для размещения второго разливочного ковша над станцией разливки и над промежуточным ковшом,
• опускание первого и второго разливочных ковшей на их соответствующие станции для загрузки и для разливки, при этом защитная труба разливочного ковша на втором разливочном ковше вставляется в промежуточный ковш,
при этом во время всех вышеперечисленных этапах первый и второй манипуляторы (35) перемещаются вместе с соответствующими первым и вторым разливочными ковшами, удерживая при этом соответствующие защитные трубы разливочного ковша над соответствующими коллекторными стаканами.
[0028] В дополнительном варианте осуществления изобретения робот также
• проверяет состояние отработавшей защитной трубы разливочного ковша после удаления с опорожненного разливочного ковша,
• оценивает, можно ли повторно использовать отработавшую защитную трубу разливочного ковша после очистки или же ее необходимо утилизировать, и
• очищает отработавшую защитную трубу разливочного ковша с помощью кислородного душа для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
[0029] На этих фигурах:
Фиг. 1 изображает различные этапы уборки опорожненного первого разливочного ковша со станции разливки и его замены полным вторым разливочным ковшом после его подготовки на станции загрузки.
Фиг. 2 показывает различные этапы прочистки засоренного выпускного отверстия разливочного ковша с помощью шиберного затвора разливочного ковша согласно первому варианту осуществления данного изобретения.
Фиг. 3 показывает различные этапы прочистки засоренного выпускного отверстия разливочного ковша с помощью шиберного затвора разливочного ковша согласно второму варианту осуществления данного изобретения.
Фиг. 4 показывает различные альтернативные этапы прочистки засоренного выпускного отверстия разливочного ковша с помощью шиберного затвора разливочного ковша согласно первому варианту осуществления данного изобретения.
Фиг. 5 показывает различные этапы загрузки новой защитной трубы разливочного ковша на коллекторный стакан с использованием манипулятора в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 6 показывает станцию загрузки, содержащую робота, и полный разливочный ковш, поддерживаемый устройством для транспортировки, оснащенным манипулятором, в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
[0030] Как проиллюстрировано на Фиг. 1, установка для разливки металла согласно данному изобретению содержит первый разливочный ковш (11) и второй разливочный ковш (12). Первый разливочный ковш удерживается на станции разливки над промежуточным ковшом (1) для переноса расплавленного металла (2), содержащегося в первом разливочном ковше (11), в промежуточный ковш (1). Промежуточный ковш подает расплавленный металл в инструмент или форму для отливки. С помощью этой системы промежуточный ковш содержит объем расплавленного металла, который остается по существу постоянным в течение всего переноса расплавленного металла из первого разливочного ковша (11) в промежуточный ковш (1). Когда первый разливочный ковш опорожнен от своего содержимого, его необходимо заменить как можно быстрее вторым разливочным ковшом (12), заполненным расплавленным металлом и полностью снаряженным для продолжения переноса расплавленного металла (2) в промежуточный ковш (1), чтобы поддерживать по существу постоянный уровень расплавленного металла в промежуточном ковше и одновременно расход расплавленного металла из промежуточного ковша в инструмент или форму.
[0031] Разливочный ковш (11,12) содержит дно, оборудованное отверстием (11o, 12o). Внутренний стакан (18), оборудованный внутренним каналом, приводит внутренний объем промежуточного ковша в сообщение по текучей среде с отверстием (11o, 12o). Разливочный ковш (11,12) содержит также шиберный затвор (15) разливочного ковша, выполненный с возможностью обратимого приема и поддержки коллекторного стакана в совмещенном положении с нижним каналом и с возможностью соединения с приводным устройством (17) для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша между закрытым положением, в котором отверстие закрыто от коллекторного стакана, и положением разливки, в котором отверстие имеет сообщение по текучей среде с коллекторным стаканом и защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша. Защитная труба разливочного ковша соединяется над коллекторным стаканом и, таким образом, поддерживается в положении с помощью манипулятора (35).
[0032] Для ускорения замены опорожненного первого разливочного ковша (11) на полный второй разливочный ковш (12) первый и второй разливочные ковши поддерживают соответствующие первое и второе удерживающие устройства, принадлежащие устройству для транспортировки. Устройством для транспортировки может быть тележка разливочного ковша, но предпочтительным является поворотный стенд (30) (см. Фиг. 1(а)). Указанные первое и второе удерживающие устройства представляют собой вилкообразные кронштейны, удерживающие первый и второй разливочные ковши (11, 12) на «расстоянии вытянутой руки» от центральной оси (Z) вращения. Поворот поворотного стенда вокруг центральной оси (Z) вращения позволяет первому и второму разливочным ковшам перемещаться между
• станцией разливки, на которой один из первого или второго разливочного ковша (11, 12) удерживается над промежуточным ковшом, при этом защитная труба (13a-13c) разливочного ковша частично вставлена внутрь промежуточного ковша, и
• станцией загрузки, на которой другой один из первого или второго разливочного ковша снаряжается на станции загрузки в ходе подготовки к переносу расплавленного металла в промежуточный ковш, когда он перемещается на станцию разливки.
[0033] Поскольку защитная труба (13a-13c) разливочного ковша частично вставлена в промежуточный ковш (1), поворотный стенд (30) должен сначала поднять первый и второй разливочные ковши, чтобы вывести защитную трубу (13a) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) из промежуточного ковша (1) и выше него перед поворотом вокруг центральной оси (Z) вращения, чтобы избежать столкновения защитных труб разливочного ковша на первом и втором разливочных ковшах с промежуточным ковшом.
[0034] Станция загрузки обеспечена загрузочной площадкой (20), содержащей инструменты и запасные части, такие как новые защитные трубы (13b, 13c) разливочного ковша, новые коллекторные стаканы (14) или запасные приводные устройства (17). Как объяснено выше, разливочный ковш нельзя транспортировать по цеху между печью и установкой для разливки с длинной защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, выступающей из его дна. Следовательно, свежий разливочный ковш, заполненный расплавленным металлом, достигает станции разливки свободным от защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша. Свежий разливочный ковш (11, 12), заполненный расплавленным металлом (2), достигает поворотного стенда (30) с шиберным затвором (15) разливочного ковша, закрепленным на дне разливочного ковша, но без действующего приводного устройства (17), и с коллекторным стаканом (14), соединенным с шиберным затвором разливочного ковша. Коллекторный стакан очень короткий и может перемещаться по цеху закрепленным на разливочном ковше без какого-либо риска столкновения. Таким образом, новую защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша можно соединить со свежим разливочным ковшом (12) над коллекторным стаканом (14) и поддерживать в положении, когда свежий разливочный ковш закреплен на поворотном стенде (30) на станции загрузки. В то же время приводное устройство (17) необходимо соединить с разливочным ковшом (11, 12) и шиберным затвором (15) разливочного ковша и нужно активировать, подключив его к источнику текучей среды под давлением для гидравлических или пневматических приводных устройств (17) или к источнику электрической энергии для электрических приводных устройств (17).
[0035] Вместо того, чтобы эти операции выполнял вручную оператор-человек, данное изобретение предлагает предоставить робота (21) на загрузочной площадке (20) или рядом с ней. Робот (21) выполнен с возможностью загрузки новой защитной трубы (13b) разливочного ковша на шиберный затвор (15) разливочного ковша и с возможностью соединения приводного устройства (17) с шиберным затвором (15) разливочного ковша.
УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗЛИВКИ
[0036] Фиг. 1 иллюстрирует различные этапы операции непрерывной разливки с помощью установки согласно данному изобретению. Замена опорожненного первого разливочного ковша (11) заполненным вторым разливочным ковшом (12) обсуждается более подробно в следующих разделах. Фиг. 1(a) показывает поворотный стенд (30) в качестве устройства для транспортировки, содержащий первое и второе удерживающие устройства для удержания первого и второго разливочных ковшей (11, 12). Поворотный стенд расположен рядом с промежуточным ковшом таким образом, что каждое из первого и второго удерживающих устройств может переносить разливочный ковш (11, 12) на станцию разливки с защитной трубой разливочного ковша, частично вставленной в промежуточный ковш ниже уровня расплавленного металла, содержащегося в промежуточном ковше во время использования в стационарных условиях. Фиг. 1(a) показывает такую конфигурацию с первым разливочным ковшом (11), частично заполненным расплавленным металлом, удерживаемым на станции разливки первым удерживающим устройством поворотного стенда (30). Первый разливочный ковш находится над промежуточным ковшом (1) со стаканом (13a-13c) разливочного ковша, удерживаемым на месте с помощью манипулятора (35) защитной трубы разливочного ковша, прикрепленного к первому удерживающему устройству поворотного стенда (30) таким образом, что защитная труба разливочного ковша, частично вставлена в промежуточный ковш и частично погружена ниже уровня расплавленного металла, содержащегося в промежуточном ковше. Шиберный затвор (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) соединен с приводным устройством (17), выполненным с возможностью перемещения плиты шиберного затвора между закрытым положением и положение разливки описанных выше. В варианте осуществления изобретения по Фиг. 1 приводное устройство (17) представляет собой гидравлический поршень, который соединен с источником (17h) гидравлической жидкости под давлением через шланг (17t). Приводное устройство (17) может быть пневматическим или электрическим, но гидравлические приводные устройства предпочтительны.
[0037] Второй разливочный ковш (12), заполненный расплавленным металлом, поступающий прямо из печи, удерживает на станции загрузки второе удерживающее устройство поворотного стенда (30), на станции загрузки в пределах досягаемости робота загрузочной площадки (20). Шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) находится в закрытом положении. В отличие от первого разливочного ковша (11), второй разливочный ковш (12) не готов к разливке расплавленного металла, поскольку на нем отсутствует какая-либо защитная труба (13b) разливочного ковша и какое-либо приводное устройство (17). Возможно доставлять второй разливочный ковш (12) уже оборудованным приводным устройством (17), но не в рабочем состоянии, поскольку оно не будет подключено ни к какому-либо источнику текучей среды под давлением для гидравлических и пневматических приводных устройств, ни к какому-либо источнику электрической энергии для электрических приводных устройств. Как правило, на втором разливочном ковше (12), когда он достигает поворотного стенда, отсутствует какое-либо приводное устройство (17), а в тех немногих случаях, когда он оборудован приводным устройством, оно не работает.
[0038] Загрузочная площадка (20) содержит стеллаж (29) для хранения с различными инструментами (не показаны), необходимыми для подготовки второго разливочного ковша (12) к разливке, и с запасными защитными трубами (13b, 13c) разливочного ковша. Защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша, первую в очереди для соединения с разливочным ковшом, предпочтительно предварительно нагревают в стеллаже (29) для хранения или в отдельной печи в пределах досягаемости робота, чтобы избежать любого сильного теплового удара, когда расплавленный металл протекает через защитную трубу разливочного ковша после начала операции разливки на станции разливки. В некоторых случаях площадка может содержать запасные приводные устройства (17) и, возможно, запасные коллекторные стаканы (14), хотя коллекторный стакан (14) предпочтительно соединяют со вторым разливочным ковшом на отдельной станции восстановления перед заполнением разливочного ковша расплавленным металлом из печи.
[0039] Приводное устройство (17) для приведения в действие шиберного затвора (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) предпочтительно хранят на втором удерживающем устройстве поворотного стенда (30) или поблизости от него. Предпочтительно хранить приводные устройства на первом и втором удерживающих устройствах, поскольку при этом нет необходимости подключать и отключать приводные устройства (выдвижной секции) каждый раз, когда их соединяют с разливочным ковшом и снимают с него, поскольку источник (17h) жидкости под давлением наиболее удобно расположить также на первом и втором удерживающих устройствах или поблизости от них, как показано на Фиг. 1(a).
[0040] Фиг. 1(b) показывает, что в то время как первый разливочный ковш (11) сливает содержащийся в нем расплавленный металл в промежуточный ковш, робот (21) берет новую защитную трубу (13b) разливочного ковша со стеллажа (29) для хранения и соединяет указанную новую защитную трубу разливочного ковша с шиберным затвором (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12), который сохраняет закрытое положение в течение всего пребывания второго разливочного ковша на станции загрузки. Как объяснено выше, в предпочтительном варианте осуществления изобретения новую защитную трубу (13b) разливочного ковша предварительно нагревают до температуры предварительного нагрева в стеллаже (29) для хранения или в отдельной печи в пределах досягаемости робота (21) перед загрузкой на шиберный затвор разливочного ковша. Предварительный нагрев защитной трубы разливочного ковша перед разливкой уменьшает риск образования трещин вследствие сильного теплового удара, когда расплавленный металл начинает протекать через защитную трубу разливочного ковша в начале операции разливки. Поскольку второй разливочный ковш (12), оборудованный новой защитной трубой (13b) разливочного ковша, может оставаться определенное время на станции загрузки перед перемещением на станцию разливки, когда первый разливочный ковш (11) доставляет расплавленный металл в промежуточный ковш и опорожняется, новая защитная труба (13b) разливочного ковша успевает остыть, теряя все преимущества операции предварительного нагрева. По этой причине в предпочтительном варианте осуществления данного изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1(c), в дополнение или в качестве альтернативы предварительному нагреву новой защитной трубы разливочного ковша в стеллаже для хранения или отдельной печи, может быть обеспечена печь (25) предварительного нагрева на станции загрузки для (необязательного достижения и) поддержания температуры предварительного нагрева у новой защитной трубы (13b) разливочного ковша, поддерживаемая манипулятором над коллекторным стаканом (14) шиберного затвора (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12), расположенном на станции загрузки. С этой печью (25) предварительного нагрева защитная труба разливочного ковша поступает на станцию разливки при необходимой температуре предварительного нагрева, и разливку можно начинать с меньшим риском образования трещин вследствие тепловых ударов. Печь (25) предварительного нагрева может быть подвижно соединена с загрузочной площадкой (20) или с первым и вторым удерживающими устройствами поворотного стенда. Предпочтительно она имеет форму открытой книги, закрывающейся над новой защитной трубой (13b) разливочного ковша после ее загрузки на шиберный затвор (15) разливочного ковша. Робот (21) может манипулировать указанной печью, приводя ее в положение предварительного нагрева.
[0041] Робот (21) предпочтительно может перемещаться вдоль горизонтальной плоскости (X, Y) и имеет несколько степеней свободы, предпочтительно по меньшей мере пять или по меньшей мере семь степеней свободы. Робот должен быть в состоянии добраться как до стеллажа (29) для хранения, чтобы получить или разместить инструменты и/или компоненты для разливки, так и до манипулятора защитной трубы (25) разливочного ковша на разливочном ковше, расположенном на станции загрузки. Он должен иметь достаточное количество степеней свободы для выполнения всех подключений и отключений, а также соединений и разъединений, необходимых для обеспечения непрерывной работы установки для разливки.
[0042] В частности, как показано на Фиг. 1(b) и 1(c), робот должен быть выполнен с возможностью перемещения над новой защитной трубой (13b) разливочного ковша к манипулятору (35) и для извлечения отработанной защитной трубы разливочного с пустого разливочного ковша без манипулятора (35). Робот также должен быть выполнен с возможностью (от)соединения приводного устройства (17) к шиберный затвору (15) разливочного ковша и ковша, а также для (от)соединения шланга (17t) к (от) приводного устройства (17). На Фиг. 1 первое и второе удерживающие устройства поворотного стенда (30) оборудованы как
• станцией хранения для хранения одного или большего количества приводных устройств (выдвижной секции) (17), так и
• источником гидравлической жидкости под давлением, соединенным с указанными одним или большим количеством приводных устройств (выдвижной секции) для приведения в действие шиберного затвора (15) разливочного ковша.
[0043] При такой конфигурации все, что нужно сделать роботу (21), это взять приводное устройство (17) с места его хранения на втором удерживающем устройстве и соединить его с разливочным ковшом и шиберным затвором (15) разливочного ковша. В случае, если приводное устройство хранится на стеллаже (29) для хранения или в случае, если приводное устройство, хранящееся на станции хранения, необходимо заменить на новое, хранящееся на стеллаже (29) для хранения, в дополнение к соединению одного или большего количества приводных устройств (17) (выдвижной секции) с разливочным ковшом и шиберным затвором (15) разливочного ковша, робот (21) должен также подключить один или большее количество шлангов (17t) к соответствующим приводным устройствам (выдвижной секции), чтобы привести приводное устройство в рабочее состояние для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша.
[0044] Манипулятор (35) защитной трубы разливочного ковша (или просто «манипулятор») следует за разливочным ковшом (11, 12) во время всех его операций, поскольку разливочный ковш поддерживается устройством для транспортировки, таким как поворотный стенд (30) или тележка разливочного ковша. В первом варианте осуществления манипулятор может быть прикреплен к первому и второму удерживающим устройствам устройства для транспортировки, как показано на Фиг. 1 и 3. Преимущество этого решения заключается в том, что манипулятор остается присоединенным к устройству для транспортировки в течение всего времени выполнения одной или большего количества операций разливки, и его не нужно заменять каждый раз, когда новый ковш достигает устройства для транспортировки. В качестве альтернативы, согласно второму варианту осуществления, манипулятор может быть прикреплен к шиберному затвору (15) разливочного ковша, предпочтительно перемещаясь вместе с нижней плитой (15d), как показано на Фиг. 2(a)-2(d). Это решение не имеет преимуществ предыдущего варианта осуществления, так как манипулятор необходимо соединять и отсоединять от шиберного затвора разливочного ковша каждый раз, когда новый разливочный ковш достигает и покидает соответствующее удерживающее устройство устройства для транспортировки, но имеет преимущество, заключающееся в том, что манипулятор не нужно синхронизировать с приводным устройством (17), чтобы гарантировать, что удерживаемая манипулятором защитная труба разливочного ковша совершает те же перемещения, что и коллекторный стакан (14), перемещения которого управляются приводным устройством (17).
[0045] Как показано на Фиг. 1(d), когда первый разливочный ковш (11) по существу пуст, его необходимо заменить полным вторым разливочным ковшом (12), который ожидает на станции загрузки. В варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1, поворотный стенд (30) выполнен с возможностью подъема первого и второго разливочных ковшей (11, 12) на высоту поворота, чтобы гарантировать, что при повороте поворотного стенда защитные трубы (13a, 13b) разливочного ковша на первом и втором разливочных ковшах не столкнутся с промежуточным ковшом (1) или с любым другим элементом установки для разливки. Как показано на Фиг. 1(e), поворотный стенд (30) также выполнен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (Z) таким образом, чтобы одним движением менять местами положения первого и второго разливочных ковшей, сохраняя при этом высоту поворота выше соответствующих положений загрузки и разливки. Наконец, поворотный стенд (30) должен быть выполнен с возможностью опускания как первого, так и второго разливочного ковша на их соответствующие станции для загрузки и разливки, как показано на Фиг. 1(f). Манипуляторы (35) следуют за перемещениями подъема, поворота и опускания обоих ковшей, независимо от того, закреплены ли манипуляторы на первом и втором удерживающих устройствах или к шиберному затвору (15) разливочного ковша.
[0046] Перемещения поворотного стенда и шиберных затворов (15) разливочного ковша как на первом, так и на втором разливочном ковше должны быть идеально синхронизированы, чтобы предотвратить любые нежелательные капли или утечки расплавленного металла из любого из первого и второго разливочных ковшей.
[0047] Робот (21) также должен быть выполнен с возможностью взятия опорожненного первого разливочного ковша (11), находящегося на станции загрузки, от соответствующего манипулятора (35) после того, как последний отсоединит защитную трубу разливочного ковша (13а) от коллекторного стакана (14). Робот также выполнен с возможностью отсоединения приводного устройства (17). Отработавшую защитную трубу (13a) разливочного ковша можно очистить и сохранить для дальнейшего использования или выбросить в утилизационный контейнер (27), как показано на Фиг. 1(f). Приводное устройство (17) можно хранить на станции хранения на первом удерживающем устройстве поворотного стенда (30) без необходимости отключения его от источника гидравлической жидкости под давлением или на стеллаже (29) для хранения загрузочной площадки после отключения от него источника гидравлической жидкости под давлением. Если манипулятор (35) закреплен на шиберном затворе (15) разливочного ковша, то робот выполнен с возможностью отсоединения манипулятора от шиберного затвора разливочного ковша и удержания его на стеллаже (29) для загрузки следующего разливочного ковша на первое удерживающее устройство устройства для транспортировки. Опорожненный первый разливочный ковш (11), освобожденный как от защитной трубы (13a) разливочного ковша, так и от приводного устройства (17) и, необязательно, манипулятор, теперь можно отправить на станцию технического обслуживания для восстановления. Новый разливочный ковш, заполненный расплавленным металлом, можно извлечь из печи и загрузить на теперь уже пустое первое удерживающее устройство поворотного стенда для начала всех операций, проиллюстрированных на Фиг. 1(a) - 1(f), рассмотренных выше.
РОБОТ (21)
[0048] Робот (21) может иметь по меньшей мере пять, предпочтительно по меньшей мере шесть или семь степеней свободы. Робот предпочтительно установлен с возможностью перемещения на загрузочной площадке (20) таким образом, что робот может совершать линейные перемещения параллельно первой оси (X) и/или второй оси (Y), перпендикулярной первой оси (X), или их комбинацию. Робот (21) предпочтительно может поворачиваться вокруг вертикальной оси (Z), перпендикулярной первой и второй осям (X, Y). С помощью этих комбинаций перемещений робот должен быть в состоянии достать и извлечь любой инструмент или компонент со стеллажа (29) для хранения и добраться до шиберного затвора (15) разливочного ковша на первом или втором разливочном ковше (11, 12), который удерживается на станции загрузки, для выполнения операций, описанных ниже. Отличные результаты были получены с помощью робота типа Kuka Foundry KR480.
[0049] Робот может содержать основание, сообщающееся с компонентами, создающими движение, такими как колеса или резьбы. Основание может сообщаться с кронштейном; причем кронштейн может быть прикреплен к основанию с возможностью вращения, неподвижно и/или шарнирно. Кронштейн может быть раздвижным. Кронштейн может быть снабжен одним или большим количеством сегментов, соединенных друг с другом с помощью шарниров или поворотных соединений. Кронштейн может быть снабжен удерживающим устройством, таким как зажим, корпус, приемник, опора, щипцы и т. п., выполненным с возможностью зацепления, манипулирования, перемещения, соединения, захвата и/или движения приводного устройства (17), защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша, инструмента или манипулятора (35).
[0050] Робот выполнен с возможностью соединения приводного устройства (17) с разливочным ковшом (11, 12), заполненным расплавленным металлом, и с шиберным затвором (15) разливочного ковша на нем. Он также выполнен с возможностью снятия с опорожненного первого или второго разливочного ковша (11, 12), который удерживается на станции загрузки после перемещения со станции разливки, приводного устройства (17). Робот (21) выполнен с возможностью перемещения новой защитной трубы разливочного ковша к манипулятору (35), а также для удаления отработанной защитной (13а-13с) трубы разливочного ковша с манипулятора опорожненного разливочного ковша (11, 12). Наконец, и только в том случае, если манипуляторы не закреплены на первом и втором удерживающих устройствах устройства для транспортировки, робот выполнен с возможностью соединение и отсоединения манипулятора от разливочного ковша, расположенного на станции загрузки. Чтобы избежать сильных тепловых ударов, защитную трубу (13b) разливочного ковша предпочтительно помещают в станцию предварительного нагрева перед соединением с шиберным затвором (15) разливочного ковша на разливочном ковше на станции загрузки. Робот может перемещать защитную трубу разливочного ковша со стеллажа (29) для хранения на станцию предварительного нагрева (не показана) и оттуда к манипулятору (35). Аналогично, для удаления защитной трубы разливочного ковша с опорожненного первого разливочного ковша (11) робот может захватить защитную трубу разливочного ковша от манипулятора после того, как последний отсоединит защитную трубу разливочного ковша от коллекторного стакана. Робот может доставить удаленную защитную трубу разливочного ковша на станцию очистки сжатым газом (например, кислородом) (не показана) и на станцию предварительного нагрева или на стеллаж (29) для хранения для дальнейшего использования. В альтернативном варианте робот может выбросить защитную трубу разливочного ковша в утилизационный контейнер (27) в случае, если она слишком изношена для дальнейшего использования (см. Фиг. 1(f)).
[0051] Робот также выполнен с возможностью проверки состояния отработавшей защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша после снятия с опорожненного разливочного ковша. В предпочтительном варианте осуществления изобретения робот выполнен с возможностью оценки того, можно ли использовать повторно отработавшую защитную трубу разливочного ковша после очистки или же ее необходимо утилизировать. Этого можно достигнуть с помощью программирования искусственного интеллекта робота, который может «научиться» различать отработавшие защитные трубы разливочного ковша, которые можно использовать повторно или необходимо утилизировать. Робот также предпочтительно выполнен с возможностью очистки отработавшей защитной трубы разливочного ковша, с помощью кислородного душа, для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.
ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР (15) РАЗЛИВОЧНОГО КОВША
[0052] Шиберный затвор (15) разливочного ковша, подходящий для данного изобретения, содержит верхнюю плиту (15u) и нижнюю плиту (15d). Верхняя плита содержит поверхность фиксации и нижнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной верхней плиты, и верхний канал, проходящий от поверхности фиксации до нижней поверхности скольжения. Поверхность фиксации верхней плиты жестко закреплена на нижней части соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12), причем верхний канал имеет сообщение по текучей среде с отверстием (11o, 12o). Отверстие в целом образовано нижним по потоку концом внутреннего канала внутреннего стакана (18), как проиллюстрировано на Фиг. 2(a) и 3(a). В течение всей операции разливки из разливочного ковша (11, 12) в промежуточный ковш (1) верхняя плита (15u) зафиксирована относительно отверстия (11o, 12o) и внутреннего стакана (18).
[0053] Нижняя плита (15d) содержит поверхность стакана и верхнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной нижней плиты, а также один или два нижних канала, проходящих от верхней поверхности скольжения до поверхности стакана. В первом варианте осуществления нижняя плита содержит один первый нижний канал. Во втором варианте осуществления нижняя плита содержит первый и второй каналы. Оба варианта осуществления подробно обсуждаются ниже. Нижняя плита (15d) установлена с возможностью скольжения таким образом, что верхняя поверхность скольжения может скользить в ходе линейного перемещения вдоль нижней поверхности скольжения, приводя один или два нижних канала в сообщение по текучей среде с верхним каналом и из него. Нижняя плита может совершать линейное перемещение при активации приводного устройства (17). Приводное устройство может содержать цилиндр (17c), жестко и обратимо соединенный с нижней частью первого или второго разливочного ковша (11, 12), и поршень (17p), жестко и обратимо соединенный с нижней плитой (15d).
[0054] Приводное устройство (17) может приводиться в действие с помощью гидравлики, пневматики или электричества. Каждое из по меньшей мере первого удерживающего устройства и второго удерживающего устройства поворотного стенда разливочного ковша предпочтительно оборудовано источником текучей среды под давлением для приведения в действие приводного устройства (17) посредством шланга (17t). В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждое из по меньшей мере первого удерживающего устройства и второго удерживающего устройства поворотного стенда разливочного ковша также содержит блок хранения для хранения приводного устройства (17), когда приводное устройство (17) не соединено с шиберным затвором (15) разливочного ковша, как показано на Фиг. 1(a), 1(b) и 1(f). Разливочные устройства (17) можно хранить также на стеллаже для хранения на загрузочной площадке. Однако, предпочтительно хранить их на первом и втором удерживающих устройствах, поскольку при этом приводные устройства (17) могут быть постоянно соединены посредством шланга (17t) с источником (17h) текучей среды под давлением. Это избавляет робота (21) от необходимости выполнять сложную операцию соединения шланга (17t) с вновь подключаемыми приводными устройствами (17), которую пришлось бы выполнять, если бы приводные устройства (17) хранились на стеллаже (29) для хранения на загрузочной площадке.
Первый вариант осуществления: Нижняя плита (15d) содержит один первый нижний канал
[0055] В первом варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 2(a)-2(d), нижняя плита (15d) содержит один первый нижний канал. Коллекторный стакан (14) жестко (и обратимо) связан с поверхностью стакана нижней плиты. Верхняя поверхность скольжения окружает вход одного первого нижнего канала и имеет площадь поверхности, достаточную для герметизации выпускного отверстия верхнего канала (18), когда шиберный затвор разливочного ковша находится в закрытом положении, как показано на Фиг. 2(a). Защитная труба (13a-13c) разливочного ковша соединяется с помощью манипулятора (35) над коллекторным стаканом, при этом коллекторный стакан вставляется в канал разливочного ковша.
[0056] Фиг. 2(a)-2(d) показывают различные этапы для инициализации операции разливки из разливочного ковша (11, 12) в промежуточный ковш (1) с шиберным затвором разливочного ковша согласно первому варианту осуществления изобретения. Фиг. 2(a) показывает новый разливочный ковш (11, 12), достигший станции разливки. Шиберный затвор разливочного ковша находится в закрытом положении с одним первым каналом нижней плиты (15d), не совмещенным с верхним каналом верхней плиты (15u). Внутренний канал внутреннего стакана (18), а также верхний канал заполнены закупоривающим материалом (19), который может представлять собой песок или любой другой сыпучий материал, для предотвращения стопорения механизма скольжения затвердевшим металлом. Ни расплавленный металл (2), ни закупоривающий материал (19) не может протекать через шиберный затвор разливочного ковша, поскольку нижний по потоку конец верхнего канала закрыт нижней плитой. Когда разливочный ковш находится на станции разливки, можно начинать разливку.
[0057] Как показано на Фиг. 2(b), чтобы начать разливку, приводное устройство (17) перемещает нижнюю плиту и защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша до приведения нижнего канала и канала разливочного ковша в сообщение по текучей среде с верхним каналом, образующее таким образом непрерывный канал потока от внутреннего канала до канала защитной трубы. В случае, когда, как показано на Фиг. 2(a)-2(d), манипулятор (35) соединен с нижней плитой таким образом, чтобы перемещаться вместе с нижней плитой, защитная труба (13a-13c) разливочного ковша удерживаемая на месте манипулятором перемещается вместе с коллекторным стаканом (14), закрепленным на нижней плите (15d). В случае, если манипулятор соединен с первым или вторым удерживающим устройством устройства для транспортировки, как показано на Фиг. 1(a)-1(f) и 6, манипулятор должен быть синхронизирован с приводным устройством таким образом, чтобы, когда нижняя плита (15d) шиберного затвора разливочного ковша перемещается, манипулятор гарантирует, чтобы защитная труба разливочного ковша выполняла те же перемещения, что и нижняя плита, и, таким образом, оставалась соединенной с коллекторным стаканом (14) без поломки каких-либо частей.
[0058] В нормальных условиях закупоривающий материал (19) вытекает через нижний канал и канал защитной трубы под действием давления расплавленного металла в разливочном ковше. После удаления закупоривающего материала (19) расплавленный металл вытекает из разливочного ковша через канал защитной трубы. Эта операция занимает несколько секунд, и разливка из промежуточного ковша в инструмент может продолжаться непрерывно. Однако, как обсуждалось в уровне технике изобретения, в некоторых случаях затвердевшая масса закупоривающего материала (19) может засорить внутренний и верхний каналы таким образом, что расплавленный металл не может вытекать из разливочного ковша, и канал необходимо прочищать. С помощью установки для разливки согласно первому варианту осуществления данного изобретения засоренный внутренний канал и/или верхний канал можно очень быстро прочистить следующим образом.
[0059] Как показано на Фиг. 2(c), манипулятор (35) отсоединяет защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша от коллекторного стакана (14), опуская защитную трубу разливочного ковша и отводя его в сторону, чтобы обеспечить доступ к выходному концу канала коллекторного стакана. Поскольку коллекторный стакан существенно короче защитной трубы разливочного ковша и оставляет достаточное пространство над промежуточным ковшом, можно легко ввести инструмент (19r) для прочистки через нижний по потоку конец коллекторного стакана, через нижний и верхний каналы и до внутреннего канала. Инструмент для прочистки может представлять собой металлический стержень, который можно использовать для разрушения затвердевшей массы путем удара по затвердевшему таким образом закупоривающему материалу. В альтернативном варианте инструмент (19r) для прочистки может представлять собой, как показано на Фиг. 4(b), газовую фурму под давлением, выбрасывающую струю сжатого газа, такого как кислород. Инструментом (19r) для прочистки можно манипулировать вручную или с помощью робота (31), расположенного на станции разливки.
[0060] Как только твердая масса разрушается, частицы закупоривающего материала (19) начинают вытекать через коллекторный стакан. Манипулятор (35) может доставить защитную трубу разливочного ковша на коллекторный стакан, при этом шиберный затвор разливочного ковша находится либо в закрытом положении, либо в положении разливки. В закрытом положении манипулятор может без спешки соединить защитную трубу разливочного ковша. В положении разливки операция соединения должна быть быстрой, чтобы предотвратить вытекание расплавленного металла из коллекторного стакана до соединения над ним защитной трубы разливочного ковша. Как показано на Фиг. 2(d), после того, как защитная труба разливочного ковша будет присоединена на коллекторный стакан, шиберный затвор разливочного ковша должен быть приведен в положение разливки, если он был в закрытом положении, и разливка может начаться нормально.
[0061] В качестве альтернативы, прочистка засоренного канала в разливочном ковше, оборудованном шиберным затвором (15) разливочного ковша в соответствии с первым вариантом осуществления, также может быть выполнена следующим образом, как показано на Фиг. 4(a)-4(c). На Фиг. 4(а) показана установка для разливки металла с пустым первым разливочным ковшом (11), припаркованным на станции загрузки перед удалением, и полным вторым разливочным ковшом (12), расположенным на станции разливки, с нижней плитой (15d) шиберного затвора разливочного ковша в положении разливки. Эта ситуация аналогична ситуации, показанной на Фиг. 2(b), где нижний канал и канал ковша находятся в сообщении по текучей среде с верхним каналом, таким образом образуя канал непрерывного потока от внутреннего канала к каналу защитной трубы.
[0062] В случае, когда, как обсуждалось в разделе «Уровень техники» данного изобретения, внутренний и верхний каналы были засорены, препятствуя вытеканию расплавленного металла из разливочного ковша, проход необходимо прочистить. С помощью установки для разливки согласно первому варианту осуществления данного изобретения засоренный внутренний канал и/или верхний канал можно очень быстро прочистить, способом, показанном на Фиг. 4(a)-4(c), следующим образом.
[0063] Как показано на Фиг. 4(b), поворотный стенд (30) (или другое устройство для транспортировки) поднимает полный второй разливочный ковш (12) до тех пор, пока защитная труба разливочного ковша не выйдет из промежуточного ковша, при этом над верхней частью промежуточного ковша имеется достаточный зазор для доступа выпускного отверстия из защитной трубы разливочного ковша с инструментом (19r) для прочистки, вводимым через выпускное отверстие защитной трубы разливочного ковша, через коллекторный канал, нижний канал, верхний канал и до внутреннего канала. Инструмент для прочистки может представлять собой металлический стержень, который можно использовать для разрушения затвердевшей массы путем удара по затвердевшему таким образом закупоривающему материалу. Как показано на Фиг. 4(b), инструмент (19r) для прочистки представляет собой предпочтительно газовую фурму под давлением, выбрасывающую струю сжатого газа, такого как кислород. Инструментом (19r) для прочистки можно манипулировать вручную или с помощью робота (31), расположенного на разливочной площадке на станции разливки. В этом варианте осуществления инструмент для прочистки предпочтительно является телескопическим для облегчения его ввода через выпускное отверстие защитной трубы разливочного ковша с минимальным зазором. В альтернативном варианте в защитную трубу разливочного ковша может быть встроена газовая фурма (19r) под давлением. Это решение увеличивает стоимость используемых защитных труб разливочного ковша и требует подключения встроенной фурмы к источнику сжатого газа перед разливкой.
[0064] Как только твердая масса разрушается, частицы закупоривающего материала (19) начинают вытекать через коллекторный стакан и защитную трубу разливочного ковша. Как показано на Фиг. 4(с), поворотный стенд (30) опускает второй разливочный ковш (12) в положение разливки, поскольку нижняя плита находится либо в закрытом положении, либо в положении разливки. В закрытом положении поворотный стенд может без спешки опускать защитную трубу. В положении разливки операция опускания должна быть быстрой, чтобы предотвратить вытекание расплавленного металла из промежуточного ковша до введения защитной трубы разливочного ковша в промежуточный ковш. На этом этапе разливка может начаться в обычном режиме.
[0065] Прочистка верхнего и внутреннего каналов через канал защитной трубы путем подъема разливочного ковша и защитной трубы разливочного ковша из промежуточного ковша обеспечивается тем, что манипулятор (35) закреплен либо на удерживающем устройстве, либо на разливочном ковше, либо на шиберном затворе разливочного ковша, и поднимается вместе с разливочным ковшом. В установках для разливки металла предшествующего уровня техники, в которых защитная труба разливочного ковша удерживается на месте роботом (31), расположенным на разливочной площадке на станции разливки, это было бы невозможно, поскольку робот (31) не мог удерживать защитную трубу разливочного ковша при таком высоком положении, как того требует данный способ очистки от засорения.
[0066] На Фиг. 4(а)-4(с) также показана замена пустого разливочного ковша (12), припаркованного на станции загрузки, новым полным разливочным ковшом (12b). Новый разливочный ковш (12b), наполненный расплавленным металлом, с помощью крана подается из печи на установку для разливки металла. Новый разливочный ковш (12b) уже оборудован шиберным затвором (15) разливочного ковша в закрытом положении с коллекторным стаканом (14), соединенным с нижней плитой (15d) шиберного затвора разливочного ковша, но не несет защитную трубу разливочного ковша (13а-13с), ни какое-либо приводное устройство (17). Как только новый разливочный ковш (12b) загружен на поворотный стенд (30), робот (21) может переместить новую защитную трубу разливочного ковша (13c) манипулятору (35), а приводное устройство (17) может быть соединено с шиберным затвором разливочного ковша, как объяснялось выше.
Второй вариант осуществления: Нижняя плита (15d) содержит первый и второй каналы
[0067] Во втором варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 3(a)-3(d), нижняя плита (15d) содержит первый нижний канал и второй нижний канал, каждый из которых проходит от верхней поверхности скольжения до поверхности стакана. Нижняя плита (15d) установлена с возможностью скольжения таким образом, что верхняя поверхность скольжения может скользить вдоль нижней поверхности скольжения, приводя каждый из первого и второго нижних каналов в сообщение по текучей среде с верхним каналом и из него. Первый и второй коллекторные стаканы (14) жестко и обратимо соединены с поверхностью стакана с помощью коллекторных каналов первого и второго коллекторных стаканов (14) в сообщении по текучей среде с первым и вторым нижними каналами соответственно. Верхняя поверхность скольжения окружает впускные отверстия как первого, так и второго нижних каналов и имеет площадь поверхности, достаточную для герметизации выпускного отверстия верхнего канала, когда шиберный затвор разливочного ковша находится в закрытом положении, как показано на Фиг. 3(a). Защитная труба (13a-13c) разливочного ковша соединяется с помощью манипулятора (35) над первым коллекторным стаканом, при этом первый коллекторный стакан вставлен в канал разливочного ковша.
[0068] Фиг. 3(a)-3(d) показывают различные этапы для инициализации операции разливки из разливочного ковша (11, 12) в промежуточный ковш (1) с шиберным затвором разливочного ковша согласно второму варианту осуществления изобретения. Фиг. 3(a) показывает новый разливочный ковш (11, 12), достигший станции разливки. Шиберный затвор разливочного ковша находится в закрытом положении как с первым, так и со вторым нижними каналами нижней плиты (15d), не совмещенными с верхним каналом верхней плиты (15u). Внутренний канал внутреннего стакана (18), а также верхний канал заполнены закупоривающим материалом (19), который может представлять собой песок или любой другой сыпучий материал, для предотвращения стопорения механизма скольжения затвердевшим металлом. Ни расплавленный металл (2), ни закупоривающий материал (19) не может протекать через разливочный ковш, поскольку нижний по потоку конец верхнего канала закрыт нижней плитой. Когда разливочный ковш находится на станции разливки, можно начинать разливку.
[0069] Как показано на Фиг. 3(b), чтобы начать разливку, приводное устройство (17) перемещает нижнюю плиту и защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша до приведения первого нижнего канала и канала разливочного ковша в сообщение по текучей среде с верхним каналом, образующее таким образом непрерывный канал потока от внутреннего канала до канала защитной трубы. В случае, когда, как показано на Фиг. 3(a)-3(d), манипулятор (35) соединен с нижней плитой таким образом, чтобы перемещаться вместе с нижней плитой, защитная труба (13a-13c) разливочного ковша удерживаемая на месте манипулятором перемещается вместе с коллекторным стаканом (14), закрепленным на нижней плите (15d). В случае, если манипулятор соединен с первым или вторым удерживающим устройством устройства для транспортировки, как показано на Фиг. 1(a)-1(f) и 6, манипулятор должен быть синхронизирован с приводным устройством таким образом, чтобы, когда нижняя плита (15d) шиберного затвора разливочного ковша перемещается, манипулятор гарантирует, чтобы защитная труба разливочного ковша выполняла те же перемещения, что и нижняя плита, и, таким образом, оставалась соединенной с коллекторным стаканом (14) без поломки каких-либо частей.
[0070] В нормальных условиях закупоривающий материал (19) вытекает через нижний канал и канал защитной трубы под действием давления расплавленного металла в разливочном ковше. После удаления закупоривающего материала (19) расплавленный металл вытекает из разливочного ковша через канал защитной трубы. Эта операция занимает несколько секунд, и разливка из промежуточного ковша в инструмент может продолжаться непрерывно. Однако, как обсуждалось в уровне технике изобретения, в некоторых случаях затвердевшая масса закупоривающего материала (19) может засорить внутренний и верхний каналы таким образом, что расплавленный металл не может вытекать из разливочного ковша, и канал необходимо прочищать. С помощью установки для разливки согласно первому варианту осуществления данного изобретения засоренный внутренний канал и/или верхний канал можно очень быстро прочистить следующим образом.
[0071] Как показано на Фиг. 3(c), нижняя плита (15d) перемещается, чтобы привести второй нижний канал в сообщение по текучей среде с верхним каналом. В отличие от способа устранения засорения, описанного выше в связи с Фиг. 2(a)-2(d), защитная труба (13a-13c) разливочного ковша может оставаться соединенной с первым коллекторным стаканом в течение всей операции устранения засорения. Поскольку второй коллекторный стакан лишен какой-либо защитной трубы разливочного ковша и, таким образом, существенно короче первого коллекторного стакана с соединенной с ним защитной трубой разливочного ковша, над вторым коллекторным стаканом остается достаточный зазор над промежуточным ковшом. Поэтому, как показано на Фиг. 3(c), легко ввести инструмент (19r) для прочистки через выходной конец второго коллекторного стакана, через второй нижний канал, верхний канал и до внутреннего канала. Инструмент для прочистки может представлять собой металлический стержень, который можно использовать для разрушения затвердевшей массы путем удара по затвердевшему таким образом закупоривающему материалу. В альтернативном варианте инструмент (19r) для прочистки может представлять собой, как показано на Фиг. 4(b), газовую фурму под давлением, выбрасывающую струю сжатого газа, такого как кислород. Инструментом (19r) для прочистки можно манипулировать вручную или с помощью робота (31), расположенного на разливочной площадке на станции разливки.
[0072] Как только твердая масса разрушается, частицы закупоривающего материала (19) начинают вытекать через коллекторный стакан. Как показано на Фиг. 3(d), нижнюю плиту можно перемещать в положение разливки, при этом первый коллекторный стакан и защитная труба разливочного ковша соединены с ней, имея сообщение по текучей среде с внутренним каналом. На этой точке разливка может начаться и продолжаться в обычном режиме.
Манипулятор (35)
[0073] Манипулятор (35) можно рассматривать как упрощенного робота, имеющего меньше степеней свободы и выполненного с возможностью осуществления ограниченного числа достаточно простых перемещений. Манипулятор содержит кронштейн (35а), снабженный на одном конце захватными элементами (35g) для надежного захвата защитной трубы разливочного ковша, полученной от робота (21), и для освобождения защитной трубы разливочного ковша, когда робот готов удалить защитную трубу разливочного ковша с опорожненного ковша (11, 12). Манипулятор выполнен с возможностью обеспечения, с одной стороны, перемещения кронштейна (35а) вверх и вниз в направлении, параллельном оси (Z) канала коллекторного стакана, а с другой стороны, перемещения захватных элементов (35g) по плоскости, параллельной плоскости (X, Y), перпендикулярной к оси (Z).
[0074] Для соединения защитной трубы разливочного ковша с коллекторным стаканом, перемещения в плоскости (X, Y) захватывающих элементов позволяют расположить защитную трубу разливочного ковша в положение совмещения с коллекторным стаканом (14), а перемещения вверх по оси (Z) кронштейна (35a) позволяют соединить защитную трубу разливочного ковша с коллекторным стаканом, который вставлен во входной конец канала защитной трубы разливочного ковша, как показано на Фиг. 2(a), 2(a) и 2(d).
[0075] Для отсоединения защитной трубы разливочного ковша от коллекторного стакана (14), перемещения вниз по оси (Z) кронштейна (35а) позволяют отсоединить защитную трубу разливочного ковша от коллекторного стакана с достаточным зазором для захватных элементов, чтобы перемещать защитную трубу разливочного ковша по плоскости (X, Y), чтобы обеспечить доступ к каналу коллекторного стакана для прочистки каналов, как показано на Фиг. 2(c), или для его перемещения к роботу (21) для удаления защитной трубы разливочного ковша для восстановления или утилизации, как показано на Фиг. 1(e) и 1(f).
[0076] В варианте осуществления манипулятор содержит поршень (35p), выполненный с возможностью осуществления перемещений вверх и вниз параллельно оси (Z) (см. Фиг. 5(a)-5(c) и 6). Кронштейн (35a) выполнен с возможностью вращения вокруг центральной оси поршня, параллельной оси (Z) (см. смешанную линию с центром на поршне (35p) на Фиг. 5(b) и 6). В своей простейшей форме, показанной на Фиг. 5(a)-5(c), манипулятор (35) прямо или косвенно соединен с нижней плитой (15d), чтобы следовать за ее перемещениями, а кронштейн (35a) может иметь фиксированную длину и поворот кронштейна вокруг центральной оси поршня (35р) достаточный, чтобы привести защитную трубу разливочного ковша в положение совмещения с коллекторным стаканом (14) и из него. На Фиг. 5(а) манипулятор опущен и выведен из положения совмещения с коллекторным стаканом (14) в положении для приема новой защитной трубы (13а) разливочного ковша от робота (21). Путем вращения вокруг оси, параллельной оси коллекторного канала, манипулятор приводит защитную трубу разливочного ковша в выравнивание с коллекторным стаканом и под ним, как показано на Фиг. 5(b). Поднимая защитную трубу разливочного ковша, как показано на Фиг. 5(c), манипулятор соединяет защитную трубу разливочного ковша с коллекторным стаканом, при этом последний вставляется в канал защитной трубы. Защитная труба разливочного ковша удерживается в этом положении манипулятором столько времени, сколько необходимо. Поскольку манипулятор перемещается вместе с нижней плитой (15d) и коллекторным стаканом (14), в этом варианте осуществления не требуются дополнительные степени свободы. Если манипулятор (35) прикреплен к соответствующим первому и второму удерживающим устройствам, манипулятор должен иметь дополнительные степени свободы, как показано на Фиг. 6, чтобы позволить защитной трубе разливочного ковша следовать за перемещениями нижней плиты и коллекторного стакана (14). В этом случае требуется синхронизация перемещений манипулятора с перемещениями нижней плиты, приводимой в движение приводным устройством (17).
[0077] Удаление отработанной защитной трубы разливочного ковша происходит в порядке, обратном от Фиг. 5(с) к Фиг. 5(а) с перевернутыми стрелками. Отработанная защитная труба разливочного ковша отсоединяется от коллекторного стакана путем его опускания (см. Фиг. 5(c) и 5(b)). Вращением манипулятора отработанная защитная труба разливочного ковша может быть перемещена роботу (21) (см. Фиг. 5(а)).
[0078] Однако в предпочтительном варианте осуществления, чтобы позволить захватным элементам (35g) достигать любой точки плоскости, параллельной (X, Y), кронштейн (35а) может быть выполнен в виде телескопического поршня или, в качестве альтернативы, как показано на Фиг. 6, может состоять из двух или более секций кронштейна, вращательно соединенных друг с другом. Перемещения манипулятора (35) предпочтительно приводятся в действие гидравлически, пневматически или электрически. Как показано на Фиг. 6, приводное устройство (17) может храниться на первом и втором удерживающих устройствах, предпочтительно на неподвижной части соответствующего манипулятора, совместно используя с манипулятором источник гидравлической или пневматической жидкости или электрического тока.
[0079] Как упоминалось выше, манипулятор может быть прикреплен к первому и второму удерживающим устройствам устройства для транспортировки (или к части соответствующих манипуляторов, которая является статической по отношению к удерживающим устройствам), как показано на Фиг. 1 и 3. Преимущество этого решения заключается в том, что манипулятор остается соединенным с устройством для транспортировки, даже когда новый разливочный ковш (12b) загружается на удерживающее устройство или опорожненный ковш, уносимый с удерживающего устройства.
[0080] В качестве альтернативы, манипулятор может быть прикреплен к шиберному затвору (15) разливочного ковша, предпочтительно перемещаясь вместе с нижней плитой (15d), как показано на Фиг. 2(а)-2(d), 3(a)-3(d) и 5(a)-5(c). Это решение имеет то преимущество, что манипулятор не нужно синхронизировать с приводным устройством (17), чтобы гарантировать, что удерживаемая манипулятором защитная труба разливочного ковша совершает те же перемещения, что и коллекторный стакан (14), перемещения которых управляются приводным устройством (17). С другой стороны, манипулятор необходимо заново закреплять на шиберном затворе (15) разливочного ковша каждый раз, когда новый разливочный ковш (12b) загружается на удерживающее устройство, и снимать его каждый раз, когда опорожненный ковш извлекается из устройства для транспортировки.
СПОСОБ РАЗЛИВКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА
[0081] Данное изобретение относится также к способу разливки расплавленного металла (2) из разливочного ковша (11, 12) в промежуточный ковш (1) на установке для разливки, как обсуждалось выше, с первым разливочным ковшом (11), заполненным расплавленным металлом и расположенным на станции разливки, и вторым разливочным ковшом (12), заполненным расплавленным металлом и расположенным на станции загрузки. Как проиллюстрировано на Фиг. 1(A), шиберный затвор (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) находится в закрытом положении и оборудован защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, удерживаемой на месте над коллекторным стаканом (14) с помощью манипулятора. Нижняя плита (15d) шиберного затвора разливочного ковша соединена с приводным устройством (17). Шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) находится в закрытом положении и содержит коллекторный стакан (14) но не содержит защитной трубы разливочного ковша. Шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) не соединен с каким-либо приводным устройством (17).
[0082] Для того, чтобы начать разливку расплавленного металла из первого разливочного ковша (11) через защитную трубу (13a) разливочного ковша в промежуточный ковш (2), шиберный затвор (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) приводят в положение разливки. Эту операцию выполняют путем приведения в действие приводного устройства (17). Первый разливочный ковш (11) сливает содержащийся в нем расплавленный металл (2) в промежуточный ковш (1), пока первый разливочный ковш не будет считаться опорожненным.
[0083] Когда первый разливочный ковш (11) сливает свое содержимое в промежуточный ковш, робот (21) перемещает новую защитную трубу (13b) разливочного ковша к манипулятору (35), прикрепленному на втором удерживающем устройстве (см. Фиг. 1(b)). Как проиллюстрировано на Фиг. 1(c), с одной стороны, манипулятор (35) соединяет полученную таким образом защитную трубу разливочного ковша с шиберным затвором (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12), а с другой стороны, робот (21) соединяет приводное устройство (17) с шиберным затвором (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12). Как обсуждалось выше, последняя операция упрощается, если первое и второе удерживающие устройства поворотного стенда (30) оборудованы блоком хранения для хранения одного или большего количества приводных устройств (17), поскольку таким образом указанные одно или большее количество устройств могут оставаться подключенными к источнику (17h) текучей среды под давлением посредством шланга (17t) в течение всей операции разливки, включающей опорожнение нескольких (более двух) разливочных ковшей в промежуточный ковш. Если указанные одно или большее количество приводных устройств (17) хранятся в другом месте, как правило, на стеллаже (29) для хранения, расположенном на загрузочной площадке (20), робот (21) должен дополнительно соединять один или большее количество шлангов (17t) с соответствующими одним или большим количеством приводных устройств, чтобы привести их в рабочее состояние. В течение всей операции на втором разливочном ковше (12) шиберный затвор разливочного ковша остается в закрытом положении.
[0084] Как показано на Фиг. 1(d), когда первый разливочный ковш по существу пуст, шиберный затвор (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) переводят из положения разливки в закрытое положение, прерывая любой поток расплавленного металла из первого разливочного ковша (11). Положения первого и второго разливочных ковшей меняют местами путем перемещения первого разливочного ковша (11) со станции разливки на станцию загрузки и одновременного перемещения второго разливочного ковша (12) со станции загрузки на станцию разливки. Смену положений первого и второго разливочных ковшей (11, 12) можно выполнять следующим образом. Фиг. 1(d) иллюстрирует, как поворотный стенд (30) может поднимать первый и второй разливочные ковши (11, 12), пока защитные трубы (13a, 13b) разливочного ковша как на первом, так и на втором разливочном ковше не будут удалены с промежуточного ковша и выше него в вертикальном направлении (Z), определяя высоту поворота. Таким образом, поворотный стенд может поворачиваться без какого-либо риска столкновения защитной трубы (13a, 13b) разливочного ковша на первом и втором разливочном ковше (11, 12) с промежуточным ковшом или с любым другим компонентом установки для разливки. Фиг. 1(e) иллюстрирует поворот поворотного стенда вокруг вертикальной оси (Z) на 180° для размещения первого разливочного ковша (11) над станцией загрузки и для размещения второго разливочного ковша (12) над станцией разливки и над промежуточным ковшом (2). Во время операции поворота первый и второй разливочные ковши постоянно сохраняют свою высоту поворота. На этом этапе первый и второй разливочные ковши (11, 12) можно опустить на их соответствующие станции загрузки и разливки, при этом защитная труба (13b) разливочного ковша на втором разливочном ковше вставляется в промежуточный ковш (2).
[0085] Шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) можно привести в положение разливки таким образом, чтобы расплавленный металл мог вытекать из второго разливочного ковша (12) через защитную трубу (13b) разливочного ковша в промежуточный ковш (2). Вся операция замены от закрывания шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) до открывания шиберного затвора разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) может длиться менее 2 мин, предпочтительно менее 1 мин, более предпочтительно менее 30 с, и уровень расплавленного металла в промежуточном ковше можно легко восстановить до стационарного уровня разливки.
[0086] Если манипулятор (35) прикреплен к соответствующему удерживающему устройству устройства для транспортировки, он должен быть выполнен с возможностью синхронного слежение за перемещениями нижней плиты (15d) шиберного затвора (15) разливочного ковша таким образом, чтобы коллекторный стакан (14) и защитная труба (13а-13с) разливочного ковша были постоянно вставлены друг в друга. Если манипулятор (35) прикреплен к нижней плите (15d) или любому элементу шиберного затвора разливочного ковша, который неподвижен относительно нижней плиты (15d), то синхронизировать перемещения манипулятора (35) не требуется с приводным устройством (17), так как манипулятор перемещается вместе с нижней плитой (15d).
[0087] Опорожненный первый разливочный ковш (11), стоящий на станции загрузки, теперь можно освободить от защитной трубы разливочного ковша, чтобы ее можно было снять и транспортировать через цех на станцию восстановления (не показана). Манипулятор (35) отсоединяет отработанную защитную трубу разливочного ковша от коллекторного стакана (14), опуская его вдоль центральной оси коллекторного канала, и перемещает отработанный кожух ковша роботу (21). Отработавшую защитную трубу (13a) разливочного ковша можно хранить для восстановления и очистки (не показано) или можно утилизировать в качестве отходов в утилизационном контейнере (27), как показано на Фиг. 1(f).
[0088] Как проиллюстрировано на Фиг. 1(f), робот (21) может отсоединить и удалить одно или большее количество приводных устройств (17) с шиберного затвора (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) и хранить их для дальнейшего использования. Если первое и второе удерживающие устройства поворотного стенда (30) оборудованы блоком хранения для хранения одного или большего количества приводных устройств (17), то роботу (21) не нужно отключать соответствующие один или большее количество шлангов (17t) перед их хранением, поскольку источник (17h) текучей среды под давлением или источник электрической энергии расположен также на первом и втором удерживающих устройствах. С другой стороны, если одно или большее количество приводных устройств (17) хранятся на стеллаже (29) для хранения, расположенном на загрузочной площадке (20), то робот должен также отключить один или большее количество шлангов (17t) от соответствующего одного или большего количества приводных устройств (17) перед их хранением на стеллаже (29) для хранения. То же самое относится и к случаю, если приводное устройство необходимо заменить по причине неисправности.
[0089] Опорожненный первый разливочный ковш, освобожденный от защитной трубы (13a) разливочного ковша и одного или большего количества приводных механизмов (17), можно снять с первого удерживающего устройства с помощью крана на станцию восстановления (не показана), где разливочный ковш можно очистить, отремонтировать и подготовить для заполнения новой порцией расплавленного металла из печи. Новый разливочный ковш, заполненный расплавленным металлом, можно загрузить на теперь пустое первое удерживающее устройство поворотного стенда (30) разливочного ковша на станции загрузки, при этом, как и второй разливочный ковш (12) на этапе (а), новый разливочный ковш содержит шиберный затвор (15) разливочного ковша в закрытом положении и содержит коллекторный стакан и не содержит защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша и приводного устройства (17). Таким образом, цикл, изображенный на Фиг. 1(a)-1(f), можно повторить, и разливка из промежуточного ковша в инструмент может происходить непрерывно, при этом уровень расплавленного металла в промежуточном ковше остается практически постоянным на протяжении всей операции непрерывной разливки с небольшими колебаниями при смене положений опорожненного разливочного ковша (11) и заполненного разливочного ковша (12), определенной на этапе (e). Указанные колебания могут быть очень малыми, поскольку при оптимальной работе операция замены происходит очень быстро.
[0090] В случае, если этап (e) смены положения первого и второго разливочных ковшей не проходит оптимально, поскольку внутренний и/или верхний каналы засорены затвердевшим закупоривающим материалом, внутренний и/или верхний канал может быть быстро и эффективно очищен с помощью соответствующего инструмента (19r) для прочистки через коллекторный канал, как описано выше со ссылками на Фиг. 2(a)-2(d), 3(a)-3(d) и 4(a)-4(c) в разделе, озаглавленном «ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР (15) РАЗЛИВОЧНОГО КОВША». Таким образом, прерывание потока металла в промежуточный ковш уменьшается до минимума. При отсутствии этих возможностей быстрой прочистки разливочного канала, многие операторы не захотели бы соединять защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша на дне разливочного ковша на станции загрузки с помощью робота (21) или без него, поскольку прочистка внутреннего и верхнего каналов с защитной трубой разливочного ковша, соединенной на шиберном затворе разливочного ковша потребовала бы возврата засоренного разливочного ковша на станцию загрузки и замены защитной трубы разливочного ковша коллекторным стаканом, чтобы получить возможность прочистки с помощью инструмента (19r) для прочистки, а затем повторного закрепления защитной трубы разливочного ковша и возврата разливочного ковша на станцию разливки. Все эти операции заняли бы слишком много времени с риском затвердевания металла, который должен был быть предотвращен с помощью закупоривающего материала. Кроме того, длительный период без подачи в промежуточный ковш расплавленного металла может спровоцировать прерывание операции разливки, чего следует избегать всеми средствами.
[0091] В предпочтительном варианте осуществления операции загрузки второго разливочного ковша (12), расположенного на станции загрузки, осуществляются в следующем порядке: (1) соединение приводного устройства (устройств) с шиберным затвором (15) разливочного ковша, последующее перемещение новой защитной трубы (13b) разливочного ковша к манипулятору (35) и соединение новой защитной трубы разливочного ковша с коллекторным стаканом (14). Операции по разгрузке опорожненного первого разливочного ковша (11), находящегося на станции загрузки, предпочтительно проводить в следующем порядке: (1) отсоединение отработанной защитной трубы (13b) разливочного ковша манипулятором (35), перемещение отработанной защитной трубы разливочного ковша роботом (21) с последующим отсоединением приводного устройства (устройств) от шиберного затвора (15) разливочного ковша.
Преимущества данного изобретения
[0092] Данное изобретение предлагает автоматизированную установку для разливки металла, в которой новый разливочный ковш может готовить к разливке робот (21) на станции загрузки без какого-либо дополнительного риска нарушения процесса разливки в инструмент по сравнению с обычными установками для разливки металла. Данное изобретение имеет по меньшей мере следующие преимущества.
• Робот больше не нужен на литейной площадке станции разливки. Многие установки не имеют необходимого места на станции разливки. В соответствии с данным изобретением робот устанавливается на станции загрузки, где имеется больше места для установки робота на загрузочной площадке (20), чтобы переместить защитную трубу (13а-13с) разливочного ковша к манипулятору (35) для соединения с вновь заполненным разливочным ковшом (12) на станции загрузки до того, как вновь заполненный разливочный ковш достигнет станции разливки. Фронтальный манипулятор обычно имеется на станции разливки многих установок для разливки. Этот фронтальный манипулятор все еще может быть полезен, например, для работы с инструментом (19r) для прочистки в случае засорения внутреннего канала и/или верхнего канала, в то время как манипулятор (35) разъединяет защитную трубу разливочного ковша от коллекторного стакана, как изложено выше.
• Данное изобретение значительно сокращает время простоя стали между заменами ковшей, так как все перемещение и подготовка вновь заполненного ковша (12) к разливке осуществляется на станции загрузки во время разливки первого разливочного ковша (11), находящегося на станции разливки. Более короткое время простоя ковша,
• дает более низкие перепады уровня стали в промежуточном ковше (1),
• дает лучшую защиту качества стали, так как нет необходимости снижать скорость разливки при смене разливочного ковша.
• В случае засорения внутреннего и/или верхнего каналов операцию по прочистке можно проводить так же, как и при поддержании защитной трубы разливочного ковша на месте с помощью робота или фронтального манипулятора в существующих установках для разливки металла, с тем дополнительным преимуществом, что, если на станции разливки имеется робот или фронтальный манипулятор, они свободны для любого использования, пока манипулятор (35) удерживает защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша.
Изобретение относится к роботизированной станции загрузки для подготовки свежего разливочного ковша, загружаемого на поворотный стенд, перед подачей на станцию разливки над промежуточным ковшом. В частности, данное изобретение относится к роботизированной установке для загрузки защитной трубы разливочного ковша в шиберный затвор разливочного ковша, соединенный с выпускным отверстием разливочного ковша, и для соединения приводного устройства как с разливочным ковшом, так и с шиберным затвором разливочного ковша для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша. Установка для разливки металла содержит загрузочную площадку (20); промежуточный ковш; первый разливочный ковш (11) и второй разливочный ковш (12), причем каждый содержит дно, оборудованное отверстием, защитную трубу (13a) разливочного ковша, шиберный затвор разливочного ковша, выполненный с возможностью соединения с приводным устройством (17) для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша между закрытым положением и положением разливки и содержащий коллекторный стакан для приема защитной трубы разливочного ковша; первый и второй манипуляторы (35) защитной трубы разливочного ковша для удержания защитной трубы (13a) разливочного ковша, соединенной над коллекторным стаканом первого и второго разливочных ковшей; устройство для транспортировки, содержащее первое удерживающее устройство и второе удерживающее устройство для удержания первого и второго разливочных ковшей (11, 12) и выполненное с возможностью перемещения и удержания на месте первого и второго разливочных ковшей между станцией загрузки, смежной с загрузочной площадкой (20), и станцией разливки над промежуточным ковшом; робота (21), выполненного с возможностью осуществления следующих операций: перемещение новой защитной трубы (13b) разливочного ковша к манипулятору (35) разливочного ковша, расположенного на станции загрузки, и соединение приводного устройства (17) с шиберным затвором разливочного ковша, причем каждый манипулятор закреплен относительно соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12) таким образом, чтобы перемещаться вместе с соответствующим первым или вторым разливочным ковшом между станцией загрузки и станцией разливки. Технический результат изобретения – обеспечение автоматизированной более короткой операции замены разливочных ковшей. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Установка для разливки металла, содержащая
(a) загрузочную площадку (20),
(b) промежуточный ковш (1),
(c) первый разливочный ковш (11) и второй разливочный ковш (12), причем каждый из первого и второго разливочных ковшей содержит
• дно, оборудованное отверстием (11о, 12о),
• защитную трубу (13а-13с) разливочного ковша,
• шиберный затвор (15) разливочного ковша, содержащий коллекторный стакан (14), выполненный с возможностью обратимого приема и поддержки защитной трубы разливочного ковша, причем шиберный затвор (15) разливочного ковша дополнительно выполнен с возможностью соединения с приводным устройством (17) для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша между закрытым положением, в котором отверстие закрыто, и положением разливки, в котором отверстие имеет сообщение по текучей среде с защитной трубой (13а-13с) разливочного ковша,
(d) первый и второй манипуляторы (35) защитной трубы разливочного ковша для удержания защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша, соединенной над коллекторным стаканом (14) первого и второго разливочных ковшей, соответственно,
(e) устройство для транспортировки, содержащее поворотный стенд (30) или тележку разливочного ковша, причем устройство для транспортировки содержит по меньшей мере первое удерживающее устройство и второе удерживающее устройство для удержания первого разливочного ковша (11) и второго разливочного ковша (12), соответственно, при этом устройство для транспортировки выполнено с возможностью перемещения и удержания на месте первого и второго разливочных ковшей (11, 12) между станцией загрузки, смежной с загрузочной площадкой (20), и станцией разливки над промежуточным ковшом (1),
характеризующаяся тем, что
• установка для разливки металла содержит робота (21), выполненного с возможностью осуществления следующих операций с первым или вторым разливочным ковшом (11, 12), который удерживается на станции загрузки,
○ перемещение новой защитной трубы (13b) разливочного ковша к манипулятору (35) разливочного ковша, расположенного на станции загрузки, и
○ соединение приводного устройства (17) с шиберным затвором (15) разливочного ковша,
• причем каждый манипулятор закреплен относительно соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12) таким образом, чтобы перемещаться вместе с соответствующим первым или вторым разливочным ковшом между станцией загрузки и станцией разливки.
2. Установка для разливки металла по п. 1, отличающаяся тем, что загрузочная площадка (20) содержит стеллаж (29) для хранения инструментов, содержащий одну или большее количество запасных защитных труб (13b, 13с) разливочного ковша в пределах расстояния досягаемости робота (21) и предпочтительно содержит инструменты и/или одно или большее количество приводных устройств (17) и/или запасных коллекторных стаканов (14).
3. Установка для разливки металла по п. 2, отличающаяся тем, что робот (21) установлен с возможностью перемещения на загрузочной площадке (20) таким образом, что робот имеет возможность совершать линейные перемещения параллельно первой оси (X) и/или второй оси (Y), перпендикулярной первой оси (X), или их комбинацию, и/или вращаться вокруг вертикальной оси (Z), перпендикулярной первой и второй осям (X, Y), для того, чтобы доставать и извлекать любой инструмент или компонент с указанного стеллажа (29) для хранения и доставать до шиберного затвора разливочного ковша на первом или втором разливочном ковше (11, 12), который удерживается на станции загрузки, для выполнения операций, определенных в п. 1.
4. Установка для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что робот (21) выполнен с возможностью
• сбора от манипулятора (35) с опорожненного первого или второго разливочного ковша (11, 12), который удерживается на станции загрузки после перемещения со станции разливки, защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша, и
• перемещения приводного устройства (17).
5. Установка для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что шиберный затвор (15) разливочного ковша содержит
(a) верхнюю плиту (15u), содержащую
• поверхность фиксации и нижнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной верхней плиты,
• верхний канал, проходящий от поверхности фиксации до нижней поверхности скольжения, и при этом
• поверхность фиксации верхней плиты жестко закреплена на нижней части соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12), причем верхний канал имеет сообщение по текучей среде с отверстием,
(b) нижнюю плиту (15d), содержащую,
• поверхность стакана и верхнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной нижней плиты,
• нижний канал, проходящий от верхней поверхности скольжения до поверхности стакана, при этом
• нижняя плита (15d) установлена с возможностью скольжения таким образом, что верхнее скольжение проходит от верхней поверхности скольжения до поверхности стакана, поверхность может скользить в ходе линейного перемещения вдоль нижней поверхности скольжения, приводя нижний канал в сообщение по текучей среде с верхним каналом и из него, и при этом
(c) коллекторный стакан (14) содержит коллекторный канал и закреплен на поверхности стакана нижней плиты (15d), при этом коллекторный стакан имеет сообщение по текучей среде с нижним каналом,
(d) причем указанное приводное устройство (17) соединено с нижней плитой (15d) и содержит цилиндр (17 с), жестко и обратимо соединенный с нижней частью соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12), и поршень (17р), жестко и обратимо прикрепленный к нижней плите (15d), причем указанное приводное устройство выполнено с возможностью перемещения нижней плиты для приведения нижнего канала в положение совмещения с верхним каналом и из него.
6. Установка для разливки металла по п. 5, отличающаяся тем, что
• нижняя плита (15d) содержит второй нижний канал, отдельный от нижнего канала и проходящий от верхней поверхности скольжения к поверхности стакана, и
• второй коллекторный стакан (14), содержащий второй коллекторный канал, прикреплен к поверхности стакана нижней плиты (15d), при этом второй коллекторный канал имеет сообщение по текучей среде со вторым нижним каналом.
7. Установка для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что каждый из первого и второго манипулятора (35) прикреплен либо
• к соответствующим первому и второму удерживающим устройствам, либо
• к шиберному затвору (15) разливочного ковша соответствующего первого и второго разливочного ковша так, чтобы перемещаться вместе с нижней плитой, либо
• к соответствующему первому и второму разливочным ковшам (11, 12).
8. Установка для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что каждый из первого и второго манипуляторов (35)
• имеет возможность линейно перемещаться вдоль первого направления, параллельного верхнему каналу,
• имеет возможность вращаться вокруг первого направления,
• содержит один или большее количество сегментов кронштейна, проходящих по существу перпендикулярно колонне, параллельной первому направлению, причем один или большее количество сегментов кронштейна соединены с колонной и друг с другом поворотными соединениями, выполненными с возможностью вращения вокруг первого направления,
• содержит зажимное средство на свободном конце сегмента рычага, наиболее удаленном от колонны, для надежного и реверсивного удержания защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша.
9. Установка для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что приводное устройство (17) приводится в действие гидравликой, пневматикой или электричеством, и при этом каждое из по меньшей мере первого удерживающего устройства и второго удерживающего устройства указанного устройства для транспортировки обеспечено
• источником текучей среды под давлением для приведения в действие приводного устройства (17) посредством шланга (17t) или источником электрической энергии, и
• предпочтительно станцией хранения для хранения приводного устройства (17), готового для соединения с шиберным затвором разливочного ковша.
10. Установка для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, содержащая печь (25) предварительного нагрева для приведения к температуре предварительного нагрева и поддержания при ней новой защитной трубы (13b) разливочного ковша, загружаемой на шиберный затвор (15) разливочного ковша на первом или втором разливочном ковше (12), расположенном на станции загрузки.
11. Установка для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что робот также выполнен с возможностью
• проверки состояния отработавшей защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша после удаления с опорожненного разливочного ковша,
• оценки того, можно ли использовать повторно отработавшую защитную трубу разливочного ковша после очистки или же ее необходимо утилизировать, и
• очистки отработавшей защитной трубы разливочного ковша с помощью кислородного душа для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.
12. Способ разливки расплавленного металла, включающий следующие этапы:
(а) предоставление установки для разливки металла по любому из предшествующих пунктов, в которой
• первый разливочный ковш заполнен расплавленным металлом (2) и находится на станции разливки и
• второй разливочный ковш (12) заполнен расплавленным металлом (2) и находится на станции загрузки,
• шиберный затвор (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) находится в закрытом положении, соединен с одним или большим количеством приводных устройств (17) и обеспечен защитной трубой (13а-13с) разливочного ковша, удерживаемой над коллекторным стаканом (14) с помощью соответствующего манипулятора,
• причем шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) находится в закрытом положении и содержит коллекторный стакан (14), прикрепленный к нижней плите (15d), и не содержит защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша и действующего приводного устройства (17),
(b) приведение шиберного затвора (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше
(11) в положение разливки для разливки расплавленного металла из первого разливочного ковша (11) через защитную трубу (13а) разливочного ковша в промежуточный ковш (2),
(c) во время предшествующего этапа
• перемещение с помощью робота (21) новой защитной трубы (13b) разливочного ковша ко второму манипулятору второго разливочного ковша (12),
• соединение и удержание на месте с помощью второго манипулятора (35) новой защитной трубы (13b) разливочного ковша над коллекторным стаканом (14),
• соединение с помощью робота (21) приводного устройства (17) с шиберным затвором (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12),
(d) когда первый разливочный ковш по существу пуст, приведение шиберного затвора (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) в закрытое положение, а затем
(e) смена положений первого и второго разливочных ковшей путем перемещения первого разливочного ковша (11) со станции разливки на станцию загрузки и одновременного перемещения второго разливочного ковша (12) со станции загрузки на станцию разливки,
(f) приведение шиберного затвора (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) в положение разливки и разливка расплавленного металла из второго разливочного ковша (12) через защитную трубу (13b) разливочного ковша в промежуточный ковш (2).
13. Способ по п. 12, включающий следующие этапы во время этапа (f):
(g) извлечение с помощью первого манипулятора (35) отработанной защитной трубы (13а) разливочного ковша от коллекторного стакана (14),
(h) сбор с помощью робота (21) отработавшей защитной трубы (13а) разливочного ковша с первого манипулятора (35) и хранение отработавшей защитной трубы разливочного ковша для восстановления или в качестве отходов, и
(i) отсоединение и удаление с помощью робота (21) одного или большего количества приводных устройств (17) с шиберного затвора (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) и их хранение для дальнейшего использования,
(j) удаление опорожненного первого разливочного ковша (11), и
(k) загрузка нового разливочного ковша, заполненного расплавленным металлом, на первое удерживающее устройство устройства для транспортировки на станции загрузки, при этом, аналогично второму разливочному ковшу (12) на этапе (а), новый разливочный ковш содержит шиберный затвор (15) разливочного ковша в закрытом положении с коллекторным стаканом (14), прикрепленным к нему, и не содержит защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша.
14. Способ по п. 12 или 13, отличающийся тем, что отверстие первого разливочного ковша заполнено закупоривающим материалом (19), и в случае, если расплавленный металл не вытекает или немного вытекает из указанного отверстия после приведения шиберного затвора (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) на станцию разливки на этапе (b), выполняются следующие этапы:
• извлечение с помощью первого манипулятора (35) защитной трубы (13а) разливочного ковша с коллекторного стакана (14), чтобы открыть коллекторный стакан,
• с помощью подходящего инструмента (19r) для прочистки прочистка отверстия первого разливочного ковша путем разрушения закупоривающего материала через открытый таким образом коллекторный стакан (14),
• когда закупоривающий материал начинает вытекать из коллекторного стакана, соединение и удержание на месте с помощью первого манипулятора (35) защитной трубы (13а) разливочного ковша над коллекторным стаканом (14), и таким образом обеспечение течения расплавленного металла из первого разливочного ковша (11) через прочищенное таким образом отверстие и через защитную трубу (13а) разливочного ковша в промежуточный ковш (2).
15. Способ по п. 12 или 13, отличающийся тем, что нижняя плита (15d) содержит первый и второй нижние каналы и первый и второй коллекторные стаканы, как определено в п. 6, при этом отверстие первого разливочного ковша заполнено закупоривающим материалом (19), и в случае, если расплавленный металл не вытекает или немного вытекает из указанного отверстия после приведения шиберного затвора (15) разливочного ковша на первом разливочном ковше (11) на станцию разливки на этапе (b), а первый нижний канал находится в положении совмещения с верхним каналом, выполняются следующие этапы:
• линейное перемещение нижней плиты (15d) с помощью приводного устройства (17) в положение прочистки, при котором второй нижний канал находится в положении совмещения с верхним каналом,
• с помощью подходящего инструмента (19r) для прочистки прочистка отверстия первого разливочного ковша путем разрушения закупоривающего материала через открытый таким образом второй коллекторный стакан (14),
• когда закупоривающий материал начинает вытекать из коллекторного стакана, линейное перемещение нижней плиты (15d) с помощью приводного устройства (17) обратно в положение разливки, в котором первый нижний канал находится в положении совмещения с верхним каналом, и таким образом обеспечение течения расплавленного металла из первого разливочного ковша (11) через прочищенное таким образом отверстие и через защитную трубу (13а) разливочного ковша в промежуточный ковш (2).
16. Способ по любому из пп. 12-14, отличающийся тем, что устройство для транспортировки представляет собой поворотный стенд (30) и при этом этап (е) смены положений первого и второго разливочных ковшей включает следующие этапы:
• подъем первого и второго разливочных ковшей (11, 12), пока защитные трубы (13а, 13b) разливочного ковша как на первом, так и на втором разливочном ковше не будут удалены с промежуточного ковша и выше него в вертикальном направлении (Z),
• поворот поворотного стенда вокруг вертикальной оси (Z) на 180° для размещения первого разливочного ковша (11) над станцией загрузки и для размещения второго разливочного ковша (12) над станцией разливки и над промежуточным ковшом (2),
• опускание первого и второго разливочных ковшей (11, 12) на их соответствующие станции загрузки и разливки, при этом защитная труба (13b) разливочного ковша на втором разливочном ковше вставляется в промежуточный ковш (2),
при этом во время всех вышеперечисленных этапов первый и второй манипуляторы (35) перемещаются вместе с соответствующими первым и вторым разливочными ковшами (11, 12), удерживая при этом соответствующие защитные трубы (13а-13с) разливочного ковша над соответствующими коллекторными стаканами (14).
17. Способ по любому из пп. 12-16, отличающийся тем, что робот также
• проверяет состояние отработавшей защитной трубы (13а-13с) разливочного ковша после удаления с опорожненного разливочного ковша,
• оценивает, можно ли повторно использовать отработавшую защитную трубу разливочного ковша после очистки или же ее необходимо утилизировать, и
• очищает отработавшую защитную трубу разливочного ковша с помощью кислородного душа для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.
| СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУСТОРОННЕГО СОЕДИНЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ТРУБЫ РАЗЛИВОЧНОГО КОВША СО СТАКАНОМ-КОЛЛЕКТОРОМ, САМОПОДДЕРЖИВАЮЩАЯСЯ ЗАЩИТНАЯ ТРУБА РАЗЛИВОЧНОГО КОВША, ИХ УЗЕЛ И СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ТРУБЫ РАЗЛИВОЧНОГО КОВША СО СТАКАНОМ-КОЛЛЕКТОРОМ | 2014 |
|
RU2675131C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ЖИДКОЙ СТАЛИ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ЖИДКОЙ СТАЛИ | 1995 |
|
RU2150349C1 |
| ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР ЛИТЕЙНОГО КОВША | 2013 |
|
RU2567419C2 |
| US 2008314938 A1, 25.12.2008 | |||
| US 2011278331 A1, 17.11.2011. | |||
