ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ Российский патент 2024 года по МПК B22D41/24 

Изобретение касается шиберного затвора для металлургической емкости, имеющего выпускное отверстие для слива расплавленного металла или, соответственно, шлака, имеющего закрепляемый на емкости корпус шибера и сдвигаемую в нем плиту затвора для открытия и закрытия выпускного отверстия.

У родственного шиберного затвора в соответствии с публикацией EP 2318559 на анодной печи для меди для очистки медного расплава предусмотрена стационарная и сдвигаемая плита затвора. Выпуск сбоку в стенке корпуса печи ориентирован так, что слив меди происходит в опрокинутом, приблизительно горизонтальном положении печи. Соответственно этому шиберный затвор ориентирован приблизительно перпендикулярно средней оси печи. Эта выполненная в виде барабана печь включает в себя цилиндрический стальной кожух, а также огнеупорную футеровку, при этом в области выпуска заделаны огнеупорный кирпич с отверстием, а также присоединяющийся к нему огнеупорный стакан, которые образуют соответственно выпускное отверстие. К ним присоединена неподвижная огнеупорная плита затвора, а также сдвигаемая огнеупорная плита затвора, при этом путем сдвигания плиты шибера может дросселироваться или, соответственно, может перекрываться выпуск из барабана печи.

В основе изобретения лежит задача создания шиберного затвора вышеназванного вида, который при конструктивно простой структуре позволит получить высокую эксплуатационную надежность, а также простое обслуживание и текущий ремонт.

Эта задача в соответствии с изобретением решается таким образом, что шиберный затвор имеет в корпусе шибера единственно эту сдвигаемую плиту затвора, без неподвижной плиты затвора.

Такой шиберный затвор дает несколько преимуществ по сравнению с традиционным, имеющим две или более плит затвора. С одной стороны, он состоит из меньшего количества конструктивных элементов и поэтому более экономичен в изготовлении, потому что блок стакана, плита затвора, а также выпускной стакан могут быть изготовлены из экономичного металлического материала, такого как медь или сталь.

Такой шиберный затвор дает несколько преимуществ по сравнению с традиционным, имеющим две или более плит затвора. С одной стороны, он состоит из меньшего количества конструктивных элементов и поэтому более экономичен в изготовлении, потому что блок стакана, плита затвора, а также выпускной стакан могут быть изготовлены из экономичного металлического материала, такого как медь или сталь.

С другой стороны, этот шиберный затвор менее подвержен неисправностям и требует также более простого текущего ремонта. С ним становится ненужной также обычно необходимая операция забивки выпускного отверстия вручную для закрытия.

Предлагаемый изобретением шиберный затвор может легко адаптироваться к любому выпускному отверстию. Разумеется, что эти преимущества не ограничены применением шиберного затвора для слива шлака.

Изобретение предусматривает также, что плита шиберного затвора прижата к поверхности скольжения печи расположенными в корпусе затвора прижимными элементами, которые при сдвигании плиты затвора разжимаются вне их области действия и там позволяют откидывать плиту затвора из корпуса затвора в ненагруженном состоянии. Таким образом плита затвора может легко инспектироваться и при необходимости заменяться без необходимости для этого трудоемких манипуляций.

Для осуществления замены плиты при как можно более простой конструкции изобретение предусматривает также, что плита затвора смонтирована в каретке шибера, имеющей предпочтительно попарно расположенные ролики, которые движутся по направляющим нагруженной прижимными элементами несущей рамы корпуса шибера, причем эти направляющие за пределами области действия плиты затвора выполнены в виде наклонных частей, наклон которых выбран так, что направляющие опущены там на величину высоты, разжимающую прижимные элементы. Таким образом можно устранять прижатие прижимных элементов путем дальнейшего сдвигания каретки шибера.

Для упрощения контроля и замены плиты затвора изобретение, кроме того, предусматривает, что передняя пара роликов каретки шибера на конце наклонных частей может вращаться в выемках поворотных частей в несущей раме, в то время как задняя пара роликов может откидываться через остающееся свободным между направляющими промежуточное пространство.

Для продления срока службы плиты затвора целесообразно, если она в области нагрузки, вызывающей более сильный износ, снабжена сменной вставкой из металла, графита или керамического материала.

Изобретение, кроме того, предусматривает, что к плите затвора присоединяется выступающий выпускной стакан, который предпочтительно ориентирован либо перпендикулярно направлению сдвигания плиты затвора, либо под углом, например, 30° к перпендикуляру этого направления сдвигания.

Этот выпускной стакан может служить направляющей для сверла или фурмы для открытия или, соответственно, выжигания выпускного отверстия до или после слива шлака. Кроме того, он способствует предупреждению разбрызгивания шлака, прежде всего, в начале выпуска. Кроме того, с его помощью при соответствующей форме поток шлака может целенаправленно вестись в направлении желоба.

Особенно предпочтительно, когда поверхность скольжения печи образована блоком стакана из меди или огнеупорного материала. Но такой блок может также легко встраиваться в область выпускного отверстия футеровки печи с охлаждением, таким как, например, вода, воздух, азот, ионные жидкости или тому подобное, или без.

Ниже изобретение поясняется подробнее на примерах осуществления со ссылкой на чертежи. Показаны:

- на фиг. 1 продольное сечение предлагаемого изобретением шиберного затвора в закрытом положении;

- на фиг. 2 продольное сечение в перспективе шиберного затвора в соответствии с фиг.1;

- на фиг. 3 вид в перспективе шиберного затвора в соответствии с фиг.1 при откинутой каретке шибера;

- на фиг. 4 продольное сечение в перспективе одного из вариантов шиберного затвора.

Показанный на фиг. 1-3 шиберный затвор 10 служит для слива шлака через выпускное отверстие 1 частично изображенной металлургической емкости 2, которая снабжена не показанным подробно выпуском для слива расплавленного металла. Такая металлургическая емкость подходит, в частности, для слива цветных металлов, таких как медь или ферросплавы, но она могла бы также применяться в конвертерах, электропечах или тому подобном, где сливается стальной расплав и шлак.

Шиберный затвор состоит по существу из закрепляемого на емкости 2 корпуса 3 шибера, имеющего несущую раму 4 и каретку 5 шибера для помещения с возможностью замены плиты 6 затвора. Последние могут двигаться в несущей раме 4 посредством соединяемого с ней гидравлического цилиндра 13, ход которого при сливе задан между открытым и закрытым положением. При этом несущая рама 4 снабжена поперечным сечением своих четырех сторон, имеющим форму полого профиля.

К плите 6 затвора присоединяется выступающий выпускной стакан 16, который вместе с выпускным отверстием 1 проходит под углом 30° к перпендикуляру направления сдвигания плиты 6 затвора. В вертикальном положении печи 2 ее верхняя боковая стенка, на которой смонтирован шиберный затвор 10 своей плитой 8 основания, тоже имеет форму под углом 30° наружу. Поэтому выпускное отверстие 1 ориентировано так, что оно в этом вертикальном положении печи проходит приблизительно горизонтально.

В соответствии с изобретением шиберный затвор 10 имеет единственно эту сдвигаемую плиту 6 затвора без одной или нескольких других стационарных плит затвора. Эта плита 6 затвора прижата с возможностью сдвигания непосредственно к распространяющейся вокруг выпускного отверстия 1 поверхности 7 скольжения блока 9 стакана в емкости 2, причем этот блок 9 стакана состоит из меди и/или огнеупорного материала. В принципе, он мог бы быть также изготовлен многослойным или, соответственно, составным или тому подобным. Плита 6 затвора может быть снабжена в области проходного отверстия сменной вставкой из металла, графита или керамического материала.

При этом получается решающее преимущество изобретения, а именно, что блок 9 стакана, плита 6 затвора и/или же выпускной стакан 16 могут быть изготовлены из экономичного металлического материала, такого как сталь, медь или тому подобный. При этом простом исполнении этого отдельного выпуска и шиберного затвора они могут очень просто встраиваться в стенку печи и эксплуатироваться, не требуя большого технического обслуживания.

Каретка 5 шибера имеет в качестве элементов скольжения две пары расположенных попарно по бокам роликов 14a, 14b, которые движутся по направляющим 15a, 15b прижатой прижимными элементами 11 к корпусу 3 шибера несущей рамы 4 и при этом равномерно передают силу давления прижимных элементов 11 на каретку 5 шибера и плиту 6 затвора. Разумеется, элементы скольжения могут быть выполнены в виде ползунов, или наоборот, направляющие в каретке шибера, а элементы скольжения в раме 4. Эти направляющие 15a, 15b выполнены на своих концах в виде наклонных частей 19a, 19b, наклон которых выбран так, что они опущены там на величину высоты, разжимающую подпружиненные пальцы 10. Когда ролики 14a, 14b каретки 5 шибера скользят по направляющим 15a, 15b и затем по этим наклонным частям 19a, 19b, сила прижатия ослабляется.

Посредством поворотного устройства 20 каретка 5 шибера вместе с плитой 6 затвора после сдвигания за пределы области действия может откидываться из несущей рамы 4 или, соответственно, захлопываться в нее. Это поворотное устройство 20 состоит из опрокидывающихся по обеим сторонам в несущей раме 4 поворотных частей 23, которые соответствуют передней паре роликов 14a. Эти две поворотные части 23 могут вращаться каждая в два положения.

В одном положении в соответствии с фиг. 1 эти две поворотные части 23 поворотного устройства 20 образуют, во-первых, по одному упору 23a для ограничения хода с концевой стороны у одних направляющих 15a, чтобы каретка 5 шибера в рабочем состоянии не могла освобождаться от силы прижатия.

Во-вторых, в соответствии с фиг. 2 ведущие от печи 2 выемки 21 в поворотных частях 23 позволяют роликам 14a получить возможность вводиться каждому в одну такую выемку 21, как изображено, и, следовательно, путем вращения поворотных частей 23 ролики 14a и вместе с тем каретка 5 шибера могут устанавливаться на направляющие 15a и прижиматься. Точно так же другая пара 14b роликов каретки шибера может вдвигаться через соответствующее промежуточное пространство 22 между направляющими 15a, 15b и затем надвигаться на направляющие 15b.

При вынимании или, соответственно, откидывании каретки 5 шибера поворотные части 23 поворотного устройства 20, наоборот, вращаются из положения с ограничением хода, и ролики 14a могут вводиться в эти выемки 21 вследствие соответствующей перестановки каретки 5 шибера с помощью гидравлического цилиндра 13, и затем каретка шибера может откидываться, как это наглядно пояснено на фиг. 3. Когда необходимо снять каретку 5 шибера с несущей рамы 4, эти поворотные части 23 могут вращаться вниз, как это показано на фиг. 2. При этом возможен очень удобный при обслуживании контроль или, соответственно, замена плиты 6 затвора.

Шиберный затвор 30 в соответствии с фиг. 4 выполнен по существу так же, как и затвор в соответствии с фиг. 1-3, и поэтому ниже необходимо изложить только отличия. Для одинаковых составных частей применены те же самые ссылочные обозначения, что и у поясненного шиберного затвора 10 в соответствии с фиг. 1.

Основное отличие этого шиберного затвора 30 заключается в том, что выпускное отверстие 31 и вместе с ней выпускной стакан 36 ориентированы своими осями перпендикулярно направлению сдвигания плиты 6 затвора. Поэтому у этого шиберного затвора получается несколько более простая конструкция, чем у затвора в соответствии с фиг. 1. У частично показанной емкости 2 с внутренней стороны ее стенки обозначен блок 32 стакана, который распространяется до находящейся в контакте с плитой 6 затвора поверхности 7 скольжения. При этом снова получено простое исполнение при плотном соединении емкости с плитой 6 затвора.

Предлагаемый изобретением шиберный затвор по сравнению с традиционным, имеющим одну стационарную и одну подвижную плиту затвора, имеет то преимущество, что он содержит меньше конструктивных элементов и при этом очень удобен в техническом обслуживании.

Описанный вариант осуществления касается шиберного затвора, который применятся для слива шлака. Но предлагаемый изобретением шиберный затвор может также без затруднений применяться для слива расплавленных металлов.

Изобретение достаточно изложено на поясненных выше примерах осуществления. Но его можно было бы пояснить и на других вариантах. В принципе, вместо этих роликов у каретки шибера могли бы также применяться обычные направляющие шины, и несущая рама 4 с помощью других крепежных средств отсоединяться от корпуса шибера или, соответственно, крепиться к нему.

Блок стакана, пластина затвора и/или выпускной стакан, в принципе, могли бы быть изготовлены также из огнеупорного материала. Блок стакана мог бы быть также укомплектован вставкой на своей находящейся в контакте с плитой затвора поверхности скольжения.

Изобретение относится к области металлургии. Шиберный затвор (10) для металлургической емкости, имеющей выпускное отверстие (1) для слива расплавленного металла или шлака, содержит закрепляемый на емкости (2) корпус (3) шибера и сдвигаемую в нем плиту (6) затвора для открытия и закрытия выпускного отверстия (1). При этом затвор (10) снабжен только одной сдвигаемой плитой (6), которая выполнена с возможностью прижатия к поверхности скольжения блока (9, 32) стакана металлургической емкости (2), расположенной вокруг выпускного отверстия (1), с обеспечением перемещения по ней без использования неподвижной плиты затвора (10, 30). Обеспечивается упрощение конструкции шиберного затвора и удобство манипулирования при его обслуживании. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Шиберный затвор для металлургической емкости, имеющей выпускное отверстие для слива расплавленного металла или шлака, имеющий закрепляемый на емкости (2) корпус (3) шибера и сдвигаемую в нем плиту (6) затвора для открытия и закрытия выпускного отверстия (1), отличающийся тем, что шиберный затвор (10) имеет только одну упомянутую сдвигаемую плиту (6), которая выполнена с возможностью прижатия к поверхности скольжения блока (9, 32) стакана металлургической емкости (2), расположенной вокруг выпускного отверстия (1) металлургической емкости (2), с обеспечением перемещения по ней без использования неподвижной плиты затвора (10, 30).

2. Шиберный затвор по п. 1, отличающийся тем, что сдвигаемая плита (6) затвора может сдвигаться непосредственно по проходящей вокруг выпускного отверстия (1) поверхности (7) скольжения предпочтительно блока (9, 32) стакана в емкости (2), и при этом она прижата прижимными элементами (11).

3. Шиберный затвор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в несущей раме (4) корпуса (3) шибера установлена с возможностью сдвигания каретка (5) шибера, снабженная плитой (6) затвора, которая при сдвигании за пределы области действия может освобождаться от прижатия и посредством поворотного устройства (20) откидываться из несущей рамы (4) или, соответственно, захлопываться.

4. Шиберный затвор по п. 3, отличающийся тем, что расположенные в каретке (5) шибера по бокам элементы скольжения движутся по направляющим (15a или 15b) нагруженной прижимными элементами (11) несущей рамы (4) корпуса (3) шибера, причем эти направляющие (15a, 15b) за пределами области действия плиты (6) затвора выполнены в виде наклонных частей (19a или 19b), наклон которых выбран так, что направляющие опущены там на величину высоты, разжимающую зажимные элементы.

5. Шиберный затвор по п. 3 или 4, отличающийся тем, что выполненная в качестве элементов скольжения пара (14a) роликов каретки (5) шибера на конце наклонной части (19a) ответным образом может помещаться каждым в одну выемку (21) поворотной части (23) поворотного устройства (20) в несущей раме (4), в то время как другая выполненная в качестве элементов скольжения пара (14b) роликов может откидываться через остающееся свободным между направляющими (15a, 15b) промежуточное пространство (22).

6. Шиберный затвор по п. 5, отличающийся тем, что поворотные части (23) поворотного устройства (20) могут вращаться в два положения, при этом они в одном положении образуют по одному упору (23') для ограничения хода с концевой стороны у одних направляющих (15a), чтобы каретка (5) шибера в рабочем состоянии не могла освобождаться от силы прижатия в то время, как в другом положении выполненная в качестве элементов скольжения пара (14b) роликов каретки (5) шибера может помещаться в эти выемки (21) для откидывания или, соответственно, захлопывания каретки шибера.

7. Шиберный затвор по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что сдвигаемая плита (6) снабжена сменной вставкой из металла, графита или керамического материала.

8. Шиберный затвор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что поверхность (7) скольжения для плиты (6) затвора образована интегрированным в футеровку емкости блоком (9) стакана из меди или огнеупорного материала.

9. Шиберный затвор по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что выпускное отверстие (1), сдвигаемая плита (6) и выступающий выпускной стакан (16) ориентированы по отношению к направлению сдвигания плиты (6) затвора перпендикулярно или под углом, например 60°.

10. Шиберный затвор по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что прижимные элементы (11) образованы каждый двумя симметрично и осепараллельно расположенными, закрепленными на корпусе (3) шибера и на принадлежащей ему несущей раме (4) подпружиненными пальцами, которые осуществляют прижатие несущей рамы (4) к каретке (5) шибера.

11. Применение шиберного затвора металлургической емкости по любому из пп. 1-10 в качестве шиберного затвора металлургической емкости для слива шлака.

12. Применение по п. 11, отличающееся тем, что плита (6) затвора может сдвигаться непосредственно по распространяющейся вокруг выпускного отверстия (1) поверхности (7) скольжения, предпочтительно блока (9, 32) стакана, и при этом состоит из медной плиты.