РОБОТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОВОРОТНОГО СТЕНДА РАЗЛИВОЧНОГО КОВША Российский патент 2025 года по МПК B22D41/13 B22D41/06 B22D11/08 B22D41/34 

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 шиберный затвор разливочного ковша, содержащий коллекторный стакан, расположенную рядом с защитной трубой 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 разливочного ковша (13a-13c) 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 гидравлическое сообщение 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) и 3(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 этой причине 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 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.

[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 US 2006/0118268 описывает шиберный затвор разливочного ковша, выполненный с возможностью автономного удержания защитной трубы разливочного ковша, а также коллекторного стакана, установленных параллельно. Одно или более 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 гидравлическое сообщение с защитной трубой разливочного ковша, и положением прочистки, в котором отверстие имеет гидравлическое сообщение 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. Работу инструментом (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 его можно использовать для инструмента (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. Работа 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. Примеры шиберных затворов разливочного ковша этого типа, удерживающих коллекторный стакан и защитную трубу разливочного ковша параллельно, проиллюстрированы на Фиг. 2 и 3 и обсуждаются более подробно в продолжении.

[0009] Документ US 8215375 описывает установку для непрерывной разливки, содержащую по меньшей мере один многофункциональный робот 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 платформе 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,

• a коллекторный стакан и защитную трубу разливочного ковша,

• шиберный затвор разливочного ковша, выполненный с возможностью обратимого приема и поддержки коллекторного стакана и защитной трубы разливочного ковша, и дополнительно выполненный с возможностью соединения с приводным устройством для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша между закрытым положением, в котором отверстие закрыто, положением разливки, в котором отверстие имеет гидравлическое сообщение с защитной трубой разливочного ковша, и положением прочистки, в котором отверстие имеет гидравлическое сообщение с коллекторным стаканом,

(d) поворотный стенд, содержащий по меньшей мере первое удерживающее устройство и второе удерживающее устройство для удержания первого разливочного ковша и второго разливочного ковша, соответственно, причем указанный поворотный стенд разливочного ковша выполнен 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,

• загрузка новой защитной трубы разливочного ковша на шиберный затвор разливочного ковша, и

• соединение приводного устройства с шиберным затвором разливочного ковша

[0012] Указанный робот предпочтительно также выполнен с возможностью снятия с опорожненного первого или второго разливочного ковша, который удерживается на станции загрузки после перемещения со станции разливки,

• защитной трубы разливочного ковша и

• приводного устройства.

[0013] Предпочтительно, чтобы загрузочная площадка содержала стеллаж для хранения инструмента, содержащий одну или более запасных защитных труб разливочного ковша в пределах расстояния досягаемости робота. Запасную защитную трубу разливочного ковша можно предварительно нагревать в стеллаже для хранения или в отдельной печи. Стеллаж для хранения предпочтительно содержит одно или более приводных устройств и/или дополнительных запасных коллекторных стаканов и/или инструментов.

[0014] В предпочтительном варианте реализации изобретения робот установлен с возможностью перемещения на загрузочной площадке таким образом, что робот может совершать линейные перемещения параллельно первой оси и/или второй оси, перпендикулярной первой оси, или их комбинации и/или вращаться вокруг вертикальной оси (Z), перпендикулярной первой и второй осям, для того, чтобы доставать и извлекать любой инструмент или компонент со стеллажа для хранения и чтобы доставать до шиберного затвора разливочного ковша на первом или втором разливочном ковше, который удерживается на станции загрузки, для выполнения операций загрузки / выгрузки защитной трубы разливочного ковша и соединения / удаления приводного устройства.

[0015] Шиберный затвор разливочного ковша важен для данного изобретения. В первом варианте реализации изобретения шиберный затвор разливочного ковша содержит,

(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 гидравлическое сообщение с отверстием,

(b) нижнюю плиту, содержащую,

• поверхность скольжения коллекторного стакана и верхнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной нижней плиты,

• нижний канал, проходящий от верхней поверхности скольжения до поверхности скольжения коллекторного стакана, при этом

• нижняя плита установлена с возможностью скольжения таким образом, что верхняя поверхность скольжения может скользить в ходе линейного перемещения вдоль нижней поверхности скольжения, приводя нижний канал в гидравлическое сообщение с верхним каналом и из него, и при этом

(c) выдвижную секцию, выполненную с возможностью жесткого удержания защитной трубы разливочного ковша, содержащей отверстие канала защитной трубы на верхней поверхности защитной трубы, и коллекторного стакана, содержащего отверстие канала коллекторного стакана на верхней поверхности коллекторного стакана, при этом указанная выдвижная секция установлена с возможностью перемещения, например, для линейного перемещения верхней поверхности защитной трубы и поверхности коллекторного стакана вдоль поверхности скольжения коллекторного стакана нижней плиты между положением защитной трубы, в котором канал защитной трубы имеет гидравлическое сообщение с нижним каналом, и положением коллекторного стакана, в котором канал коллекторного стакана имеет гидравлическое сообщение с нижним каналом,

(d) приводное устройство, соединяемое с нижней плитой для осуществления линейного перемещения нижней плиты, и

(e) приводное устройство выдвижной секции, соединяемое с выдвижной секцией для осуществления линейного перемещения выдвижной секции,

при этом 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 указанное приводное устройство выполнено с возможностью перемещения нижней плиты для приведения нижнего канала в положение совмещения с верхним каналом и из него, и

при этом указанное приводное устройство выдвижной секции соединено с выдвижной секцией и содержит цилиндр, жестко и обратимо соединенный с нижней частью соответствующего первого или второго разливочного ковша, и поршень, жестко и обратимо прикрепленный к выдвижной секции, причем указанное приводное устройство выдвижной секции выполнено с возможностью перемещения выдвижной секции для приведения канала защитной трубы и канала коллекторного стакана в положение совмещения с нижним каналом и из него.

[0016] В альтернативном варианте реализации изобретения шиберный затвор разливочного ковша содержит,

(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 гидравлическое сообщение с отверстием,

(b) нижнюю плиту, содержащую,

• поверхность коллекторного стакана и верхнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной нижней плиты,

• первый канал и второй канал, каждый из которых проходит от указанной верхней поверхности скольжения до указанной поверхности коллекторного стакана, при этом

• нижняя плита установлена с возможностью скольжения таким образом, что верхняя поверхность скольжения может скользить вдоль нижней поверхности скольжения, приводя каждый из первого и второго каналов в гидравлическое сообщение с верхним каналом и из него, и при этом

• поверхность коллекторного стакана выполнена с возможностью жесткого и обратимого соединения с защитной трубой разливочного ковша, когда канал разливочного ковша имеет гидравлическое сообщение с первым каналом, и с коллекторным стаканом, когда канал коллекторного стакана имеет гидравлическое сообщение со вторым каналом,

и при этом 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 указанное приводное устройство выполнено с возможностью перемещения нижней плиты для приведения первого и второго каналов в положение совмещения с верхним каналом и из него.

[0017] Приводное устройство 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 может быть оборудовано,

• 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.

[0018] В предпочтительном варианте реализации изобретения обеспечена 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. Эта печь предварительного нагрева может быть обеспечена вместо или в дополнение к нагревательному стеллажу для хранения или отдельной печи для предварительного нагрева новой защитной трубы разливочного ковша перед ее соединением с разливочным ковшом.

[0019] В предпочтительном варианте реализации изобретения робот также выполнен,

• с возможностью проверки состояния отработавшей защитной трубы разливочного ковша после снятия с опорожненного разливочного ковша,

• с возможностью оценки того, можно ли использовать повторно отработавшую защитную трубу разливочного ковша после очистки или же ее необходимо утилизировать, и

• с возможностью очистки отработавшей защитной трубы разливочного ковша, преимущественно с помощью кислородного душа, для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.

[0020] Данное изобретение относится также к способу разливки расплавленного металла, включающему следующие этапы,

(a) 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 первого разливочного ковша на первом разливочном ковше находится в закрытом положении, соединен с одним или большим количеством приводных устройств или в качестве варианта приводных устройств выдвижной секции и оборудован защитной трубой разливочного ковша и коллекторным стаканом,

• шиберный затвор разливочного ковша на втором разливочном ковше находится в закрытом положении и не содержит защитной трубы разливочного ковша, действующего приводного устройства и действующего приводного устройства выдвижной секции,

(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,

• загрузка с помощью робота новой защитной трубы разливочного ковша на шиберный затвор разливочного ковша на втором разливочном ковше, и

• 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.

[0021] В предпочтительном варианте реализации изобретения способ включает следующие этапы во время этапа (f),

(g) снятие с помощью робота отработавшей защитной трубы разливочного ковша с шиберного затвора разливочного ковша на опорожненном первом разливочном ковше и хранение указанной отработавшей защитной трубы разливочного ковша для восстановления или в качестве отходов, и

(h) отсоединение с помощью робота указанных одного или большего количества приводных устройств от шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше и их хранение для дальнейшего использования,

(i) удаление опорожненного первого разливочного ковша, и

(j) загрузка нового разливочного ковша, заполненного расплавленным металлом, на первое удерживающее устройство поворотного стенда разливочного ковша на станции загрузки, при этом, аналогично второму разливочному ковшу на этапе (a), новый разливочный ковш содержит шиберный затвор разливочного ковша в закрытом положении и не содержит защитной трубы разливочного ковша.

[0022] Во многих случаях отверстие первого разливочного ковша заполнено закупоривающим материалом для предотвращения затвердевания металла при соприкосновении с холодными поверхностями верхней плиты шиберного затвора разливочного ковша. Указанный закупоривающий материал, как правило, имеет форму твердых частиц. В некоторых случаях некоторое количество расплавленного металла просачивается через твердые частицы закупоривающего материала и затвердевает, образуя твердую массу, которая засоряет отверстие, препятствуя вытеканию расплавленного металла из отверстия после приведения шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше в станцию разливки на этапе (b). Когда происходит такое засорение, для прочистки отверстия можно выполнить следующие этапы.

• приведение шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше в положение прочистки,

• с помощью подходящего инструмента для прочистки прочистка отверстия первого разливочного ковша путем разрушения закупоривающего материала,

• когда закупоривающий материал начинает вытекать из коллекторного стакана, приведение шиберного затвора разливочного ковша на первом разливочном ковше в положение разливки для разливки расплавленного металла из первого разливочного ковша через прочищенное таким образом отверстие и через защитную трубу разливочного ковша в промежуточный ковш.

[0023] Этап (e) смены положений первого и второго разливочных ковшей предпочтительно включает 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.

[0024] В предпочтительном варианте реализации изобретения робот также,

• проверяет состояние отработавшей защитной трубы разливочного ковша после снятия с опорожненного разливочного ковша,

• оценивает, можно ли использовать повторно 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

[0025] 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 реализации данного изобретения.

Фиг. 3 показывает различные этапы прочистки засоренного выпускного отверстия разливочного ковша с помощью шиберного затвора разливочного ковша согласно второму варианту реализации данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0026] 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 этой системой 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 для отливки.

[0027] Разливочный ковш (11,12) содержит дно, оборудованное отверстием (11o, 12o). Внутренний стакан (18), оборудованный внутренним каналом, приводит внутренний объем промежуточного ковша в гидравлическое сообщение с отверстием (11o, 12o). Разливочный ковш (11,12) содержит также шиберный затвор (15) разливочного ковша, выполненный с возможностью обратимого приема и поддержки защитной трубы разливочного ковша и 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 гидравлическое сообщение с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша.

[0028] Шиберный затвор (15) разливочного ковша на разливочном ковше согласно данному изобретению также выполнен с возможностью обратимого приема и поддержки коллекторного стакана (14a, 14b). Приводное устройство (17) или приводное устройство выдвижной секции дополнительно выполнено с возможностью приведения в действие шиберного устройства (15) разливочного ковша в положение прочистки, в котором отверстие имеет гидравлическое сообщение с коллекторным стаканом (14). Как объяснено более подробно ниже, положение прочистки используют в случае, если расплавленный металл не вытекает из разливочного ковша, когда шиберный затвор разливочного ковша находится в положении разливки, по причине засорения.

[0029] 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 поворотного стенда (30) (см. Фиг. 1(a)). 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.

[0030] 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.

[0031] Загрузку обеспечивает загрузочная площадка (20), содержащая 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), когда он 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 жидкости или газа под давлением для гидравлических или пневматических приводных устройств (17) или к источнику электрической энергии для электрических приводных устройств (17).

[0032] 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

[0033] 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), содержащий первое и второе удерживающие устройства для удержания первого и второго разливочных ковшей (11, 12). 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) с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, частично вставленным в промежуточный ковш и частично погруженным 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, положением разливки и положением прочистки, описанными выше. В варианте реализации изобретения по Фиг. 1 приводное устройство (17) представляет собой гидравлический поршень, который соединен с источником (17h) гидравлической жидкости под давлением через устройство (17t) регулировки. Приводное устройство (17) может быть пневматическим или электрическим, но гидравлические приводные устройства предпочтительны.

[0034] 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 гидравлической жидкости или газа 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.

[0035] 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.

[0036] Приводное устройство (17) и в качестве варианта приводное устройство выдвижной секции (определенное ниже по отношению к первому варианту реализации изобретения, проиллюстрированному на Фиг. 2) 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).

[0037] 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 реализации 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, ожидая опорожнения первого разливочного ковша (11), новая защитная труба (13b) разливочного ковша успевает остыть, теряя все преимущества операции предварительного нагрева. По этой причине в предпочтительном варианте реализации 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, загружаемой на шиберный затвор (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.

[0038] Робот (21) предпочтительно может перемещаться вдоль горизонтальной плоскости 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 шиберного затвора (15) 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.

[0039] В частности, как показано на Фиг. 1(b) и 1(c), робот должен быть выполнен с возможностью соединения (разъединения) защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша и приводного устройства (выдвижной секции) (17), а также с возможностью подключения (отключения) шланга (17t) к приводному устройству (выдвижной секции) (17) (от него). 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.

[0040] 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 более шлангов (17t) к соответствующим приводным устройствам (выдвижной секции), чтобы привести приводное устройство в рабочее состояние для приведения в действие шиберного затвора разливочного ковша.

[0041] 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 загрузке. В варианте реализации 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).

[0042] 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.

[0043] Робот (21) также должен быть выполнен с возможностью снятия с опорожненного первого разливочного ковша (11), расположенного на станции загрузки, защитной трубы (13a) разливочного ковша и приводного устройства (17). Отработавшую защитную трубу (13a) разливочного ковша можно очистить и сохранить для дальнейшего использования или выбросить в утилизационный контейнер (27). 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. Опорожненный первый разливочный ковш (11), освобожденный как от защитной трубы (13a) разливочного ковша, так и от приводного устройства (17), 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)

[0044] 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 и/или второй оси, перпендикулярной первой оси, или их комбинации. Робот (21) предпочтительно может поворачиваться вокруг вертикальной оси (Z), перпендикулярной первой и второй осям. 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.

[0045] Робот выполнен с возможностью соединения защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша и 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, отработавшей защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша и приводного устройства (17). 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 соединять ее с шиберным затвором (15) разливочного ковша. Аналогичным образом, для снятия защитной трубы разливочного ковша с опорожненного первого разливочного ковша (11) робот может снять ее, доставить 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.

[0046] Робот также выполнен с возможностью проверки состояния отработавшей защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша после снятия с опорожненного разливочного ковша. В предпочтительном варианте реализации 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»4 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, преимущественно с помощью кислородного душа, для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.

ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР (15) РАЗЛИВОЧНОГО КОВША

[0047] 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 гидравлическое сообщение 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).

[0048] Нижняя плита (15d) содержит поверхность скольжения коллекторного 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 скольжения коллекторного стакана. 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 гидравлическое сообщение 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). Например, приводное устройство (17) может представлять собой гидравлический поршень или пневматический поршень.

[0049] В первом варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 2, нижняя плита (15d) содержит только один нижний канал. Шиберный затвор разливочного ковша по этому варианту реализации изобретения содержит выдвижную секцию (15w), выполненную с возможностью жесткого удержания защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша и коллекторного стакана (14) параллельно. Защитная труба разливочного ковша содержит канал защитной трубы, открытый вверху по потоку на верхней поверхности защитной трубы, а внизу по потоку на нижнем конце защитной трубы. Аналогичным образом, коллекторный стакан содержит канал коллекторного стакана, открытый вверху по потоку на верхней поверхности коллекторного стакана, а внизу по потоку на нижнем конце коллекторного стакана. Как хорошо известно в данной области техники, коллекторный стакан существенно короче защитной трубы разливочного ковша таким образом, что когда разливочный ковш находится в положении разливки, нижний конец коллекторного стакана находится на достаточном расстоянии от промежуточного ковша и легко доступен для инструмента для прочистки (19r), такого как штанга или газовая фурма под давлением. Выдвижная секция установлена подвижно таким образом, чтобы перемещать верхнюю поверхность защитной трубы и поверхность коллекторного стакана вдоль поверхности скольжения коллекторного стакана нижней плиты (15d) между,

• положением защитной трубы, в котором канал защитной трубы имеет гидравлическое сообщение с нижним каналом

• положением коллекторного стакана, в котором канал коллектора имеет гидравлическое сообщение с нижним каналом, и предпочтительно

• закрытым положением, в котором нижний по потоку конец нижнего канала закрыт и не имеет гидравлического сообщения ни с каналом разливочного ковша, ни с каналом коллекторного стакана.

[0050] Закрытое положение выдвижной секции (15w) предпочтительно, но не обязательно, поскольку поток из разливочного ковша можно остановить, переместив нижний канал нижней плиты из положения совмещения с верхним каналом верхней плиты. Подобно нижней плите, выдвижная секция (15w) может совершать линейное перемещение при активации приводного устройства выдвижной секции. Приводное устройство выдвижной секции может содержать цилиндр (17c), жестко и обратимо соединенный с нижней частью первого или второго разливочного ковша (11, 12), и поршень (17p), обратимо прикрепленный к выдвижной секции (15w). Например, приводное устройство выдвижной секции может представлять собой гидравлический поршень или пневматический поршень. Приведение в действие приводного устройства выдвижной секции позволяет перемещать выдвижную секцию (15w), приводя канал защитной трубы и канал коллекторного стакана в положение совмещения с нижним каналом и из него.

[0051] 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 реализации изобретения. Фиг. 2(a) показывает новый разливочный ковш (11, 12), достигший станции разливки. Шиберный затвор разливочного ковша находится в закрытом положении с нижним 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. Выдвижная секция (15w) может быть расположена в положении защитной трубы с каналом защитной трубы, имеющим гидравлическое сообщение с нижним каналом. Металл не может протекать через разливочный ковш, поскольку нижний по потоку конец верхнего канала закрыт нижней плитой. В данном документе термины «верхний по потоку» и «нижний по потоку» определены согласно предусмотренному направлению потока расплавленного металла. Когда разливочный ковш находится на станции разливки, можно начинать разливку.

[0052] Как показано на Фиг. 2(b), чтобы начать разливку, приводное устройство (17) перемещает нижнюю плиту и защитную трубу разливочного ковша до приведения нижнего канала и канала разливочного ковша в гидравлическое сообщение с верхним каналом, образующее таким образом непрерывный канал потока от внутреннего канала до канала защитной трубы. 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, в некоторых случаях закупоривающий материал может образовывать затвердевшую массу за счет просачивания через него и затвердевания расплавленного металла, образующего связующее между частицами закупоривающего материала (19). В зависимости от размера и сопротивления затвердевшей таким образом массы это может привести к засорению внутреннего канала и верхнего канала, и расплавленный металл не сможет вытекать из разливочного ковша. Эта ситуация представляет собой скорее исключение, чем правило, но когда она происходит, это создает серьезную проблему для операции разливки. По этой причине многие операторы неохотно закрепляют защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша на шиберном затворе (15) разливочного ковша и предпочитают использовать робота для удержания защитной трубы разливочного ковша в нужном положении, когда разливочный ковш находится на станции разливки. С помощью шиберного затвора (15) разливочного ковша согласно данному варианту реализации изобретения засоренный внутренний канал и/или верхний канал можно прочистить очень быстро, даже с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, прикрепленной к выдвижной секции (15w), следующим образом.

[0053] Как проиллюстрировано на Фиг. 2(c); приводное устройство выдвижной секции перемещает выдвижную секцию (15w) таким образом, чтобы привести коллекторный стакан (14) в гидравлическое сообщение с нижним каналом и верхним каналом. 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 газовую фурму под давлением, выбрасывающую струю сжатого газа, такого как кислород. Инструментом (19r) для прочистки можно манипулировать вручную или с помощью робота.

[0054] Как только твердая масса разрушается, частицы закупоривающего материала (19) начинают вытекать через коллекторный стакан, и, как показано на Фиг. 2(d), разливка может начинаться нормально. Выдвижную секцию (15w) можно переместить таким образом, чтобы привести канал разливочного ковша в гидравлическое сообщение с нижним и верхним каналами и с внутренним каналом для начала операции разливки. Если у выдвижной секции есть закрытое положение, как определено выше, между положением коллекторного стакана и положением разливочного ковша, то при перемещении выдвижной секции (15w) не нужно перемещать нижнюю плиту (15d). Если нет, нижнюю плиту (15d) можно переместить в закрытое положение перед перемещением выдвижной секции между положениями коллекторного стакана и разливочного ковша.

[0055] Во втором варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 3(a)-3(d), нижняя плита (15d) содержит первый канал и второй канал, каждый из которых проходит от верхней поверхности скольжения до поверхности скольжения коллекторного 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 каналов в гидравлическое сообщение с верхним каналом и из него. Поверхность коллекторного стакана выполнена с возможностью жесткого и обратимого соединения с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, когда канал разливочного ковша имеет гидравлическое сообщение с первым каналом, и когда канал коллекторного стакана имеет гидравлическое сообщение со вторым каналом. Защитная труба (13a-13c) разливочного ковша и коллекторный стакан. Поверхность скольжения коллектороного стакана нижней плиты (15d) в этом втором варианте реализации изобретения не имеет никакой функции скольжения. В течение всей операции разливки из разливочного ковша (11, 12) в промежуточный ковш (1) защитная труба (13a-13c) разливочного ковша и коллекторный стакан (14) зафиксированы по отношению к нижней плите (15d) и остаются в положении совмещения с первым и вторым каналами, соответственно.

[0056] 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 реализации 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 каналами нижней плиты (15d), не совмещенными с верхним каналом верхней плиты (15u).. Как и в первом варианте реализации изобретения, 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.

[0057] 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 канала и канала разливочного ковша в гидравлическое сообщение с верхним каналом, образующее таким образом непрерывный канал потока от внутреннего канала до канала защитной трубы. 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 первом варианте реализации 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 шиберного затвора (15) разливочного ковша согласно данному варианту реализации изобретения засоренный внутренний канал и/или верхний канал можно прочистить очень быстро, даже с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, прикрепленной к нижней плите (15d), следующим образом.

[0058] Как показано на Фиг. 3(c); приводное устройство (17) перемещает нижнюю плиту (15d) таким образом, чтобы привести второй канал и коллекторный стакан (14) в гидравлическое сообщение с верхним каналом. 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 или газовую фурму под давлением, и их можно использовать для прочистки канала, как обсуждалось по отношению к первому варианту реализации изобретения. Инструментом (19r) для прочистки можно манипулировать вручную или с помощью робота.

[0059] Как только твердая масса разрушается, частицы закупоривающего материала (19) начинают вытекать через коллекторный стакан, и, как показано на Фиг. 3(d), разливка может начинаться нормально. Нижнюю плиту (15d) можно переместить таким образом, чтобы привести первый канал и канал разливочного ковша в гидравлическое сообщение верхним каналами и с внутренним каналом для начала операции разливки.

[0060] Во всех вариантах реализации шиберных затворов (15) разливочного ковша 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 гидравлической жидкости или газа под давлением для приведения в действие приводного устройства (17) и, если оно содержит выдвижную секцию (15w), для приведения в действие приводного устройства выдвижной секции, посредством шланга (17t). В предпочтительном варианте реализации 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) и приводного устройства выдвижной секции, если имеется выдвижная секция (15w), когда приводные устройства (17) (выдвижной секция не соединены с шиберным затвором (15) разливочного ковша, как показано на Фиг. 1(a), 1(b) и 1(f). Разливочные устройства выдвижной секции 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) гидравлической жидкости или газа под давлением. Это избавляет робот (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.

СПОСОБ РАЗЛИВКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

[0061] 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 и коллекторным стаканом (14). Нижняя плита (15d) шиберного затвора разливочного ковша соединена с приводным устройством (17). Если шиберный затвор (15) разливочного ковша принадлежит к типу, описанному по отношению к первому варианту реализации изобретения выше, содержащему выдвижную секцию (15w), она соединена с приводным устройством выдвижной секции. Шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) находится в закрытом положении и не содержит защитной трубы разливочного ковша. Шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) не соединен с каким-либо приводным устройством (17) (выдвижной секции).

[0062] 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.

[0063] Когда первый разливочный ковш (11) сливает свое содержимое в промежуточный ковш, робот (21) загружает новую защитную трубу (13b) разливочного ковша на шиберный затвор (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12) (см. Фиг. 1(b)). Как проиллюстрировано на Фиг. 1(c), робот (21) также соединяет приводное устройство (17) и необязательно приводное устройство выдвижной секции с шиберным затвором (15) разливочного ковша на втором разливочном ковше (12). Как обсуждалось выше, эта операция упрощается, если первое и второе удерживающие устройства поворотного стенда (30) оборудованы блоком хранения для хранения одного или большего количества приводных устройств (17) (выдвижной секции), поскольку таким образом указанные одно или более устройств (выдвижной секции) могут оставаться подключенными к источнику (17h) гидравлической жидкости или газа под давлением посредством шланга (17t) в течение всей операции разливки, включающей опорожнение нескольких (более двух) разливочных ковшей в промежуточный ковш. Если указанные одно или более приводных устройств (17) (выдвижной секции) хранятся в другом месте, как правило, на стеллаже (29) для хранения, расположенном на загрузочной площадке (20), робот (21) должен дополнительно соединять один или более шлангов (17t) с соответствующими одним или большим количеством приводных устройств (выдвижной секции), чтобы привести их в рабочее состояние. В течение всей операции на втором разливочном ковше (12) шиберный затвор разливочного ковша остается в закрытом положении.

[0064] 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 (1) 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).

[0065] 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

[0066] 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). Отработавшую защитную трубу (11a) разливочного ковша можно снять с шиберного затвора (15) разливочного ковша на опорожненном первом разливочном ковше (11) с помощью робота (21). Отработавшую защитную трубу (13a) разливочного ковша можно хранить для восстановления и очистки (не показано) или в качестве отходов в утилизационном контейнере (27), как показано на Фиг. 1(f).

[0067] Как проиллюстрировано на Фиг. 1(f), робот (21) может также отсоединить и снять одно или более приводных устройств (17) (выдвижной секции) 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) (выдвижной секции), то роботу (21) не нужно отключать соответствующие один или более шлангов (17t) перед их хранением, поскольку источник (17h) гидравлической жидкости или газа под давлением или источник электрической энергии расположен также на первом и втором удерживающих устройствах. С другой стороны, если одно или более приводных устройств (17) хранятся на стеллаже (29) для хранения, расположенном на загрузочной площадке (20), то робот должен также отключить один или более шлангов (17t) от соответствующего одного или нескольких приводных устройств (17) (выдвижной секции) перед их хранением на стеллаже (29) для хранения. То же самое относится и к случаю, если приводное устройство (выдвижной секции) необходимо заменить по причине неисправности.

[0068] Опорожненный первый разливочный ковш, освобожденный от защитной трубы (13a) разливочного ковша и одного или большего количества приводных механизмов (17) (выдвижной секции), 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 не содержит защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша и приводного устройства (17) (выдвижной секции). 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 (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.

[0069] В случае, если этап (e) смены положений первого и второго разливочных ковшей протекает не оптимально, поскольку внутренний и/или верхний каналы засорены затвердевшим закупоривающим материалом, использование шиберного затворов (15) разливочного ковша, содержащего как защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша, так и коллекторный стакан (14) параллельно, позволяет быстро и эффективно прочистить внутренний и/или верхний каналы с помощью подходящего инструмента (19r) для прочистки через канал коллекторного стакана, как описано выше в разделе под заголовком «ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР (15) РАЗЛИВОЧНОГО КОВША». Таким образом прерывание потока металла в промежуточный ковш сводится к минимуму. При отсутствии этой возможности быстрой прочистки через канал коллекторного стакана многие операторы не захотели бы закреплять защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша на дне разливочного ковша на станции загрузки с помощью робота (21) или без нее, поскольку прочистка внутреннего и верхнего каналов с защитной трубой разливочного ковша, закрепленной 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.

[0070] В предпочтительном варианте реализации изобретения операции загрузки второго разливочного ковша (12), находящегося на станции загрузки, выполняются в следующем порядке: (1) соединение приводных устройств (выдвижной секции) с шиберным затвором (15) разливочного ковша, а затем соединение новой защитной трубы (13b) разливочного ковша. Операции разгрузки опорожненного первого разливочного ковша (11), находящегося на станции загрузки, предпочтительно выполняются в следующем порядке: (1) снятие отработавшей защитной трубы (13b) разливочного ковша, а затем снятие приводных устройств (выдвижной секции) с шиберного затвора (15) разливочного ковша.

[0071] 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.

ОБОЗНАЧЕНИЕ ОПИСАНИЕ 1 Промежуточный ковш 2 Расплавленный металл 3 Инструмент для отливки 5 Шиберный затвор промежуточного ковша 11 Первый разливочный ковш 11o Отверстие первого разливочного ковша 12 Второй разливочный ковш 12o Отверстие второго разливочного ковша 13a-13c Защитная труба разливочного ковша 14 Коллекторный стакан 15 Шиберный затвор разливочного ковша 15d Нижняя плита шиберного затвора разливочного ковша 15u Верхняя плита шиберного затвора разливочного ковша 15w Выдвижная секция 17 Приводное устройство 17c Цилиндр 17h Источник гидравлической жидкости или газа под давлением 17p Поршень 17t Шланг 18 Внутренний патрубок 19 Закупоривающий материал 19r Стержень для прочистки 20 Загрузочная площадка 21 Робот 25 Печь для предварительного нагрева 27 Утилизационный контейнер 29 Стеллаж для хранения 30 Поворотный стенд разливочного ковша

Изобретение относится к области литейного производства. Установка для разливки металла содержит загрузочную площадку (20), промежуточный ковш (1), первый (11) и второй (12) разливочные ковши, поворотный стенд (30), содержащий удерживающие устройства для разливочных ковшей (11, 12), и робот (21), расположенный на загрузочной площадке (20) или смежно с ней. Каждый разливочный ковш (11, 12) содержит дно с отверстием, коллекторный стакан (14) и защитную трубу (13a-13c). Поворотный стенд перемещает и удерживает ковши (11, 12) между станцией загрузки, смежной с загрузочной площадкой (20), и станцией разливки над промежуточным ковшом (1). Шиберный затвор (15) выполнен с возможностью обратимого приема и поддержки коллекторного стакана (14) и защитной трубы (13a-13c) и соединен с приводным устройством (17), приводящим его в действие между закрытым положением с закрытым отверстием, положением разливки с отверстием, сообщенным с защитной трубой (13a-13c), и положением прочистки с отверстием, сообщенным с коллекторным стаканом (14). Робот (21) осуществляет загрузку новой защитной трубы (13b) на шиберный затвор (15) и соединение приводного устройства (17) с шиберным затвором (15). Обеспечивается полностью автоматизированная замена разливочных ковшей. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 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 с отверстием (11o, 12o),

коллекторный стакан (14) и защитную трубу (13a-13c) разливочного ковша,

шиберный затвор (15) разливочного ковша,

(d) поворотный стенд (30), содержащий по меньшей мере первое удерживающее устройство и второе удерживающее устройство для удержания первого разливочного ковша (11) и второго разливочного ковша (12), соответственно, причем поворотный стенд разливочного ковша выполнен 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 шиберный затвор (15) разливочного ковша выполнен с возможностью обратимого приема и поддержки коллекторного стакана (14) и защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша, а также соединения с приводным устройством (17) для приведения в действие шиберного затвора (15) разливочного ковша между закрытым положением, в котором отверстие закрыто, положением разливки, в котором отверстие имеет гидравлическое сообщение с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, и положением прочистки, в котором отверстие имеет гидравлическое сообщение с коллекторным стаканом (14),

причем установка для разливки металла содержит робот (21), выполненный с возможностью осуществления следующих операций с первым или вторым разливочными ковшами (11, 12), удерживаемыми на станции загрузки:

загрузку новой защитной трубы (13b) разливочного ковша на шиберный затвор (15) разливочного ковша и

соединение приводного устройства (17) с шиберным затвором (15) разливочного ковша,

при этом указанный робот (21) расположен на загрузочной площадке (20) или смежно с ней.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что загрузочная площадка (20) содержит стеллаж (29) для хранения инструментов, выполненный с возможностью размещения одной или более запасных защитных труб (13b, 13c) разливочного ковша в пределах расстояния досягаемости робота (21) и, предпочтительно, одного или более приводных устройств (17) и/или запасных коллекторных стаканов (14).

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что робот (21) установлен на загрузочной площадке (20) с возможностью перемещения для осуществления линейных перемещений параллельно первой оси и/или второй оси, перпендикулярной первой оси, или их комбинации и/или вращения вокруг вертикальной оси (Z), перпендикулярной первой и второй осям, с обеспечением доступа и извлечения любого инструмента или компонента с указанного стеллажа (29) для хранения и доступа к шиберному затвору первого или второго разливочного ковша (11, 12), удерживаемого на станции загрузки, для выполнения указанных операций загрузки новой защитной трубы (13b) разливочного ковша на шиберный затвор (15) разливочного ковша и соединения приводного устройства (17) с шиберным затвором (15) разливочного ковша.

4. Установка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что робот (21) выполнен с возможностью снятия с опорожненного первого или второго разливочного ковша (11, 12), удерживаемого на станции загрузки после перемещения со станции разливки, защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша и приводного устройства (17).

5. Установка по любому из пп. 1-4, 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, при этом

поверхность фиксации верхней плиты жестко закреплена на нижней части соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12), причем верхний канал имеет гидравлическое сообщение с указанным отверстием,

(b) нижнюю плиту (15d), содержащую

поверхность скольжения коллекторного стакана и верхнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной нижней плиты,

нижний канал, проходящий от верхней поверхности скольжения до поверхности скольжения коллекторного стакана, при этом

нижняя плита (15d) установлена с возможностью скольжения таким образом, что верхняя поверхность скольжения имеет возможность скользить в ходе линейного перемещения вдоль нижней поверхности скольжения, приводя нижний канал в гидравлическое сообщение с верхним каналом и из него,

(c) выдвижную секцию (15w), выполненную с возможностью жесткого удержания защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша, содержащей отверстие канала защитной трубы на верхней поверхности защитной трубы, и коллекторного стакана (14), содержащего отверстие канала коллектора на верхней поверхности коллекторного стакана, причем указанная выдвижная секция установлена с возможностью перемещения с обеспечением линейного перемещения верхней поверхности защитной трубы и поверхности коллекторного стакана вдоль поверхности скольжения коллекторного стакана нижней плиты (15d) между положением защитной трубы, в котором канал защитной трубы имеет гидравлическое сообщение с нижним каналом, и положением коллекторного стакана, в котором канал коллектора имеет гидравлическое сообщение с нижним каналом,

(d) приводное устройство (17), выполненное с возможностью соединения с нижней плитой (15d) для осуществления линейного перемещения нижней плиты, и

(e) приводное устройство выдвижной секции, выполненное с возможностью соединения с выдвижной секцией (15w) для осуществления линейного перемещения выдвижной секции,

при этом указанное приводное устройство (17) соединено с нижней плитой (15d) и содержит цилиндр (17c), жестко и обратимо соединенный с нижней частью соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12), и поршень (17p), 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 вывода из него, и

при этом приводное устройство выдвижной секции выполнено с возможностью соединения с выдвижной секцией (15w) и содержит цилиндр (17c), жестко и обратимо соединенный с нижней частью соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12), и поршень (17p), жестко и обратимо прикрепленный к выдвижной секции (15w), причем указанное приводное устройство выдвижной секции выполнено с возможностью перемещения выдвижной секции для приведения канала защитной трубы и канала коллекторного стакана в положение совмещения с нижним каналом и вывода из него.

6. Установка по любому из пп. 1-4, 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 указанной поверхности фиксации до указанной 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 гидравлическое сообщение с отверстием,

(b) нижнюю плиту (15d), содержащую

поверхность коллекторного стакана и верхнюю поверхность скольжения, отделенные друг от друга толщиной нижней плиты,

первый канал и второй канал, каждый из которых проходит от указанной верхней поверхности скольжения до указанной поверхности коллекторного стакана, при этом

нижняя плита (15d) установлена с возможностью скольжения с обеспечением скольжения указанной верхней поверхности скольжения вдоль нижней поверхности скольжения и приведения каждого из указанных первого и второго каналов в гидравлическое сообщение с верхним каналом и вывода из него, и при этом

поверхность коллекторного стакана выполнена с возможностью жесткого и обратимого соединения с защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша, с обеспечением гидравлического сообщения канала разливочного ковша с первым каналом, и с коллекторным стаканом, с обеспечением гидравлического сообщения канала коллекторного стакана со вторым каналом,

причем приводное устройство (17) выполнено с возможностью соединения с нижней плитой (15d) и содержит цилиндр (17c), жестко и обратимо соединенный с нижней частью соответствующего первого или второго разливочного ковша (11, 12), и поршень (17p), жестко и обратимо прикрепленный к нижней плите (15d), причем указанное приводное устройство выполнено с возможностью перемещения нижней плиты для приведения первого и второго каналов в положение совмещения с верхним каналом и вывода из него.

7. Установка по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что приводное устройство (17) выполнено с возможностью приведения в действие гидравликой, пневматикой или электричеством, при этом каждое из по меньшей мере первого удерживающего устройства и второго удерживающего устройства поворотного стенда (30) разливочного ковша оборудовано:

источником гидравлической жидкости или газа, находящимися 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), предназначенного для соединения с шиберным затвором разливочного ковша.

8. Установка по любому из пп. 1-7, содержащая печь (25), выполненную с возможностью 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.

9. Установка по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что робот выполнен:

с возможностью проверки состояния отработавшей защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша после снятия с опорожненного разливочного ковша,

с возможностью оценки возможности повторного использования отработавшей защитной трубы разливочного ковша после очистки или необходимости ее утилизации и

с возможностью очистки отработавшей защитной трубы разливочного ковша посредством кислородного душа для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.

10. Способ разливки расплавленного металла, включающий следующие этапы:

(a) предоставление установки для разливки металла по любому из пп. 1-9, в которой

первый разливочный ковш заполнен расплавленным металлом (2) и находится на станции разливки,

второй разливочный ковш (12) заполнен расплавленным металлом (2) и находится на станции загрузки,

шиберный затвор (15) первого разливочного ковша (11), находящийся в закрытом положении, соединен с одним или большим количеством приводных устройств (17) или приводных устройств выдвижной секции и оборудован защитной трубой (13a-13c) разливочного ковша и коллекторным стаканом (14),

шиберный затвор (15) второго разливочного ковша (12), находящийся в закрытом положении, не содержит защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша, действующего приводного устройства (17) и действующего приводного устройства выдвижной секции;

(b) приведение шиберного затвора (15) первого разливочного ковша (11) в положение разливки с обеспечением разливки расплавленного металла из первого разливочного ковша (11) через защитную трубу (13a) разливочного ковша в промежуточный ковш (2);

(c) во время осуществления предшествующего этапа (b) осуществляют:

загрузку посредством робота (21) новой защитной трубы (13b) разливочного ковша на шиберный затвор (15) второго разливочного ковша (12) и

соединение посредством робота (21) приводного устройства (17) с шиберным затвором (15) второго разливочного ковша (12),

(d) приведение шиберного затвора (15) первого разливочного ковша (11) в закрытое положение при, по существу, пустом первом разливочном ковше и

(e) последующую смену положений первого и второго разливочных ковшей посредством перемещения первого разливочного ковша (11) со станции разливки на станцию загрузки и, одновременного с ним, перемещения второго разливочного ковша (12) со станции загрузки на станцию разливки,

(f) приведение шиберного затвора (15) второго разливочного ковша (12) в положение разливки и разливку расплавленного металла из второго разливочного ковша (12) через защитную трубу (13b) разливочного ковша в промежуточный ковш (2).

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что во время этапа (f) осуществляют следующие этапы:

(g) снятие посредством робота (21) отработавшей защитной трубы (11a) разливочного ковша с шиберного затвора (15) опорожненного первого разливочного ковша (11) и хранение указанной отработавшей защитной трубы разливочного ковша для ее восстановления или в качестве отходов и

(h) отсоединение и снятие посредством робота (21) одного или более приводных устройств (17) с шиберного затвора (15) первого разливочного ковша (11) и их хранение для дальнейшего использования,

(i) удаление опорожненного первого разливочного ковша (11) и

(j) загрузку нового разливочного ковша, заполненного расплавленным металлом, на первое удерживающее устройство поворотного стенда (30) разливочного ковша на станции загрузки, при этом, аналогично второму разливочному ковшу (12) на этапе (a), новый разливочный ковш содержит шиберный затвор (15) разливочного ковша в закрытом положении и не содержит защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша.

12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что отверстие первого разливочного ковша заполняют закупоривающим материалом (19), и, в случае если расплавленный металл не вытекает из указанного отверстия после приведения шиберного затвора (15) первого разливочного ковша (11) в станцию разливки, на этапе (b) выполняют следующие операции:

приводят шиберный затвор (15) первого разливочного ковша (11) в положение прочистки,

прочищают отверстие первого разливочного ковша путем разрушения закупоривающего материала подходящим для этого инструментом (19r) для прочистки,

приводят шиберный затвор (15) первого разливочного ковша (11) в положение разливки при начале вытекания закупоривающего материала из коллекторного стакана для осуществления разливки расплавленного металла из первого разливочного ковша (11) через прочищенное отверстие через защитную трубу (11a) разливочного ковша в промежуточный ковш (2).

13. Способ по любому из пп. 10-12, отличающийся тем, что на этапе (e) смены положений первого и второго разливочных ковшей осуществляют следующие операции:

поднимают первый и второй разливочные ковши (11, 12) до удаления защитных труб (13a, 13b) первого и второго разливочных ковшей из промежуточного ковша и выше него в вертикальном направлении (Z),

поворачивают поворотный стенд 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),

опускают первый и второй разливочные ковши (11, 12) на их соответствующие станции загрузки и разливки, при этом защитную трубу (13b) второго разливочного ковша устанавливают в промежуточный ковш (2).

14. Способ по любому из пп. 10-13, отличающийся тем, что посредством робота

проверяют состояние отработавшей защитной трубы (13a-13c) разливочного ковша после снятия с опорожненного разливочного ковша,

оценивают возможность повторного использования отработавшей защитной трубы разливочного ковша после очистки или необходимость ее утилизации и

очищают отработавшую защитную трубу разливочного ковша посредством кислородного душа для удаления любых остатков, прилипших к стенкам отработавшей защитной трубы разливочного ковша.