НАПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ Российский патент 2025 года по МПК C21B7/12 F27D3/15 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к направляющему устройству для кислородной фурмы, содержащему устройство подачи кислородной фурмы, расположенное в блоке вскрытия летки, при этом блок вскрытия летки на зажимном устройстве для установки бурильного механизма содержит направляющее устройство для бура, приводимого в действие при помощи бурильного механизма.

Уровень техники

Из KR 20030035696 А известно устройство подачи кислородной фурмы, которое расположено в блоке вскрытия летки, и в котором кислородная фурма, выполненная в виде трубопровода и намотанная на барабан, при помощи устройства подачи кислородной фурмы, расположенного перед бурильным механизмом, подается в направлении подачи коаксиально с буром, вставленным в бурильный механизм. Для этого в буре предусмотрен центральный направляющий канал, по которому пропускается кислородная фурма и после выхода из головки бура вводится в летку плавильной печи. Барабан, на котором хранится кислородная фурма, также, как и устройство подачи кислородной фурмы, расположен на зажимном устройстве, несущем бурильный механизм, таким образом, сматываемая с барабана кислородная фурма вводится через направляющий канал бура, выполненный коаксиально с направляющей осью, в устройство подачи кислородной фурмы.

Недостаток известного направляющего устройства кислородной фурмы заключается в том, что известная комбинация устройства подачи кислородной фурмы с блоком вскрытия летки предполагает использование бура с особым образом выполненным направляющим каналом, при этом, поскольку перед бурильным механизмом в направлении подачи предусмотрено устройство подачи кислородной фурмы, должен быть также обеспечен бурильный механизм с соответствующим проходом для кислородной фурмы. Кроме того, рабочий барабан, установленный на зажимном устройстве блока вскрытия летки дополнительно к устройству подачи кислородной фурмы, вызывает увеличение массы, затрудняющее управление блоком вскрытия летки.

Поэтому задачей настоящего изобретения является обеспечение направляющего устройства для кислородной фурмы с устройством подачи кислородной фурмы, расположенным в блоке вскрытия летки, которое не содержит указанных недостатков.

Раскрытие сущности изобретения

Для решения этой задачи направляющее устройство для кислородной фурмы согласно изобретению в рабочем положении расположено в промежутке, образованном между направляющим устройством для бура и бурильным механизмом, таким образом, чтобы направляющее устройство для бура служило для создания направляющей оси кислородной фурмы.

Благодаря расположению устройства подачи кислородной фурмы в промежутке, образованном между направляющим устройством для бура и бурильным механизмом, можно оснастить блок вскрытия летки как буром, так и бурильным механизмом традиционной конструкции, при этом ни от бура, ни от бурильного механизма не требуется обеспечения прохода для перемещения кислородной фурмы. Более того, для направления кислородной фурмы используется и без того предусмотренное направляющее устройство для бура. В нерабочем положении, в котором устройство подачи кислородной фурмы находится за пределами промежутка, образованного между направляющим устройством для бура и бурильным механизмом, бур, соединенный с бурильным механизмом, может быть расположен в направляющем устройстве для бура, чтобы вскрыть летку путем приведения в действие бура при помощи бурильного механизма. После вскрытия летки бур может быть удален из бурильного механизма и из направляющего устройства для бура, при этом устройство подачи кислородной фурмы может быть переведено из нерабочего положения в рабочее положение. В рабочем положении устройство подачи кислородной фурмы устанавливается в промежутке, образованном между направляющим устройством для бура и бурильным механизмом, при этом кислородная фурма вводится в устройство подачи кислородной фурмы и при помощи направляющего устройства для бура, установленного на зажимном устройстве, вдоль направляющей оси, определяемой направляющим устройством для бура, может быть введена в летку, чтобы при помощи кислородной фурмы обеспечить полное вскрытие летки. Таким образом, при вводе кислородной фурмы в канал летки плавильной печи возникают минимально возможные боковые отклонения между ходом бура и ходом кислородной фурмы, что, в частности, повышает срок службы канала летки.

Таким образом, в отличие от направляющего устройства для кислородной фурмы, известного из KR 102003035696 А, направляющее устройство для кислородной фурмы согласно настоящему изобретению может быть оснащено устройством подачи кислородной фурмы за счет модульного дополнения блока вскрытия летки, имеющего традиционную конструкцию и содержащего бур и бурильный механизм традиционной конструкции, и не требует отдельного направляющего устройства для кислородной фурмы наряду с направляющим устройством для бура.

Особенно предпочтительно, чтобы устройство подачи кислородной фурмы постоянно находилось на зажимном устройстве, в частности, таким образом, чтобы устройство подачи кислородной фурмы было установлено с возможностью перемещения из нерабочего положения, находящегося за пределами промежутка, образованного между направляющим устройством для бура и бурильным механизмом, в рабочее положение.

Особенно предпочтительно, чтобы устройство подачи кислородной фурмы было установлено с возможностью перемещения из нерабочего положения над зажимным устройством в рабочее положение под зажимным устройством.

С точки зрения особенно простого конструктивного исполнения установки устройства подачи кислородной фурмы на зажимное устройство блока вскрытия летки особенно предпочтительной является установка устройства подачи кислородной фурмы с возможностью поворотного перемещения из нерабочего положения над зажимным устройством в рабочее положение под зажимным устройством.

Для этого устройство подачи кислородной фурмы предпочтительно устанавливается на поворотный кронштейн, который посредством поворотного шарнира соединен с соединительным устройством для обеспечения механического соединения с зажимным устройством.

Если направляющее устройство для бура наряду с первым направляющим держателем содержит дополнительный, обращенный к бурильному механизму направляющий держатель, установленный с возможностью изменения расстояния до бурильного механизма, можно самым простым способом создать промежуток, который требуется для установки устройства подачи кислородной фурмы в рабочее положение. Особенно предпочтительная подача кислородной фурмы с минимально возможной изгибающей нагрузкой кислородной фурмы, при которой исключается столкновение кислородной фурмы с бурильным механизмом, установленным на том же зажимном устройстве, что и устройство подачи кислородной фурмы, является возможной, если устройство подачи кислородной фурмы содержит дугообразную направляющую, таким образом, чтобы направляющая ось кислородной фурмы, определяемая направляющим устройством для бура, являлась касательной к направляющей дуге, образуемой дугообразной направляющей. Благодаря этому, при вводе кислородной фурмы в устройство подачи кислородной фурмы предотвращается возникновение изгибающих напряжений в материале кислородной фурмы, которые при высокой термической нагрузке материала кислородной фурмы во время работы кислородной фурмы в летке могут приводить к деформациям кислородной фурмы, которые, в свою очередь, могут вызывать несимметричную термическую нагрузку в канале летки, которая приводит к повреждению канала летки. Кроме того, благодаря дугообразной направляющей, кислородная фурма испытывает только упругий изгиб, поэтому выпрямление с приложением соответствующих изгибающих усилий к кислородной фурме не требуется в той мере, как это имеет место в случае кислородной фурмы, сматываемой с барабана. Поэтому для подачи кислородной фурмы применяются относительно низкие усилия, которые позволяют с максимально возможной степенью осуществлять точное управление подачей.

При этом особенно предпочтительно, чтобы дугообразная направляющая на свободном входном конце образовывала ось подачи, наклонную под углом подачи к направляющей оси кислородной фурмы, таким образом, чтобы обеспечить возможность ввода кислородной фурмы сбоку под углом подачи в промежуток, образованный между устройством подачи кислородной фурмы и бурильным механизмом. Такая боковая ось подачи позволяет осуществлять подачу прямолинейных секций кислородной фурмы, которые после ввода во входной конец дугообразной направляющей могут быть соединены с другой прямолинейной секцией кислородной фурмы, чтобы, используя секции кислородной фурмы определенной длины, обеспечивать непрерывную подачу кислородной фурмы через устройство подачи кислородной фурмы.

В отличие от подачи кислородной фурмы, сматываемой с барабана, сильно изогнутой и вследствие этого нагруженной изгибающими напряжениями при выпрямлении перед вводом в летку плавильной печи, прямолинейные секции кислородной фурмы могут быть введены в канал летки, не испытывая внутренних напряжений.

При этом особенно предпочтительно, чтобы ось подачи образовывала острый угол с направляющей осью, т.е. чтобы при боковой подаче секций кислородной фурмы из зоны подачи, которая расположена перед устройством подачи кислородной фурмы в направлении подачи, минимизировать изгибающую нагрузку секций кислородной фурмы в дугообразной направляющей.

Если устройство подачи кислородной фурмы содержит по меньшей мере один приводной ролик, который вместе с контр-роликом образует пару роликов для образования зазора, расположенного на оси подачи кислородной фурмы, может быть получена особенно компактная конструкция устройства подачи кислородной фурмы со встроенным приводом.

Зазор между роликами предпочтительно предусматривает возможность упругого расширения для того, чтобы утолщение, образующееся на кислородной фурме, могло проходить через зазор между роликами при непрерывном приводе для исключения нарушения непрерывной подачи кислородной фурмы, которая состоит из секций и поэтому в местах соединения имеет изменения диаметра.

Если устройство подачи кислородной фурмы содержит две пары роликов, отделенных друг от друга направляющей, установленной на направляющей оси кислородной фурмы, то указанная направляющая, предпочтительно выполненная прямолинейной, позволяет гасить колебания кислородной фурмы, которые могут возникать после выхода кислородной фурмы из первой пары роликов перед входом во вторую пару роликов.

Краткое описание чертежей

Далее приведено более подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

Фиг. 1 - общий вид блока вскрытия летки, дополненного устройством подачи кислородной фурмы;

Фиг. 2 - местный вид в увеличенном масштабе бурового лафета, установленного на поворотном кронштейне блока вскрытия летки, с устройством подачи кислородной фурмы, находящимся в рабочем положении;

Фиг. 3 - вид в продольном разрезе устройства подачи кислородной фурмы, представленного на Фиг. 2, по линии III-III разреза с Фиг. 2;

Фиг. 4 - другой вид в продольном разрезе устройства подачи кислородной фурмы, представленного на Фиг. 2, по линии IV-IV разреза с Фиг. 2;

Фиг. 5 - еще один вид в продольном разрезе устройства подачи кислородной фурмы, представленного на Фиг. 4, по линии V-V разреза.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 показан изометрический общий вид блока вскрытия летки, который содержит зажимное устройство 13, установленное на поворотном кронштейне 12, расположенном на поворотном основании, и предпочтительно выполненное в виде бурового лафета, оснащенного бурильным механизмом 14, который установлен с возможностью перемещения вдоль зажимного устройства 13 и служит для привода бура 16, закрепленного в направляющем устройстве для бура, которое установлено на зажимном устройстве 13.

Бур 16 закреплен с возможностью замены в не показанном более подробно патроне, установленном в бурильном механизме 14, и направляется при помощи двух направляющих держателей 17, 18 направляющего устройства 15 для бура, таким образом, чтобы обеспечить возможность извлечения бура 16 из бурильного механизма 14 в направлении направляющей оси 25 бура с целью замены бура 16, в частности, в том случае, когда необходимо заменить головку 19 бура, расположенную на головном конце бура 16.

Как показано также на Фиг. 1, в блоке 10 вскрытия летки кроме бурильного механизма 14 расположено устройство 20 подачи кислородной фурмы, которое как и бурильный механизм 14 установлено на зажимном устройстве для установки бурильного механизма 14, образующем буровой лафет 13, и которое при помощи соединительного устройства 21 соединено с зажимным устройством 13. На Фиг. 1 устройство 20 подачи кислородной фурмы показано в нерабочем положении, при этом блок 10 вскрытия летки может быть использован обычным образом, т.е., блок 10 вскрытия летки с буром 16, приводимым в действие бурильным механизмом 14 и направляемым направляющим устройством 15 для бура, может быть использован для вскрытия летки плавильной печи, при этом головка 19 бура создает механическое разрушение заделочной массы летки в качестве предпосылки для последующего ввода кислородной фурмы с целью полного вскрытия летки.

На Фиг. 2 показано устройство 20 подачи кислородной фурмы в рабочем положении, при этом устройство 20 подачи кислородной фурмы путем поворотного перемещения может быть переведено из нерабочего положения, расположенного над зажимным устройством 13, выполненным в данном случае в виде бурового лафета, в рабочее положение, расположенное под зажимным устройством. Для этого устройство 20 подачи кислородной фурмы установлено на поворотном кронштейне 23, соединенном при помощи поворотного шарнира 22 с соединительным устройством 21. На Фиг. 2 наглядно показано, что устройство 20 подачи кислородной фурмы в рабочем положении расположено в промежутке, образованном между направляющим устройством 15 для бура и бурильным механизмом 14 на направляющей оси 24 кислородной фурмы, которая, как описано выше, совпадает с направляющей осью 25 бура, определяемой направляющим устройством 15 для бура. При этом устройство 20 подачи кислородной фурмы выполнено таким образом, чтобы боковая подача трубчатой кислородной фурмы 39 осуществлялась вдоль направляющей оси 24 кислородной фурмы, определяемой направляющим устройством 15 для бура. Для этого устройство 20 подачи кислородной фурмы, как показано, в частности, на Фиг. 4, содержит дугообразную направляющую 27, установленную на направляющем корпусе 26 с продольным направляющим устройством 28 таким образом, чтобы направляющая ось 24 кислородной фурмы являлась касательной к направляющей дуге, образованной дугообразной направляющей 27.

В данном случае, благодаря продольному направляющему устройству 28 в направляющем корпусе 26 в сочетании с направляющей дугой, образуемой дугообразной направляющей 27, определяется горизонтальная направляющая плоскость 20, в которую вводится кислородная фурма 39, проходящая по дугообразной направляющей 27, и под углом α подачи относительно направляющей оси 24 кислородной фурмы непрерывно поступает на направляющую ось 24, которая совпадает с направляющей осью 25 бура, при этом после выхода кислородной фурмы 39 из выходного отверстия 29 направляющего корпуса 26 продольное направление дополнительно задается кислородной фурме 39 направляющими держателями 17, 18 направляющего устройства 15 для бура, расположенными на направляющей оси 24 кислородной фурмы.

Как следует далее из совместного рассмотрения Фиг. 3 и 4, продольное направляющее устройство 28, расположенное в направляющем корпусе 26, в данном случае образовано двумя парами 30, 31 роликов, каждая из которых содержит приводной ролик 32 и контр-ролик 33, между которыми предусмотрены зазоры 34, 35, при этом зазоры 34, 35 между роликами расположены на направляющей оси 24 кислородной фурмы. Между этими зазорами 34, 35 между роликами установлена прямолинейная, в данном случае трубчатая направляющая 36.

Для привода приводных роликов 32 один из приводных роликов 32 приводится в действие при помощи приводного двигателя 37, соединенного с боковой стороной направляющего корпуса 26 при помощи фланца и предпочтительно представляющего собой гидравлический двигатель 37, при этом такой привод при помощи приводной цепи 38, соединяющей приводные ролики 32 друг с другом одновременно передается на второй приводной ролик 32, таким образом, при помощи обеих пар 30, 31 роликов осуществляется перемещение кислородной фурмы 39, направляемой через зазоры 34, 35 между роликами.

Как показано, в частности, на Фиг. 4, кислородная фурма 39 состоит из нескольких секций 40, 41, которые соединены друг с другом при помощи соединительных устройств 42, выполненных, например, в виде зажимных муфт. Эти соединительные устройства 42 образуют утолщения кислородной фурмы 39, поэтому для обеспечения, по существу, непрерывной протяжки кислородной фурмы 39 через зазоры 34, 35 между роликами требуется адаптация этих зазоров 34, 35 к изменениям диаметра в переходе между секциями 40, 41 кислородной фурмы, обусловленным соединительными устройствами 42. Для этого, как следует, в частности, из совместного рассмотрения Фиг. 3 и 5, контр-ролики 33 соединены друг с другом при помощи упруго пружинящего устройства 43 предварительного натяжения, при этом оси 44 контр-роликов 33 установлены на консолях 45, 46 устройства 43 предварительного натяжения, которые, в свою очередь, установлены на валах 47, 48 с рычагами 49, 50, соединенными друг с другом при помощи пружинного устройства 51, выполненного в данном случае в виде пружины растяжения. Для настройки подходящей силы натяжения пружины на одном из рычагов 49, 50 предусмотрено регулировочное устройство 52. Как следует, в частности, из совместного рассмотрения Фиг. 2 и 4, непрерывная протяжка кислородной фурмы 39 в направлении 53 подачи к не показанной здесь летке может осуществляться путем присоединения к секции кислородной фурмы 40, выступающей из входного конца 54 дугообразной направляющей 27, дополнительной секции 41 кислородной фурмы при помощи соединительного устройства 42. При прохождении кислородной фурмы 39 через устройство 20 подачи кислородной фурмы под действием дугообразной направляющей 27 задается непрерывная устойчивая ориентация кислородной фурмы 39 или секций 40, 41, образующих кислородную фурму 39, вдоль направляющей оси 24 кислородной фурмы, совпадающей с направляющей осью 25 бура. Таким образом, при помощи устройства 20 подачи кислородной фурмы можно обеспечивать непрерывное пополнение кислородной фурмы 39, расходуемой в процессе работы, с загрузочного места, обслуживаемого оператором или автоматическим загрузочным устройством и расположенного сбоку от бурового лафета 13, при этом кроме устройства 20 подачи кислородной фурмы не требуется установки какого-либо дополнительного загрузочного устройства на зажимном устройстве 13 или на блоке 10 вскрытия летки.

Изобретение относится к области металлургии. Блок (10) вскрытия летки содержит зажимное устройство (13) для установки на нем бурильного механизма (14), направляющее устройство для кислородной фурмы и устройство (20) подачи кислородной фурмы, при этом блок (10) вскрытия летки на зажимном устройстве (13) содержит направляющее устройство (15) для бура (16), приводимого в действие при помощи бурильного механизма (14), при этом устройство (20) подачи кислородной фурмы в рабочем положении расположено в промежутке, образованном между направляющим устройством (15) для бура и бурильным механизмом (14). Направляющее устройство (15) для бура служит для образования направляющей оси (24) кислородной фурмы, и в рабочем положении устройства (20) подачи кислородной фурмы бур (16) удален из бурильного механизма и из направляющего устройства (15) для бура, причем устройство (20) подачи кислородной фурмы постоянно установлено на зажимном устройстве (13), и устройство (20) подачи кислородной фурмы установлено с возможностью перевода из нерабочего положения, расположенного за пределами промежутка, образованного между направляющим устройством (15) для бура и бурильным механизмом (14), в рабочее положение. Технический результат заключается в создании блока вскрытия летки, в котором направляющее устройство для бура служит для создания направляющей оси кислородной фурмы. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Блок (10) вскрытия летки, содержащий зажимное устройство (13) для установки на нем бурильного механизма (14), направляющее устройство для кислородной фурмы и устройство (20) подачи кислородной фурмы, при этом блок (10) вскрытия летки на зажимном устройстве (13) содержит направляющее устройство (15) для бура (16), приводимого в действие при помощи бурильного механизма (14), отличающийся тем, что устройство (20) подачи кислородной фурмы в рабочем положении расположено в промежутке, образованном между направляющим устройством (15) для бура и бурильным механизмом (14), при этом направляющее устройство (15) для бура служит для образования направляющей оси (24) кислородной фурмы, и в рабочем положении устройства (20) подачи кислородной фурмы бур (16) удален из бурильного механизма и из направляющего устройства (15) для бура, причем устройство (20) подачи кислородной фурмы постоянно установлено на зажимном устройстве (13), и устройство (20) подачи кислородной фурмы установлено с возможностью перевода из нерабочего положения, расположенного за пределами промежутка, образованного между направляющим устройством (15) для бура и бурильным механизмом (14), в рабочее положение.

2. Блок (10) по п. 1, отличающийся тем, что устройство (20) подачи кислородной фурмы установлено с возможностью перемещения из нерабочего положения, расположенного над зажимным устройством (13), в рабочее положение, расположенное под зажимным устройством (13).

3. Блок (10) по п. 2, отличающийся тем, что устройство (20) подачи кислородной фурмы установлено с возможностью перевода в рабочее положение путем поворотного перемещения.

4. Блок (10) по п. 3, отличающийся тем, что устройство (20) подачи кислородной фурмы установлено на поворотном кронштейне (23), соединенном при помощи поворотного шарнира (22) с соединительным устройством (21) для обеспечения механического соединения с зажимным устройством (13).

5. Блок (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющее устройство (15) для бура наряду с первым направляющим держателем (17) содержит дополнительный, обращенный к бурильному механизму (14) направляющий держатель (18), установленный с возможностью изменения расстояния до бурильного механизма (14).

6. Блок (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что устройство (20) подачи кислородной фурмы содержит дугообразную направляющую (27), при этом направляющая ось (24) кислородной фурмы является касательной к направляющей дуге, образованной дугообразной направляющей (27).

7. Блок (10) по п. 6, отличающийся тем, что дугообразная направляющая (27) на свободном входном конце (54) образует ось подачи, наклонную под углом α подачи к направляющей оси (4) кислородной фурмы, таким образом, чтобы обеспечить возможность ввода кислородной фурмы сбоку под углом α подачи в промежуток, образованный между устройством (20) подачи кислородной фурмы и бурильным механизмом (14).

8. Блок (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что устройство (20) подачи кислородной фурмы содержит по меньшей мере один приводной ролик (32), который вместе с контр-роликом (33) образует пару (30, 31) роликов для получения зазора (34, 35) между роликами на направляющей оси (24) кислородной фурмы.

9. Блок (10) по п. 8, отличающийся тем, что зазор (34, 35) между роликами выполнен с возможностью упругого расширения для того, чтобы утолщение, образующееся на кислородной фурме (39), при непрерывной протяжке могло проходить через зазор (34, 35) между роликами.

10. Блок (10) по п. 9, отличающийся тем, что устройство (20) подачи кислородной фурмы содержит две пары (30, 31) роликов, отделенных друг от друга направляющей (36), установленной на направляющей оси (24) кислородной фурмы.