Шиберный затвор для разливки металла Советский патент 1981 года по МПК B22D11/16 

(54) ШИЁЕРНЫЙ ЗАТВОР ДЛЯ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА

1%обретение относится к области металлургии и может быть использован при разливке стали и жидких металлов с помощью шиберных затворов в сталеплави льных и литейных цехах. Известны шиберные за-гооры, в. которы прижатие огнеупорных скользясших ппит одна к другой выполнено эластичным, например, с помощью тарельчатых пружин, что имеет существенные преимущества перед жестким прижатием плит, В шиберном затворе фирмы Фло-Кон прижатие нижней плиты к верхней осуществляется тарельчатыми пружинами, размещенными между обоймой нижней плиты и промежуточной плитой (чашей) в гнездах последней. Корпус затвора, .на днище которого опирается промежуточ-ная плита, шарнирно соединен с обоймой верхней плиты ij. Недостатком этой конструкции является то, что усилие прижима плит в процессе разливки уменьшается, что приводит к подтеканию жидкого металла между плитами и даже к авариям. Уменьшение прижатия плит вызывается тем, что в процессе разливки при нагреве затвора до высоких температур происходит увеличение ЫЫСОТН61Х размеров деталей, и в то же время падает несущая способность пружин. 11звестно также устройство, содержащее механизм для компенсации уменьшения прижимного усилия в процессе разливки. Механизм содержит, по меньшей мере, две пары взаимодействующих клиньев, из которых верхние жестко соединены с промежуточной плитой, а нижние - с корпусом посредством штоков, выполненных из материала, коэффициент линейного расширения которого больше, чем у материаfta корпус а 23. В этом затворе по мере нагреза де.талей затвора, изменения их высотных размеров, а также снижения несущей способности пружин, происходит автч ат ческое - поджатие -последних вследствие удлинений ртносительно корпуса што КШё ШЖйййги клиньями, вйзЫвающего IfepeMettifeHHe вЬ ерх гз аим одейс твующих ; с НИМИ верхних клинья. Однако в этой KofetpykfleS койпенсапия ослабления Лрижатия неполная и качественная. Действительно, удли iiiSttHeштоков нижних клиньев вызывает перШёйгение иерхних клиньев, которое дйпжнО коь.пенсировать ослабпё нйепри жатия ппит. - - . -Ослабление прижима пружин зависит &t понижения несущей способн(Хти пружин, которое не пропорционально юмене нию -ГШ хературы, а также от изменения высотных размеров деталей затвора, так te nfTotiOpueoHeABHoro йзменёйию тем nepatypbi, поскольку детали негреты до разных температур. Hanpm epV огнеупорны плиты вблиэи кромки нагреваются до , в то время как стяжные болты и клинья - до 350°С. Опыт применения шибёрШх затворов показывает, чтб сила прШсЯШ ппит не должна отклоняться от оптимальной боиее, чем на 5 %, т&к как при большем отклонении возникнет чрезмерный износ вйят tipH ИК перемещении или даже заклк нивание плиты (не хватит сшы тяРи г идроиипиндра), а при меньшем будет происходить аварийный прорыв жидкого металпа плитами. Компенсация ослабления усилия прижиме ГО1ИТ вследствие самопроизвольног 31- Г, ( « ЛЧ-Р- Л;.Х.S- 5„4..,„, наг|)ева ШТОКОВ нижних клиньев не гарайтирует поддержания силы прижима ппйтв допуспгмых пределах. Цель изобретения - повышение надеж HOclrat и долговечности шиберного затвора щгтем обеспечениягарантирОванного постО)4нного прижатия плит одна к другой в пропйссе разливки и уменьшение разме р ж ш ёрнбг6ЙаШТ ра .°; Для этого в шиберйом slTBppe;сосTMred иэко 1уса жёв кё ВШШйШйГОгО с обоймой неподвижной плиты, обоймы с подвижной плитой, промежуточной плиты, опирающейся на т арельчатые пружины, прижвмньИх :вййтрв и клинового механизм для компенсадии ослабйёйШ йрижШга пгш в Процессе разливки, имеется устройство дни рагулй рованйя билыг прижима плит, включа1О1аее д&тЧик сильг, / регулируюП1ИЙ приёор и исполнительный механизм, например электронагреватель, встроенны в Terftr ftoftOrp сЬёШнительНого штока Нижнего кЛйнй.J Применение изобретёрйя ;псйволит уве чить стоЙкОЬть огнеупорных скользящих

736458 ЛИТ, снизит аварийность при разливках уменьшит размеры шиберного затвора. На фиг, 1 схематично изображено предм аемое устройство, поперечный разез; на фиг. 2 - разрез А-Агна фиг. 1°, а фиг. 3 - функцнональна я схема регуирования. Затвор состоит из жесткоукрепленного на , днище ковша 1 фланца 2, к которому крепится с помощью штырей 3 и клиньев 4 обойма 5, в которой закреплена ерхняя плита 6 с установленным на ней стаканом 7. К плите 6 прижата скользящая плита 8, заключенная в обойму 9, имеюпгуто пригзматичёские направляющие., которыми Он& опирается на две пары роликоопор 10. Последние могут катиться по приэматйчёЬкйм. направляющим прсадежуточной плиты 11, покоящейся на разйетенньгх б ее гнездах тарельчатых пру жинах 12, пёрёдйюйаих усилие через . шайбы 13 на д1атчики 14 силы, которыеустановлены на .плоских торкак башмЁН ков 15, йаДе1Ъ1Х на головки нажимных винтов16, размещённых в теле верхних плавающих клиньев 17. Последние взаимодейс-гвуШ е нижними клиньями 18, сое- диненньши жестко со штоками 19. Нижние клинья свободно установлены в направляющих днища корпуса 20, скрепленного с обоймой 5 болтами 21 и гайками . 22. Необходимая сила прижат .огнеупор нык плит 6,и 8 одна к Другой достигается посредством нажимных винтов 16 , с помощью тарйровочных ключей . В теле .штоков 19 размещены .электронагреватели 23, в; качестве которых могут быть взяты стандартные нагреватели ТЭНы. Датчики 14 силы соединя-ются проводами с регулирующим прибором 24, а последний такйсе проводами 25нагревателем 23. Плита 8, ус.тановленн.ая в обойме 9;.опирается на коллектор 26, установленный В к6ллектородержател е. Регулирутрщий прибор 24 размещен вне Затвора. Датчики 14 силы типа ДСТБ-С-01О, изготовляемые Киевским институтом автоматиКи, имеют цилиндрический корпус. Усилие сжатия тарельчатых пружин передаетсй на торцы этого корпуса, с которыми соединена разманенная внутри .корпуса мостовая схема на тензорезистсн pax. Являющаяся чувствительным элементом схемы автоматического регулирования. К одной диагонали моста подводится шатание от яепи переменного тока или от стабилизированного источника п№-, тания. С другой диагонали снимается напряжение разбаланса и подается на вход электроннрго усилителя, $шляющегос блоком, как и стабилизированный источник питания, вторичного устройства компенсадионного типа, например автомати ческого потенциометра типа КСП-4, являющегося регупвругошим прибором 24. Между выходным сигналом датчика и приложенным усилием существует линейна зависимость. Прибор 24 имеет устройство (задатчи пошоляющее устанавливать его стрелкуконтакт на заданный ток, которому соответствует заданная сила,, Регулирование силы прижима плит осу ществляется путем включения контактов, используемых дпя замыкания цепи . питания исполнительного механизма. При уменьшении силы прижима плит на некоторую величину, ток разбаланса отклоняет стрелку прибора, замыкающую контакт. Эти приводит к срабатыванию исполнительного механизма, встроенного в потенциометр, зшугыкающего контакты цепи обмотки электронагревателя 23. Предлагаемое устройство.работает еле дующим образом. В.процессе разливки происходит ослаб ление прижатия скользящих плит шибер™ кого аа-гаора. Ток, вырабатываемый датчи ком 14 силы, уменьшается. Это приводит к перемещению стрелки-контакта влево. И при уменьшении силы контакты зам каются,что приводит к срабатыванию исполнительного потенциометра и замыканию контактов цепи питания обмотки электронагревателя 23. Последний нагревает шток 19, чтоприводит к перемё щению вместе с ним клина 18 и взаимодействующего с последним клина 17, что приводит к постепенному увеличению силы прижатия плит. I Когда она возрастает до определенной величины, стрелка-контакт потенциометра замыкается с контактом, при эКм срабатывает исполнитёльнь1й механизм, размыкающий контакты цепи электронагревателя 23. При отключении последнего, шток 19 постепенно охлаждается, сшта прижима начинает уменьшаться и т.д. Таким образом, предлагемое устройство позволяет поддерживать силу прижима постоянной. Функциональная бхема регулирования усилия прижима плит содержит датчик 27 силы ДС, измерительный прибор ИП 28, регулирующий прибф РП 29, исполнитель7S ; ный механизм ИМ ЗО, обмотку 31 питания электронагревателя ОП, объект 32 р1егулирования ОР ( в данном случае усилие сжатш таре71ьчатых пружин с помощью клинового механизма ) . ИП, РП и ИМ входит в состав потенциометра КСП-4. Поскольку стандартньте электронагрева тели (ТЭНы) могут производить нагрев; штоков до 600800 0, что значительно больше, чем температура штоков в прототипе {35О°С) , штсжн их могут быть выбраны значительно меньшей длины, и, кроме того, могут выполняться из жаропрочной стали, коэффициент линейного расширения которой де больше или неэначительно больше, чем у материала кор пусй. ; Длкна штокш 19 выбирается такой, чтобы при естестиенном нагрже затвора (т.е. без нагревателей 23) в процессе I разЯивки усилие прижима ншоГйа бы не превышало оптимальную силу прижатня. Вследствие обеспечения гарантированного прижатия огнеупорных плит изобретение позволяет получить экономический ( зффект от экономии огнеупорных плит, ввиду меньшего их истирания или порчи (при прорыве стали между плитами), и снижения аварийности, приводящего к ускорению оборачиваемости ковшей, уменьшению потерь стали, уменьшению количества ремонте затворов. Формула изобретения ШиберныйЗатвор для разливки металнла, включающий корпус, жестко соед1гавинь1й с обоймой неподвижной плиты, подвижную к неподвижную ппиты, заключенные в обоймы, промежуточную ппиту, опирающуюся на тарельчатъхе пружины, клиновой механизм для прижатия огнеупорных плит, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности шиберного затвора путем обеспечения постоянного по вепвяине прижатия плит в процессе разливки, а также уменьшения его размеров, дополнительно он снабжен устройством для регу ировання силы прижима плит, состоящим из датчика силы, соединенного с. регулирующим прибором, выход которого оединен с нагревателем, который выполнен с возможностью взаимодействия с та77364588

репьчатыми пружинами с помощью клино;-Источники информации,

вого механизма, причем нагреватепьпринятые во внимание при экспертизе .

встроен в тело соединительного штока ниж-I. Черныеметаллы, К 23, 1974, с. 21

них клиньев, а регупиругоише нижние кпи-2. Авторское свидетельство СССР

нья с корпусстл выполнены f полыми.5 1.604625, кл. В 22D 41/08, 3 976. / Фиг,. 2

Я

iO

736458

27

28

Фиг.