Устройство для ввода материалов в ковш с жидким металлом

 

Изобретение может быть использовано в металлургии, конкретно при вводе материалов в жидкий металл. Сущность: устройство содержит установленную в корпусе каретку 2, в которой закреплена фурма 3 с разновеликими фланцами 4 и 5. В каретке 2 расположены также цилиндрические валы 7, на боковых поверхностях которых выполнены зигзагообразные пазы. Фланцы 4 и 5 фурмы 3 имеют возможность взаимодействия с нижними торцами валов 7 и с верхними торцами 15 рычагов, закрепленных на валах 7.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J (21) 4908640/02 (22) 04.02.91 (46) 23.08.93. Бюл, ¹ 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (72) А.В.Астафьев, К.Ф. Куликов, М.А.Позд.няков и В.М.Стремовский (56) Авторское свидетельство СССР № 1087 — 551, кл. С 21 С 7/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹" 1481258, кл, С 21 С 7/06, 1987.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к устройствам для ввода материалов в ковш с жидким металлом и может быть использовано в различных отраслях промышленности, применяющих транспортировку материалов по трубопроводам.

Целью изобретения является повышение надежности, расширение технологических возможностей и повышение производительности эа счет исключения неконтролируемого расцепления фурмы с механизмом ее захвата и эапирания, снижения . амплитуды колебаний фурмы, интенсификации процесса перемешивания металла.

На фиг. 1 изображен общий вид устрой-.. ства; на фиг. 2 — узел . 1; на фиг. 3 — положениеуэла I приупираниифурмывдноковша; на фиг. 4- положение узла! после установки фурмы на контейнер,или перед захватом фурмы из контейнера: на фиг. 5 — разрез по

Б-Б на фиг. 2; на фиг. б — развертка боковой поверхности цилиндрического вала на фиг.

2; на фиг. 7 — положение узла l после уста5U 1835430 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА МАТЕРИАЛОВ В КОВШ.С ЖИДКИМ МЕТАЛЛОМ (57) Изобретение может быть использовано в металлургии, конкретно при вводе материалов в жидкий металл. Сущность: устройство содержит установленную в корпусе каретку 2, B которой закреплена фурма 3 с разновеликими фланцами 4 и 5. В каретке 2 расположены также цилиндрические валы 7, на боковых поверхностях которых выполнены зигзагообразные пазы. Фланцы 4 и 5 фурмы

3 имеют возможность взаимодействия с нижними торцами валов 7 и с верхними торцами 15 рычагов, закрепленных на валах 7. новки фурмы на контейнер или передзахватом фурмы из контейнера в соответствии с и. 2 формулы изобретения, Устройство для ввода материалов в ковш с жидким металлом содержит корпус

1, установленную на нем каретку 2, имеющую воэможность перемещения от привода (не показан), в которой закреплена фурма 3, а снабженная верхним 4 и нижним 5 фланца- ОО ми. На каретке 2 смонтирован механизм захвата и запирания фурмы 3, включающий л двуплечие рычаги 6, закрепленные на цилиндрических валах 7, на боковых поверхностях которых выполнены зигзагообразные Ы пазы 8, кромки которых — верхние 9 и ниж- С ние 10 имеют возможность взаимодействия с ограничительными штифтами 11, установ- ленными в каретке 2 на подшипниках 12, защищенных крышками 13. Цилиндрические валы 7 расположены в направляющих отверстиях 14 каретки 2, а верхний фланец

4 фурмы 3 имеет возможность контактирования с верхними торцами 15 двуплечих рычагов 6.

1835430

Верхние 9 и нижние 10 кромки зигзагообразных пазов 8 выполнены четырехзубыми пилообразной формы в развертке боковой поверхности 16, при этом вершины

17 и 18 зубьев 19 и 20 соответственно верхней 9 и нижней 10 кромок смещены друг относительно друга на полшага, грани 21 верхних зубьев 1Уи грани 22 нижних зубьев

20 параллельны осям валов 7, а каждая иэ граней 23 верхних зубьев 19 и граней 24 нижних зубьев 20 представляет собой отрезок винтовой поверхности, направление которой для верхней 9 и нижней,10 кромок противоположно, Впадины 24 между верх ими зубьями 19 и впадины 26 между нижними зубьями 20 выполнены соответственно с карманами 27 и 28.

На корпусе 1 смонтирована опора 29 с приводом перемещения (не показан), на которой установлен подвижной контейнер фурм 30, снабженный толкателями 31, которые имеют возможность взаимодействия с торцами 32 валов 7, причем торцы 32 валов

7 расположены ниже торца каретки 33. Фурма 3 снабжена направляющей головкой 34 и наконечником 35 с уплотнением 36, устаH0вленными на верхнем фланце 4 соосно с ним.

Механизм захвата и запирания фурмы включает также запорный клапан 37 трассы подвода материалов 38, закрепленный в наи равля ю щей втулке 39 гайкой 40.

На направляющей втулке 39 установлены с воэможностью перемещения скользящий фланец 41, пружина 42, упор 43 и контргайка 44, при этом скользящий фланец

41 закреплен на каретке 2, а втулка 39 с пружиной 42 и упором 43 расположены в направляющем отверстии 45 каретки 2. На направляющей втулке 39 закреплен с помощью гаек 46 и 47 нажимной диск 48, имеющий возможность контактирования с нижним концом подпружиненного толкателя 49,.пружина 50 которого установлена на толкателе 49 между фланцем 51, соединенным с кареткой 2 и стаканом толкателя 52, расположенным в направляющем отверстии 53 каретки 2, Верхний конец толкателя

49 имеет возможность взаимодействия с датчиком стыковки 54 наконечника 35 с запорным клапаном 37, а также с датчиком упора 55 фурмы 3 и в дно.ковша 56.

В направляющих отверстиях 57 каретки

2 расположены подпружиненные толкатели

58. пружины 59 которых установлены натолкателях 58 между фланцами 60, соединенными с кареткой 2 и стаканами толкателя 61, причем нижние концы толкателей 58 имеют воэможность контактирования с верхними торцами 15 двуплечих рычагов 6, а верхние концы — с датчиками линейных перемещений 62 и 63 цилиндрических валов 7.

На каретке 2 закреплены датчики угла поворота 64, 65, 66 и 67 цилиндрических валов 7 с двуплечими рычагами 6, причем нижние торцы 68 двуплечих рычагов 6 имеют воэможность контактирования с датчиками угла поворота 64, 65, 66 и 67.

Между размерами элементов конструкции выполняется следующая зависимость:

10

Lmin = R1+ R2+

D> — 02

Устройство работает следующим образом, В исходном положении фурма 3 установлена нижним фланцем 5 на контейнер

35 30, каретка.2 расположена в верхнем крайнем положении, двуплечие рычаги 6 не перекрывают центральное отверстие каретки

2 для прохода фланца 4 фурмы 3, что фиксируют датчики 66 и 67, запорный клапан 37 с

40 помощью пружины 42 опущен в крайнее нижнее положение, ограничительный штифт 11 находится в пазу 8 цилиндрического вала 7 в положении 1.

В дальнейшем для удобства на схеме представлено не перемещение развертки поверхности 16 цилиндрического вала 7 относительно штифта 11, а перемещение штифта 11 в пазу 8.

Для извлечения фурмы 3 из контейнера

50 30 приводная опора 29 перемещает подвижный контейнер фурм 30 в горизонтальной плоскости до совмещения оси фурмы 3 с осью центрирующего отверстия 69 каретки

2, после чего каретку 2 опускают на стоящую

55 в контейнере 30 фурму 3, При этом происходит деформация уплотнения 36, после чего наконечник 35 фурмы 3 упирается в запорный клапан 37, пружина 42 сжимается и втулка 39 переме0 где Lmi " минимальное расстояние от оси фурмы до осей цилиндрических валов;

R> — радиус нижнего фланца 4 фурмы 3;

Rz — радиус цилиндрического вала 7;

D> — диаметр центрирующего отверстия

20 69 каретки 2;

Рр — диаметр направляющей головки 34 фурмы 3, Кроме того толкатели контейнера 30 могут быть выполнены в виде пальцев 70, расположенных соосно с осями цилиндрических валов 71, при этом нижние торцы 72 валов 71 установлены заподлицо с нижним торцом 33 каретки 2 и имеют возможность взаимодействия с верхними торцами 73 пальцев 70.

1835430

15

35 щается в отверстии 45, образуя осевой зазор между буртиком втулки 39 и фланцем 41, который имеет место в дальнейшем вплоть до окончания рабочего цикла, т.е. до установки фурмы 3 в контейнер 30 и расстыковки наконечника 35 с запорным клапаном 37.

При перемещении втулки 39 закрепленный на ней нажимной диск 48 перемещает толкатель 49, воздействующий на датчик стыковки 54. фиксирующий соединение фурмы 3 с трассой подвода материалов 38.

При дальнейшем движении каретки 2 вниз сначала двуплечие рычаги 6 располагаются ниже верхнего фланца 4 фурмы 3 затем цилиндрические валы 7 опираются торцами 32 на поверхность толкателей 31 и останавливаются в своем поступательном Движении. Ограничительный штифт 11, продолжая движение вниз вместе с кареткой 2, перемещается в пазу 8 в положение

П, затем, воздействуя на винтовую поверхность грани 24 зуба 20 нижней кромки 10 паза 8 на валу 7, поворачивает вал 7 с двуплечими рычагами 6 на 45О, и занимает по, ложение 111.

В этом положении датчики угла поворота 66 и 67 фиксируют поворот двуплечих рычагов б, датчики 62 и 63 перемещение цилиндрических валов 7, при этом датчики 66 и 67 перестают контактировать с нижними торцами 68 двуплечих рычагов 6, а датчики 62 и 63 взаимодействуют с толкателями 58, перемещающимися при осевом воздействии на них верхних торцов

15 двуплечих рычагов б.

Фиксация датчиками 63 и 63-перемещения вала 7 на величину, соответствующую перемещению ограничительного штифта 11 из положения 1 в положение lit является .командой на остановку каретки 2, после чего начинается ее подъем.

При подъеме каретки 2 валы с двуплечи- ми рычагами 6 под действием собственного веса и пружин 59 опираются торцами 32 на поверхность толкателей 31, при этом штифт 45

11, поднимаясь с кареткой 2, перемещается в пазу 8 в положение IV, затем, воздействуя на винтовую поверхность грани 23 зуба 19 верхней кромки 9 паза 8 на валу 7, поворачивает вал еще на 45 на участке IV — V в том 50 же направлении, что и на участке! — Ill засчет того, что направления винтовых поверхностей 23 и 24 верхней 9 и нижней 10 кромок противоположно направлены.

Таким образом, валы 7 с двуплечими рычагами 6 осуществили поворот на 90О.

При дальнейшем подъеме каретки 2 верхний фланец 4 фурмы 3 ложится на торцы 15 двуплечих рычагов б, фурма 3 поджимается пружиной 42 через запорный клапан

37 к двуплечим рычагам 6, а нижние торцы

32 валов 7 перестают контактировать с толкателями 31 контейнеров 30.

При этом датчики 62 и 63 фиксируют опускание валов 7, а датчики 64 и 65 фиксируют поворот двуплечих рычагов 6, Карманы 27 и 28, выполненные во впадинах 25 и 26 зубьев 19 и 20, предназначены для компенсации неточностей остановки штифта 11 в крайних положениях I и V, могущих возникнуть в процессе эксплуатации, а подшипники 12 штифтов 11 снижают износ винтовых поверхностей граней 23 и 24 зубьев 19 и 20 и самих штифтов, повышая надежность устройства.

После извлечения из контейнера 30 фурмы 3 каретка 2 поднимается в крайнее верхнее положение, приводная опора 29 перемещает подвижной контейнер фурм 30 в горизонтальной плоскости в его исходное положение.

Для проведения технологического процесса каретка 2 опускается вниз, а установленная в ней фурма 3 погружается в ковш с жидким металлом до упирания фурмы 3 в дно ковша 56.

При упирании фурмы 3 в дно ковша 56 каретка 2 продолжает опускаться вниз, при этом наконечник 35, запорный клапан 37 и направляющая втулка 39 останавливается вместе с фурмой 3, также как и нажимной диск 48 и контактирующий с ним толкатель

49, в то время как передвигающийся вместе с кареткой датчик упора 55 выезжает на толкэтель 49.

Фиксация датчиком упора 55 данного . положения каретки 2 является командой на ее остановку.

При опускании каретки 2 и фиксированном о дно ковша 56 положении фурмы 3 касания валов 7 о фланец 5 не происходит, вследствие чего расцепления фурмы и каретки не наступает, несмотря на появление осевого зазора между фланцами 4 фурмы 3 и верхними торцами 15 двуплечих рычагов 6.

После проведения технологического процесса каретка 2 сфурмой 3 поднимается в крайнее верхнее положение, при этом фланец 4 фурмы 3 ложится на верхние торцы

15 двуплечих рычагов 6, а толкатель 49 перестает контактировать с датчиком 55, Для снятия использованной фурмы совершается такая же операция опусканияподъема каретки, как и для установки новой фурмы.

При этом устройстсо работает следующим образом.

Контейнер фурм 30 перемещают с помощью приводной опоры 29 в положение, в

1835430 котором производился захват фурмы 3 кареткой 2, при этом каретка 2 находится в крайнем верхнем положении.

Каретку 2 с установленной в ней фурмой 3 опускают вниз, при этом сначала нижний фланец 5 фурмы 3 ложится на контейнер 30, после чего между верхним фланцем 4 и верхними торцами 15 двуплечих рычагов 6 образуется зазор, затем торцы 32 валов 7 опираются на толкатели 31 контейнера 30 и останавливаются в своем поступательном движении. Ограничительный штифт 11, перемещаясь вниз вместе с кареткой 2, перемещается в пазу 8 из положения V вниз, В связи с тем, что происходящее взаимодействие элементов аналогично описанному выше, пользуемся схемой, приведенной ранее, т.е. положение V ограничительного штифта 11 переносим в положение (.

Таким образом, при движении каретки

2 вниз ограничительный штифт 11, перемещаясь из положения! в ill в пазу 8, поворачивает вал 7 с двуплечими рычагами 6 на

45, а при движении каретки 2 вверх ограничительный штифт 11, перемещаясь из положения ill в V в пазу 8, доворачивает вал 7 с двуплечими рычагами 6 еще на 45 .

Таким образом, валы 7 с двуплечими рычагами 6 осуществили поворот на 90, освободив центральное отверстие каретки 2 для прохода верхнего фланца 4 фурмы 3.

При дальнейшем подъеме каретки 2 происходит расстыковка наконечника 35 и запорного клапана 37 и возвращение каретки 2 в исходное положение, В случае Bb!IloflHBHvlR толкателей контейнера 30 в виде пальцев 70, расположенных соосно с осями цилиндрических валов

71, нижние торцы 72 валов 71 в исходном положении каретки 2 и при состыкованной с кареткой 2 фурме 3 устанавливаются заподлицо с нижним торцом 33 каретки 2, а при извлечении фурмы 3 из контейнера 30 или установке ее в контейнер верхние торцы

73 пальцев 70 взаимодействуют с нижними торцами 72 валов 71 аналогично взаимодействию толкателей 31 с торцами 32 валов 7, но при этом пальцы 70 входят в отверстие

14 каретки 2.

Использование предложенного технического решения позволит по сравнению с прототипом повысить надежность устройст15

50 ва за счет исключения неконтролируемого расцепления фурмы с механизмом ее захвата и эапирания, расширение технологических возможностей путем проведения технологического процесса с упором фурмы в дно ковша, что, в свою очередь. снижает амплитуду колебаний фурмы и повышает ее надежность, а также позволяет интенсифицировать процесс перемешивания приданного слоя металла, что повышает производительность, Формула изобретения

1. Устройство для ввцда материалов в ковш с жидким металлом, содержащее корпус, каретку, фурму с верхним и нижним фланцами, механизм ее захвата и запирания с двуплечими рычагами, закрепленными на расположенных в направляющих отверстиях каретки цилиндрических валах с выполненными на их.боковых поверхностях зигзагообразными пазами и установленными в каретке ограничительными штифтами, причем верхний фланец фурмы выполнен с возможностью контактирования с верхними торцами двуплечих рычагов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, расширения технологических возможностей и повышения производительности за счет исключения неконтролируемого расцепления фурмы с механизмом ее захвата и запирания, снижения амплитуды колебаний фурмы, интенсификации процесса перемешивания металла, устройство снабжено смонтированной на корпусе опорой с приводом перемещения,.на которой установлен контейнер фурм с закрепленными на нем толкателями, расположенными напротив валов, при этом нижние торцы валов имеют возможность взаимодействия с толкателями контейнера, причем минимальное расстояние от оси фурмы до осей цилиндрических валов равно сумме величины радиуса нижнего фланца фурмы, радиуса цилиндрических валов и бокового зазора между фурмой и кареткой.

2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что толкатели контейнера выполнены в виде пальцев, расположенных соасно с осями валов, а нижние торцы валов установлены заподлицо с нижним торцом каретки.

1835430

Фиг. K

1835430

1835430

1835430

Составитель Л. Магаюмова 4Ь8. 7

Редактор Л, Полионова Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2977 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, ° 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101