Шиберный затвор для управления потоком расплавленного металла, способ замены узла с огнеупорными пластинами в шиберном затворе и способ замены неподвижной и подвижной огнеупорных шиберных пластин

 

Изобретение касается ремонта шиберных затворов. Шиберный затвор содержит металлическую раму, установленную на металлургическом резервуаре, неподвижную огнеупорную пластину, подвижную огнеупорную пластину с отверстиями для прохождения потока расплава, разливочный стакан, жестко подсоединенный к подвижной пластине. Пневматический цилиндр служит для управления смещением подвижной пластины по отношению к неподвижной для управления перекрытием отверстий двух пластин. Затвор содержит также средства для соединения неподвижной и подвижной пластин и разливочного стакана в пластиночный узел, который за одну операцию может вставляться в металлическую раму шибера и удаляться из нее. Каждая из огнеупорных пластин может быть покрыта металлической оболочкой. Металлические оболочки объединяют огнеупорные пластины в течение операции по замене, но позволяют пневматическому цилиндру смещать подвижную и неподвижную пластины в течение работы шибера. 3 с. и 12 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение в целом относится к шиберным затворам для регулирования потока расплавленного металла, а точнее касается заменяемого огнеупорного шиберного пластиночного узла, предназначенного для облегчения операции по обслуживанию затворов, такого типа, которые содержат: металлическую раму, установленную на металлургическом резервуаре, таком как конвертер для выплавки стали, по меньшей мере, одну неподвижную огнеупорную пластину, упорную пластину с, по меньшей мере, одним отверстием для прохождения потока, по меньшей мере, одну подвижную огнеупорную пластину с, по меньшей мере, одним отверстием для прохождения потока, по меньшей мере, один разливочный стакан для направления потока расплавленного металла из отверстий, средство для смешения подвижной пластины относительно неподвижной для управления перекрытием отверстий подвижной и неподвижной пластин и регулирования потока расплавленного металла, средства прижима подвижной пластины к неподвижной для образования уплотнения между ними (см. заявку DE 3616115, кл. B 22 D 41/08, 1987).

В устройстве этого типа металлические детали шиберного затвора, особенно металлическая рама или корпус, обычно имеют долговечность порядка нескольких сотен или даже нескольких тысяч выпусков расплавленного металла. В противоположность этому огнеупорные компоненты, предназначенные для регулирования потока (то-есть неподвижная пластина, подвижная пластина и разливочный стакан) имеют долговечность, составляющую лишь небольшое количество выпусков, и следовательно, должны часто заменяться.

В настоящее время для замены огнеупорных компонентов используются два способа.

Известен способ замены неподвижной и подвижной огнеупорных шиберных пластин, установленных в металлической раме шиберного затвора, имеющего средство для смешения подвижной пластины относительно неподвижной для управления потоком расплавленного металла, и средство прижима пластин для создания динамического уплотнения между ними, включающий смещение пластин из зоны действия сжимающей силы, прилагаемой средством прижима и извлечение пластин из металлической рамы (см. заявку DE 3616115, кл. B 22 D 41/08, 1987).

Согласно известному способу каждый огнеупорный компонент заменяется по отдельности. При определенных конфигурациях доступ к разливочному стакану обеспечивается с наружной стороны металлической рамы, однако необходимо открывать раму для обеспечения доступа к огнеупорным пластинам. Например, шиберный затвор может иметь дверцу или что-либо подобное, устанавливаемое на шарнирах, при этом дверца может открываться для обеспечения доступа к огнеупорным пластинам. Каждая изношенная огнеупорная шиберная пластина удаляется по отдельности и заменяется на новую огнеупорную пластину, которая может, либо нет, покрываться металлической оболочкой. Этот способ удовлетворителен в том случае, когда огнеупорные компоненты, которыми приходится манипулировать, достаточно легки для их замены вручную и доступны при окружающих условиях, которые обеспечивают оператору легкий доступ к ним без какой-либо опасности для него. Однако в случае больших шиберных затворов, например таких, которые применяются для сталеплавильных печей, конвертеров, либо больших ковшей или промежуточных разливочных устройств, каждый огнеупорный компонент может весить сотни фунтов. В случае печей или конвертеров (которые в противоположность ковшам, промежуточным разливочным устройствам и тому подобному не могут быть удалены из их рабочей среды) огнеупорные компоненты должны меняться по месту в условиях, которые сами по себе оказывают стрессовое влияние на оператора, особенно в отношении теплового воздействия. Эти условия отягощаются тем, что шиберный затвор не может в достаточной степени охлаждаться из-за необходимости сведения к минимуму времени замены пластин, поскольку на это время должно быть прервано производства, а следовательно терпятся убытки. Поэтому особенно тяжелые условия, которые воздействуют на оператора. Можно помочь оператору таким оборудованием, как роботы или манипуляторы. Для такого оборудования вес пластин не является препятствием. Однако решающим фактором является количество операций, которое должно быть выполнено. Время, которое требуется для замены пластин с помощью манипулятора или робота, будет значительно больше того времени, которое требуется оператору для выполнений той же самой операции по замене вручную. Каждое захватывающее устройство должно быть приспособлено к объекту, которым придется манипулировать. Следовательно, такое решение будет весьма дорогостоящим, сложным и потребует больших затрат времени.

Известен другой способ замены узла с огнеупорными пластинами в шиберном затворе, имеющем металлическую раму, установленную на металлургическом резервуаре по меньшей мере одну неподвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла по меньшей мере одну подвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла по меньшей мере одну подвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла по меньшей мере один разливочный стакан для направления потока расплавленного металла из отверстий пластин, средство для смещения подвижной пластины относительно неподвижной для управления перекрытием отверстий в пластинах и регулирования потока расплавленного металла, средство прижима подвижной пластины к неподвижной для образования уплотнения между ними, включающий удаление неподвижной и подвижной огнеупорных пластин из металлической рамы и установку их в металлическую раму (см. заявку DE 3616115, кл. 22 D 41/08, 1987).

Согласно второму известному способу, шиберный затвор целиком удаляется из резервуара и заменяется на новый шиберный затвор, содержащий новые огнеупорные компоненты. Этот способ также обладает определенным количеством недостатков. Затвор, в целом, весит значительно больше заменяемых огнеупорных компонентов, например, более чем в 20 раз. Следовательно, если огнеупорные компоненты весят 100 кг, то необходимо манипулировать другими компонентами, весящими 2000 кг, что требует мощного оборудования и весьма продолжительного времени выполнения манипуляций. При втором способе также необходимо отсоединить и повторно подсоединить пневматический цилиндр или подобное устройство, которое обеспечивает скольжение подвижной огнеупорной пластины вперед и назад, а также удалить и повторно прикрепить различные защитные экраны, которые окружают затвор. Необходимое общее время и количество требуемых операций весьма значительны. Кроме того, шиберный затвор, содержащий изношенные огнеупорные компоненты, должен транспортироваться в мастерскую, где изношенные огнеупорные компоненты заменяются на новые. Хотя рабочие условия являются менее напряженными, особенно в отношении теплового воздействия, а временной фактор менее критичен, поскольку нет необходимости в прерывании производственного процесса в течение этого перемонтажа, количество операций, необходимых для замены огнеупорных элементов, остается тем же самым и, кроме того, необходимо учитывать стоимость транспортировочного средства и цеха.

В основу изобретения положена задача создать шиберный затвор, конструкция которого позволяет устранить вышеописанные недостатки, а также разработать способ замены узла с огнеупорными пластинами в шиберном затворе согласно изобретению и способ замены неподвижной и подвижной огнеупорных шиберных пластин, при реализации которых снижалось бы время и количество необходимых операций на замену.

Поставленная задача решается тем, что шиберный затвор для управления потоком расплавленного металла, содержащий металлическую раму, установленную на металлургическом резервуаре по меньшей мере одну неподвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока по меньшей мере одну подвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока по меньшей мере один разливочный стакан для направления потока расплавленного металла из отверстий, средство для смещения подвижной пластины относительно неподвижной для управления перекрытием отверстий подвижной и неподвижной пластин и регулирования потока расплавленного металла, средство прижима подвижной пластины к неподвижной для образования уплотнения между ними, согласно изобретению, снабжен средством для соединения неподвижной и подвижной огнеупорных пластин и разливочного стакана в пластиночный узел для возможности установки его в металлическую раму и удаления из нее за одну операцию.

В шиберном затворе, выполненном согласно изобретению, разливочный стакан жестко соединен с подвижной огнеупорной пластиной, а неподвижная огнеупорная пластина и подвижная огнеупорная пластина взаимосвязаны так, что образуют единую конструкцию, которая приспособлена для вставки в шиберный затвор или извлечения из него посредством одной операции.

Целесообразно, чтобы средство для соединения неподвижной и подвижной огнеупорных пластин и разливочного стакана было выполнено с возможностью обеспечения скольжения неподвижной огнеупорной пластины относительно подвижной огнеупорной пластины и разливочного стакана с протяженностью достаточной для регулирования потока расплавленного металла через шиберный затвор.

Рекомендуется неподвижную огнеупорную пластину, подвижную огнеупорную пластину и разливочный стакан покрыть металлическими оболочками, а средство соединения их выполнить на металлических оболочках.

Необходимо, чтобы средство соединения содержало механизм скольжения, прикрепленный к металлическим оболочкам для обеспечения скольжения пластин. Нужно, чтобы средство соединения содержало запирающее средство для предотвращения движения неподвижной огнеупорной пластины относительно подвижной в течение операции по установке и удалению, но обеспечения относительного перемещения после операции по установке и удалению. Желательно, чтобы запирающее средство включало хрупкое средство, расположенное между неподвижной и подвижной огнеупорными пластинами и разрушаемое под действием средства для смещения после операции установки пластин.

Целесообразно шиберный затвор снабдить дополнительным средством соединения пластин при нахождении их одна над другой, при этом дополнительное средство выполнить механически независимым от шиберного затвора, при этом дополнительное средство соединения должно содержать средство захвата и манипулирования, для удержания и блокировки огнеупорных пластин в выбранном относительном положении.

Поставленная задача решается также тем, что в способе замены узла с огнеупорными пластинами в шиберном затворе, имеющим металлическую раму, установленную на металлургическом резервуаре по меньшей мере одну неподвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла по меньшей мере одну подвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла по меньшей мере одну подвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла по меньшей мере один разливочный стакан для направления потока расплавленного металла из отверстий пластин, средство для смещения подвижной пластины относительно неподвижной для управления перекрытием отверстий в пластинах и регулирования потока расплавленного металла, средство прижима подвижной пластины к неподвижной для образования уплотнения между ними, включающем удаление неподвижной и подвижной огнеупорных пластин из металлической рамы и установку их в металлическую раму, согласно изобретению, неподвижную и подвижную огнеупорные пластины соединяют в пластиночный узел и осуществляют удаление и установку узла за одну операцию.

Целесообразно соединение огнеупорных пластин в пластиночный узел на время установки на место, снятия со своего места и удаления пластин осуществлять удерживающим инструментом, содержащим захватывающее устройство.

Необходимо удаление использованного шиберного пластинчатого узла осуществлять одним инструментом, а установку - другим для уменьшения времени требуемого для замены неподвижной и подвижной огнеупорных пластин узла.

Рекомендуется неподвижную и подвижную огнеупорные пластины использованного пластиночного узла удалять из металлической рамы, главным образом, под действием сил гравитации, и вставлять новый пластиночный узел, при этом пластины нового узла соединяют друг с другом только в течение установки.

Является предпочтительным неподвижную и подвижную огнеупорные пластины окружать металлическими оболочками, причем оболочки заменять одновременно с огнеупорными пластинами.

Поставленная задача решается также тем, что в способе замены неподвижной и подвижной огнеупорных шиберных пластин, установленных в металлической раме шиберного затвора, имеющего средство для смещения подвижной пластины относительно неподвижной для управления потоком расплавленного металла, и средство прижима пластин для создания динамического уплотнения между ними, включающем смещение пластин из зоны действия сжимающей силы, прилагаемой средством прижима, извлечение пластин из металлической рамы, согласно изобретению, неподвижную и подвижную пластины окружают разными несущими рамами, причем рамы соединяют между собой с помощью запирающих средств, установленных на несущей раме неподвижной пластины.

Целесообразно, чтобы несущие рамы имели центральные углубления, в которые вставлялись бы пластины и которые в процессе удаления пластин располагались бы одно под другим.

На первой стадии способа, согласно изобретению, использованные огнеупорные компоненты, предназначенные для регулирования потока, удаляют за одну операцию, а на второй стадии устанавливают новую группу огнеупорных компонентов, регулирующих поток. Соответственно, достаточно только одного захватывающего устройства и одного движения, в то время как в известных технических решениях для каждого огнеупорного компонента требуется специальный захватывающий элемент и определенное движение. Время, затрачиваемое на манипуляции, значительно уменьшается за счет того, что отдельное манипулирование каждым из компонентов заменяется одной общей манипуляцией. Уменьшение количества движений облегчает возможность автоматизации; количество необходимых манипуляций уменьшается на коэффициент, составляющий порядка 2-3.

Поскольку необходимая суммарная манипуляция выполняется проще, а следовательно и быстрее, ее можно выполнять по месту без обращения к первому известному способу, описанному ранее, при котором весь шиберный затвор был бы удален для демонтажа в специальном цехе. Следовательно сохраняются преимущества второго описанного способа. Веса деталей, которыми приходится манипулировать, ограничены весами огнеупорных шиберных пластин, предназначенных для регулирования потока, возможно с добавлением веса металлических оболочек, непосредственно прикрепленных к пластинам. В этом заключается преимущество, поскольку нет необходимости в применении оборудования для проведения манипуляций, которое может оперировать с весьма значительными нагрузками, такими как рама, которая крепит огнеупорные компоненты.

Другие характеристики и преимущества изобретения будут очевидны из приведенного ниже описания и следующих за ним примерных вариантов осуществления конструкции, причем как описание, так и примеры предложены только для иллюстративных целей, а не для ограничения объема изобретения, при этом они представлены со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 представлен общий вид конвертера для удержания расплавленного металла и шиберного затвора установленного на конвертере.

На фиг. 2 представлен общий вид в поперечном сечении шиберного затвора такого типа, который показан на фиг.1.

На фиг. 3 представлено поперечное сечение в плане, перпендикулярное поперечному сечению на фиг.2, показывающее детали средства соединения неподвижной огнеупорной шиберной пластины и подвижной огнеупорной шиберной пластины.

На фиг. 4 представлен вид шиберного затвора согласно фиг.2 и 3, в другом положении.

На фиг. 5 представлен схематический вид альтернативного варианта осуществления конструкции, в котором средства соединения огнеупорных шиберных пластин расположены на металлических оболочках огнеупорных шиберных пластин.

На фиг. 6 представлен другой вариант осуществления конструкции, в котором средства соединения расположены на металлической оболочке неподвижной шиберной пластины и на раме, в которой расположена подвижная шиберная пластина.

На фиг. 7 представлен вид захватывающего устройства, предназначенного для использования в варианте способа, согласно изобретению.

На фиг. 1 представлен общий вид части конвертера 1 для производства стали. К конвертеру 1 крепится шиберный затвор 10. Расплавленная сталь, содержащаяся в конвертере, перемещается в ковш 3 через выпускное отверстие в конвертере 1, управляемое шиберным затвором.

На фиг. 2 представлено поперечное сечение шиберного затвора 10, установленного на конвертере 1. Затвор состоит из металлической рамы 12, прикрепленной к наружной стенке конвертера 1 и вмещающей в себя узел из двух пластин, то есть неподвижной шиберной пластины 14 и подвижной шиберной пластины 16, каждая из которых имеет отверстие (соответственно 14а, 16а) для прохождения расплавленного металла. Сжимающее средство приводит в силовое замыкание подвижную шиберную пластину с неподвижной шиберной пластиной 14 и неподвижную шиберную пластину с пластиной, установленной в отверстии рамы 12. Сжимающее средство 26 ниже будет описано подробно со ссылкой на фигуру 3.

Неподвижная шиберная пластина расположена в несущей раме 20. Подвижная шиберная пластина расположена в другой несущей раме 22. Предусмотрен цилиндр со сжатым воздухом или что-либо подобное (далее "воздушный цилиндр"), плунжер 44 которого удерживается в гнезде несущей рамы 22 подвижной шиберной пластины. Воздушный цилиндр обеспечивает возможность смещения подвижной пластины по неподвижной пластине.

Это относительное смещение позволяет известным способом изменить перекрытие отверстий 14а, 16 для прохождения потока в двух пластинах с тем, чтобы управлять потоком расплавленного металла или полностью остановить его. Следует заметить, что в показанном примере компоненты шиберного затвора, предназначенные для регулирования потока, содержат все три пластины, а именно, соединительную пластину 36, неподвижную шиберную пластину 14 и подвижную шиберную пластину 16. Однако только неподвижная шиберная пластина 14 и подвижная шиберная пластина 16 представляют собой рабочие пластины, которые подвергаются значительной эрозии от контакта с расплавленным металлом. Соединительная пластина 36 не подвергается в такой же степени эрозионному воздействию расплавленного металла и заменяется только тогда, когда конвертер опорожнен. В показанном примере компоненты, предназначенные для регулирования потока, содержат только две рабочие пластины дополнительно к соединительной пластине, однако они могут содержать три и более рабочие пластины в зависимости от конкретной конструкции шиберного затвора.

Термин "пластиночный узел затвора" в представленном примере указывает на наличие неподвижной пластины 14, возможно окруженной металлической оболочкой 38, и подвижной пластины 16, взаимосвязанной с разливочным стаканом 42, при этом шиберная пластина 16 и стакан 42 подобным же образом установлены в металлической оболочке 40. Однако пластиночный узел затвора не включает в себя соединительную пластину 36, прикрепленную к внутреннему стакану З6а. Оболочка 40 удерживает совместно друг с другом подвижную шиберную пластину 16 и стакан 42. За счет этого узлу придается достаточная жесткость с тем, чтобы он служил в качестве опорной поверхности сжимающих средств 26, которые будут описаны ниже. Он также несет на себе экран 40а, который защищает от теплового излучения и брызг расплавленного металла.

Вес пластиночного шиберного узла сведен к минимуму, совместимому с функциями регулирования потока. На фиг. 3 представлено поперечное сечение в перпендикулярной плоскости по отношению к варианту, согласно фиг. 2. На этой фигуре показан подробный вид сжимающих средств, в целом обозначенных позицией 26. Упомянутые средства содержат рычаг 100, на одном конце которого неподвижно закреплен закручивающий стержень 102 (показан в поперечном сечении). Другой конец рычага 100 прилегает к скользящему контактному элементу 104, который прикреплен к металлической оболочке 40. Усилие от рычага передается к подвижной шиберной пластине 16, а затем к неподвижной шиберной пластине 14, которая опирается на соединительную пластину 36. Тем самым обеспечивается статическое уплотнение между неподвижной шиберной пластиной 14 и соединительной пластиной 36, и динамическое уплотнение между шиберными пластинами 14 и 16. Следует заметить, что сжимающие средства 26 для удержания неподвижной пластины у соединительной поверхности выпускного отверстия те же самые, что и средства для прижима неподвижной шиберной пластины 14 к подвижной шиберной пластине 16. Следовательно одни и те же средства выполняют две различные функции.

Согласно изобретению, металлическая оболочка 38, окружающая неподвижную шиберную пластину 14, имеет углубление 38а. К металлической оболочке 40, которая окружает подвижную шиберную пластину 16 и разливочный стакан 42, крепится язычковый элемент 106. Этот язычковый элемент 106 входит в зацепление с углублением 38а. Язычковый элемент 106 и углубление 38а образуют средство, обеспечивающее возможность соединения огнеупорных элементов для формирования узла, который может быть вставлен в заделку летки и удален из нее в виде единого узла, а следовательно, за одну операцию. Точнее, в представленном примере узел содержит не только сами подвижную и неподвижную шиберную пластины 14 и 15, соответственно, но также оболочки 38 и 40 и стакан 42. Это такой узел, который вставляется и/или удаляется за одну операцию. При условии, что вес, которым приходится манипулировать, больше самих огнеупорных шиберных пластин, однако превышение веса невелико.

Ниже будут подробно описаны удерживающие средства (фиг.2) для удержания несущей рамы 20 неподвижной шиберной пластины как по отношению к металлической раме 12, так и по отношению к несущей раме 22 подвижной пластины. Эти средства состоят из двухпозиционного замка 50, установленного на несущей раме 20 неподвижной пластины. В первом положении, показанном на фиг. 1, запирающий элемент замка проходит в углубление 51 в металлической раме 12. Во втором положении запирающий элемент проходит в углубление 53, выполненное в несущей раме 22 подвижной шиберной пластины 16. В первом положении он приводит к неподвижности несущей рамы 20 неподвижной шиберной пластины 14 по отношению к корпусу, а во втором положении к неподвижности рамы 20 по отношению к несущей раме 22 подвижной пластины 16. Плунжер 44 цилиндра имеет достаточный диапазон смещения узла из двух рам 20, 22 для удаления огнеупорных компонентов из зоны влияния средств прижима неподвижной пластины 14 к соединительной поверхности выпускного отверстия. Двухпозиционный замок 50 позволяет вышеуказанному цилиндру выполнять две различные функции. Во-первых, он смещает подвижную шиберную пластину 16 по неподвижной пластине 14. Во- вторых, в течение удаления компонентов, подлежащих замене, он служит для вставки новой подвижной шиберной пластины (которая выглядит точно также, что и пластина 14). Для последней упомянутой цели замок 50 устанавливается в свое второе положение, которое позволяет сместить только один блок посредине несущей рамы 20 неподвижной шиберной пластины 14 и несущей рамы 22 подвижной шиберной пластины 16, при этом рамы удерживаются совместно посредством замка 50. Группа огнеупорных компонентов, подлежащих замене, смещается в то же время, что и рамы.

На фиг. 4 представлено скользящее устройство, согласно фиг.3, в открытом положении (то есть подготовленным к замене деталей). Следует заметить, что замок 50 смещен в вышеупомянутое второе положение, в котором он жестко соединяет несущую раму 20 неподвижной шиберной пластины 14 с несущей рамой 22 подвижной шиберной пластины 16. Плунжер 44 пневматического цилиндра, который подсоединен к несущей раме 22 подвижной шиберной пластины 16, используется для толкающего воздействия на узел, состоящий из двух рам 20, 22 совместно с шиберными пластинами 14, 16, расположенными в углублениях этих рам. Протяженность этого перемещения достаточна для полного удаления описанной группы огнеупорных компонентов под действием сжимающих средств 26. Поскольку углубления в рамках 20 и 22 находятся одно над другим, группа огнеупорных компонентов легко может быть удалена без необходимости открывания дверцы или тому подобного, что обычно требуется в устройствах, согласно известным техническим решениям. При этом нет необходимости создавать или разрушать какое- либо соединение, поскольку плунжер 44 пневматического цилиндра остается прикрепленным в течение его работы к несущей раме 20 неподвижной шиберной пластины 14. Узел, подлежащий замене, который, как указывалось, состоит из неподвижной огнеупорной шиберной пластины 14, подвижной огнеупорной шиберной пластины 16, оболочки 38 неподвижной пластины 14 и оболочки 40 подвижной пластины 16, удаляется за одну операцию с использованием захватывающего устройства. Заменяющий узел, содержащий новые огнеупорные компоненты, затем вставляется посредством того же самого или иного захватывающего устройства.

После этого приводится в действие пневматический цилиндр для втягивания нового узла, который движется в боковом направлении внутрь по отношению к выпускному отверстию под сжимающие средства 26, при этом две новые шиберные пластины 14, 16 устанавливаются в надлежащее положение без какой-либо дополнительной операции. Новая неподвижная пластина 14 скользит под сжимающие средства 26 перед тем как отверстие 14а, служащее для прохождения потока, в новой пластине 14 начинает перекрывать выпускное отверстие в соединительной пластине 36.

Можно видеть, что этот вариант осуществления конструкции имеют двойное преимущество. Во-первых, согласно изобретению, обеспечивается возможность замены группы огнеупорных компонентов 14, 16 за одну операцию без необходимости последовательного выполнения манипуляций по отдельности с каждой из огнеупорных шиберных пластин. Это важно, когда группа огнеупорных элементов содержит две пластины, как это имеет место в представленном примере. Ощутимо экономится время, причем экономится даже больше времени, если используются два захватывающих устройства - одно для удаления использованных огнеупорных шиберных пластин 14, 16 и, второе, для вставки новой группы огнеупорных шиберных пластин. Два захватывающих устройства не выполняют идентичную функцию, поскольку легче удалить группу использованных огнеупорных шиберных пластин 14, 16, чем вставить новую группу. Соответственно, захватывающее устройство, которое осуществляет удаление, не должно быть весьма сложным. Использование захватывающих устройств позволяет второму из этих устройств тому, которое вставляет новую группу огнеупорных шиберных элементов, удерживаться в состоянии готовности. Оно может начинать действовать, как только удалены использованные огнеупорные шиберные пластины 14, 16. Этим достигается точность по времени, особенно в случае конвертера, для которого желательно, чтобы время замены огнеупорных шиберных компонентов составляло всего лишь несколько минут.

Представленный вариант осуществления конструкции позволяет получить второе преимущество. В шиберном затворе, согласно известным техническим решениям, доступ к огнеупорным шиберным компонентам, подлежащим замене, осуществляется посредством дверцы или чего-либо подобного, которая установлена на шарнирах с возможностью поворота. Для обеспечения доступа к огнеупорным шиберным компонентам дверца должна открываться. После замены огнеупорных шиберных компонентов необходимо опять закрыть дверцу перед возвращением летки в рабочее состояние. Две этих дополнительных стадии требуют затрат времени и, кроме того, их нелегко автоматизировать.

Можно видеть, что, согласно проиллюстрированному варианту осуществления конструкции, для обеспечения доступа к огнеупорным шиберным компонентам необходимо открывать и закрывать дверцу. Огнеупорные шиберные компоненты удаляются, а новые компоненты вставляются посредством скольжения заменяемого узла (то есть выскальзывания старого и заскальзывания нового узла). Этим исключается необходимость выполнения стадий открывания и закрывания дверцы. Кроме того, операция легко выполняется, поскольку никакого ручного вмешательства не требуется и выполняется лишь простое действие пневматического цилиндра. Заметим, что применяемый пневматический цилиндр - это такой же цилиндр, который известным образом используется для перемещения шиберных пластин и управления потоком. Следовательно, никакого дополнительного материала или устройства не требуется.

На фиг. 5 представлен вариант осуществления конструкции изобретения. Здесь неподвижная огнеупорная пластина 14 окружена металлической оболочкой 110, которая состоит, например, из стального листового или пластинчатого материала.

Подвижная огнеупорная пластина 16 также окружена металлической оболочкой 112. В представленном примере стакан 42 жестко крепится к упомянутой подвижной огнеупорной шиберной пластине. Оболочка неподвижной огнеупорной пластины изогнута для формирования фланца 114. Металлическая оболочка 112 подвижной огнеупорной шиберной пластины изогнута вокруг и выше фланца 114 металлической оболочки 110 неподвижной огнеупорной шиберной пластины с тем, чтобы образовать направляющий путь 116 для движения скольжения. Этот направляющий путь и фланец содержат соединение, которое обеспечивает возможность вставки и удаления за одну операцию неподвижной и подвижной огнеупорных шиберных пластин 14, 16 относительно шиберного затвора. Очевидно, что если узел из огнеупорных шиберных пластин содержит более двух таких пластин, то каждая огнеупорная шиберная пластина может иметь соответствующую металлическую оболочку и может с обеспечением скольжения подсоединяться к соседним огнеупорным шиберным пластинам и отсоединяться от них посредством направляющего пути или направляющих путей, аналогичных тем, которые только что описаны. При таком устройстве все еще можно отделить две пластины посредством вертикальной манипуляции после того, как они скользят по горизонтали с тем, чтобы их соответствующие фланцы и направляющие пути больше не входили в зацепление. Согласно изобретению, этот недостаток устранен посредством обеспечения направляющими путями с конечными упорами ограничения протяженности движения скольжения. В любом случае должна быть обеспечена достаточная протяженность скольжения для нормальной работы шиберного затвора, когда установлены пластины.

На фиг. 6 представлен еще один вариант осуществления конструкции устройства, показанного на фиг. 5. Здесь неподвижная огнеупорная шиберная пластина 14 имеет металлическую оболочку 110, идентичную той, которая описана применительно к фиг. 5, однако подвижная огнеупорная шиберная пластина 16 и стакан 42 располагаются в жесткой металлической раме 120, имеющей канавку 122, которая входит в зацепление с фланцем 114 металлической оболочки 110 неподвижной огнеупорной шиберной пластины 14 для создания пути направления скольжения, что описано выше. Этот направляющий путь также может быть оборудован стопорами для ограничения движения.

Когда устанавливается новая группа огнеупорных шиберных компонентов, необходимо удерживать неподвижную шиберную пластину 14 в точно заданном положении по отношению к подвижной шиберной пластине 16. Согласно изобретению, это легко достигается посредством адгезионного соединения двух шиберных пластин друг с другом, при этом адгезионное соединение разрушается с помощью средств, используемых для перемещения неподвижной шиберной пластины 14 во время первой операции шиберного затвора. Заданная относительная фиксация может быть достигнута посредством создания механических выравнивающих средств, достаточно прочных для сохранения относительного положения двух шиберных пластин в течение стадии манипулирования при монтаже, но достаточно слабых для их преодоления с помощью средств, применяемых для перемещения подвижной шиберной пластины 16; такими выравнивающими средствами может быть, например, группа винтов или клиньев, палец, проходящий между металлическими рамами, либо иные приемлемые средства.

На фиг.7 представлен еще один вариант конструкции изобретения, согласно которому неподвижный корпус 60 имеет дверцеобразное устройство 62, установленное на шарнирах 64, крепящихся на неподвижном корпусе 60. Группа огнеупорных шиберных компонентов, подлежащих замене, состоит из неподвижной огнеупорной шиберной пластины 14 и подвижной огнеупорной шиберной пластины 16. Эти пластины имеют сквозные отверстия, которые центрируются друг с другом. Манипулятор 66 состоит из захватывающего элемента 68, конец которого может быть введен в упомянутые отверстия. Захват 68 содержит средство, которое может соединять шиберные пластины 14, 16, образующие рассматриваемую группу, тем самым группа может вставляться и удаляться за одну операцию. Можно видеть, что в этом варианте осуществления конструкции, приводимом в качестве примера, средства, которые позволяют шиберным пластинам соединяться между собой, находятся снаружи от группы огнеупорных компонентов. Этого достаточно, поскольку необходимо, чтобы шиберные пластины были соединены между собой лишь в течение того времени, когда они подвергаются манипуляциям (т.е. вставляются или удаляются).

Формула изобретения

1. Шиберный затвор для управления потоком расплавленного металла, содержащий металлическую раму, установленную на металлургическом резервуаре, по меньшей мере одну неподвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока, по меньшей мере одну подвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока, по меньшей мере один разливочный стакан для направления потока расплавленного металла из отверстий, средство для смещения подвижной пластины относительно неподвижной для управления перекрытием отверстий подвижной и неподвижной пластин и регулирования потока расплавленного металла, средство прижима подвижной пластины к неподвижной для образования уплотнения между ними, отличающийся тем, что он снабжен средством для соединения неподвижной и подвижной огнеупорных пластин и разливочного стакана в пластиночный узел для возможности установки его в металлическую раму и удаления из нее за одну операцию.

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что средство для соединения неподвижной и подвижной огнеупорных пластин и различного стакана выполнено с возможностью обеспечения скольжения неподвижной огнеупорной пластины относительно подвижной огнеупорной пластины и разливочного стакана с протяженностью, достаточной для регулирования потока расплавленного металла через шиберный затвор.

3. Затвор по п.1, отличающийся тем, что неподвижная и подвижная упорные пластины и разливочный стакан покрыты металлическими оболочками, а средство соединения их выполнено на металлических оболочках.

4. Затвор по п. 3, отличающийся тем, что средство соединения содержит механизм скольжения, прикрепленный к металлическим оболочкам для обеспечения скольжения пластин.

5. Затвор по п. 2, отличающийся тем, что средство соединения содержит запирающее устройство для предотвращения движения неподвижной огнеупорной пластины относительно подвижной в течение операции по установке и удалению, но обеспечения относительного перемещения после операции по установке и удалению.

6. Затвор по п.5, отличающийся тем, что запирающее устройство включает хрупкое средство, расположенное межу неподвижной и подвижной огнеупорными пластинами и разрушаемое под действием средства для смещения после операции установки пластин.

7. Затвор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным средством соединения пластин при нахождении их одна над другой, при этом дополнительное средство выполнено механически независимым от шиберного затвора.

8. Затвор по п.7, отличающийся тем, что дополнительное средство соединения содержит средство захвата и манипулирования для удержания и блокировки огнеупорных пластин в выбранном относительном положении.

9. Способ замены узла с огнеупорными пластинами в шиберном затворе, имеющем металлическую раму, установленную на металлургическом резервуаре по меньшей мере одну неподвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла по меньшей мере одну подвижную огнеупорную пластину по меньшей мере с одним отверстием для прохождения потока расплавленного металла, по меньшей мере один разливочный стакан для направления потока расплавленного металла из отверстий пластин, средство для смещения подвижной пластины относительно неподвижной для управления перекрытием отверстий в пластинах и регулирования потока расплавленного металла, средство прижима подвижной пластины к неподвижной для образования уплотнения между ними, включающий удаление неподвижной и подвижной огнеупорных пластин из металлической рамы и установку их в металлическую раму, отличающийся тем, что неподвижную и подвижную огнеупорные пластины соединяют в пластиночный узел и осуществляют удаление и установку узла за одну операцию.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что соединение огнеупорных пластин в пластиночный узел на время установки на место, снятия со своего места и удаления пластин осуществляют удерживающим инструментом, содержащим захватывающее устройство.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что удаление использованного шиберного пластинчатого узла осуществляют одним инструментом, а установку - другим для уменьшения времени, требуемого для замены неподвижной и подвижной огнеупорных пластин узла.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что неподвижную и подвижную огнеупорные пластины использованного узла удаляют из металлической рамы главным образом под действием сил гравитации и вставляют новый пластинчатый узел, при этом пластины нового узла соединяют одна с другой только в течение установки.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что неподвижную и подвижную огнеупорные пластины окружают металлическими оболочками, причем оболочки заменяют одновременно с огнеупорными пластинами.

14. Способ замены неподвижной и подвижной огнеупорных шиберных пластин, установленных в металлической раме шиберного затвора, имеющего средство для смещения подвижной пластины относительно неподвижной для управления потоком расплавленного металла и средство прижима пластины для создания динамического уплотнения между ними, включающий смещение пластин из зоны действия сжимающей силы, прилагаемой средством прижима, извлечение из металлической рамы, отличающийся тем, что неподвижную и подвижную пластины окружают разными несущими рамами, причем рамы соединяют между собой с помощью запирающих средств, установленных на несущей раме неподвижной пластины.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что в процессе удаления пластин центральные углубления в несущих рамах, в которые вставлены пластины, располагают одно под другим.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7