Шиберный затвор литейного ковша

 

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для разливки стали и других жидких металлов, обеспечения равномерности распределения усилий прижатия огнеупорных плит одна к другой по их поверхности. Шиберный затвор содержит монтажную раму, каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты с отверстиями, поджатые одна к другой посредством пружинных блоков. В монтажной раме закреплено шесть стоек симметрично от продольной оси затвора. Оси двух центральных стоек лежат в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты. Затвор снабжен балансирами, в каждом из которых выполнено центральное отверстие, образующее с соответствующей центральной стойкой цилиндрическую кинематическую пару с двумя степенями свободы. Плечи балансиров контактируют с одним концом пружинного блока. Второй конец блока контактирует с опорным стержнем, выполненным с продольной лыской и проходящим через отверстия крайних стоек, расположенных по обе стороны от соответствующего балансира. На плечах балансиров по обе стороны от продольной оси попарно расположены оси опорных роликов, контактирующие с направляющими выступами каретки с возможностью схода с них. Изобретение обеспечивает равномерное распределение усилий прижатия огнеупорных плит друг к другу. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к шиберным затворам для линейных ковшей и предназначено для разливки стали и других жидких металлов.

Известен шиберный затвор литейного ковша (патент РФ N 2043856, кл. B 22 D 41/22). Затвор содержит верхнюю раму с неподвижной огнеупорной плитой и поджатую к верхней раме пружинным механизмом нижнюю раму с окном. На боковых сторонах окна нижней рамы консольно установлены роликовые опоры, по которым перемещаются направляющие выступы каретки с подвижной огнеупорной плитой. Кроме того, на одной из рам шарнирно установлены валы, несущие эксцентрики с возможностью взаимодействия их со второй рамой.

К недостаткам данной конструкции можно отнести ее громоздкость (наличие двух рам), сложность ее сборки, а самое главное - трудность обеспечения контакта всех четырех опорных роликов с направляющими выступами каретки, что не обеспечивает надежного контакта поверхностей двух огнеупорных плит и может привести к прорыву расплавленного разливаемого металла.

Известен шиберный затвор литейного ковша, который выбран в качестве прототипа (патент РФ N 2048260, кл. B 22 D 41/22). Затвор содержит монтажную раму П-образной формы с боковыми стенками, расположенными параллельно продольной оси. Неподвижная огнеупорная плита затвора установлена в монтажной раме, а подвижная установлена в каретке. На боковых стенках рамы параллельно и попарно по обе стороны от продольной оси подвижной огнеупорной плиты установлены четыре рычага, взаимодействующие с прижимными блоками и несущие опорные ролики, на которых посредством направляющих выступов установлена каретка, связанная с механизмом ее перемещения шарниром.

К недостаткам данной конструкции можно отнести сложность обеспечения рациональной ее компоновки при заданных оптимальных точках прижима огнеупорных плит друг к другу, особенно на малых ковшах, в виду наличия громоздких рычажных прижимных механизмов. Кроме того, наличие индивидуального прижимного механизма для каждого прижимного ролика не позволяет обеспечить выравнивание усилий прижатия по поверхностям огнеупорных плит.

Данное изобретение обеспечивает рациональную компоновку конструкции шиберного затвора, повышение удобства в обслуживании, а также равномерность распределения усилий прижатия огнеупорных плит друг к другу по их поверхности, что повышает надежность работы затвора.

Поставленная задача решается тем, что шиберный затвор, содержащий монтажную раму, каретку, неподвижную и подвижные огнеупорные плиты с отверстиями, установленные соответственно в монтажной плите и каретке и поджатые одна к другой посредством пружинных блоков, опорные ролики, расположенные на осях попарно по обе стороны от продольной оси затвора и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, расстояние между которыми по одной стороне больше диаметра ролика, а длина которых меньше расстояния между роликами, механизм перемещения каретки, шарнирно связанный с ней, снабжен шестью стойками, закрепленными в монтажной плите симметрично продольной оси затвора, и двумя балансирами, установленными также симметрично продольной оси затвора. Оси двух центральных стоек лежат в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты и эта плоскость поперечна оси затвора. В каждом балансире выполнено центральное отверстие, образующее с соответствующей центральной стойкой цилиндрическую кинематическую пару с двумя степенями свободы. Каждое плечо балансиров контактирует с одним концом, по крайней мере, одного соответствующего пружинного блока, вторые концы которых контактируют с соответствующим опорным стержнем. Каждый из двух опорных стержней выполнен с продольной лыской и проходит через отверстия, выполненные в крайних стойках, расположенных по обе стороны от соответствующего балансира. Оси опорных роликов закреплены на плечах балансиров.

Цилиндрическая кинематическая пара с двумя степенями свободы может быть образована различными конструктивными решениями.

Например, конец центральной стойки может быть выполнен в виде кругового цилиндра, ось которого перпендикулярна оси стойки, а отверстие в балансире выполнено прямоугольного профиля.

Или конец центральной стойки может быть выполнен в виде шарового слоя, отверстие в балансире кругового профиля, а балансир снабжен ограничителем вращательного движения вокруг центральной стойки, который также может иметь различную конструкцию. Например, он может быть выполнен в виде опорного ролика, контактирующего с боковыми поверхностями паза, расположенного на торцевой поверхности балансира, причем ось опорного ролика закреплена в одной из крайних стоек.

На фиг. 1 показан продольный разрез затвора; на фиг. 2 - то же в открытом положении; на фиг. 3 - вид А, фиг. 1; на фиг. 4 - разрез А-А, фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В, фиг. 4; на фиг. 6 - вариант цилиндрической кинематической пары; на фиг. 7 - разрез Г-Г, фиг. 5; на фиг. 8 - разрез Д-Д, фиг. 6.

Шиберный затвор литейного ковша содержит монтажную раму 1. В монтажной раме 1 установлена неподвижная огнеупорная плита 2 с отверстием. Затвор содержит также каретку 5, несущую подвижную огнеупорную плиту 4 с отверстием. Каретка 3 шарнирно связана с механизмом ее передвижения 5.

В монтажной плите 1 симметрично продольной оси затвора жестко закреплены шесть стоек: две центральные 6 и четыре крайних 7. Причем оси центральных стоек 6 лежат в одной плоскости с осью отверстия неподвижной плиты 2 и эта плоскость поперечна продольной оси затвора. Кроме того, затвор снабжен двумя балансирами 8, также расположенными симметрично продольной оси затвора. В каждом балансире 8 выполнено центральной отверстие 9, которое с центральной стойкой 6 образует цилиндрическую кинематическую пару с двумя степенями свободы, которая может быть реализована различным способом. В частности, конец центральной стойки 6 может быть выполнен в виде кругового цилиндра 10, ось которого перпендикулярна оси стойки 6, а отверстие 9 в балансире 8 выполнено прямоугольного профиля. Конец центральной стойки 6 может быть выполнен и в виде шарового слоя 11, а отверстие 9 в балансире 8 выполнено кругового профиля. Однако в данном случае балансир 8 должен быть снабжен ограничителем вращательного движения вокруг оси центральной стойки 6. Оно может быть выполнено, например, в виде опорного ролика 12, ось которого закреплена в одной из крайних стоек 7 соответствующего балансира 8, а сам ролик 12 контактирует с боковой поверхностью продольного паза 13, выполненного на торцевой поверхности балансира 8.

Плечи каждого балансира контактируют с одним концом соответствующего пружинного блока 14, второй конец которого опирается на стержень 15, выполненный с продольной лыской 16. Каждый из двух стержней 15 проходит через отверстия 17, выполненные в крайних стойках 7. Оси опорных роликов 19 размещены на плечах балансиров 8. С опорными роликами 19 взаимодействуют направляющие выступы 20 каретки 3. Диаметр роликов 19, расстояние между ними и длина выступов 20 каретки 3 подобраны таким образом, что каретка 3 имеет возможность схода с опорных роликов 19.

Работает шиберный затвор следующим образом. Для выпуска жидкого металла из ковша механизмом 5 осуществляют перемещение каретки 3, которая несет подвижную огнеупорную плиту 4. При этом направляющие выступы 20 каретки 3 перемещаются по опорным роликам 19, закрепленным на плечах балансиров 8, подпружиненных посредством пружинных блоков 14 относительно опорных стержней 15, проходящих через отверстия 17 крайних стоек 7, закрепленных в монтажной плите 1. При этом шлифованная поверхность подвижной плиты 4 скользит по шлифовальной поверхности неподвижной плиты 2, установленной в монтажной раме 1, закрепленной, в свою очередь, на днище разливочного ковша. В этом случае в зоне сливных отверстий двух плит 2 и 4 происходит либо полное совмещение отверстий для прохода струи жидкого металла из ковша, либо его дросселирование, а при обратном перемещении каретки 3 происходит полное закрытие затвора.

За счет того, что опорные ролики 19 установлены на плечах балансиров 8, которые, в свою очередь, подпружинены посредством пружинных блоков 14 относительно монтажной рамы 1 по кинематической цепи: пружинные блоки 14, опорные стержни 15, крайние стойки 7, закрепленные на монтажной плите 1, происходит выравнивание усилия поджатия огнеупорных плит 2 и 4 друг к другу и надежный контакт между ними по всей их поверхности. Это обусловлено возможностью качательного и осевого перемещения каждого балансира 8 относительно центральной стойки 6.

При отработке необходимого количества циклов разливки жидкого металла производят замену огнеупорных плит 2 и 4. Для этого стержни 15 поворачивают вокруг оси до контакта продольной лыски 16 с концами пружинных блоков 14, ослабляя тем самым усилие поджатия плит 2 и 4 друг к другу. После чего каретку 3 перемещают до попадания выступов 20 каретки 3 в зазор между опорными роликами 19 и поворачивают вокруг шарнира механизма перемещения каретки 5, открывая доступ к огеупорным плитам 2 и 4.

Заявленная конструкция шиберного затвора компактна, удобна в сборке и эксплуатации, позволяет производить быструю замену расходных материалов. Кроме того, конструкция позволяет выравнивать усилия поджатия огнеупорных плит друг к другу по их поверхности. За счет этого значительно повышается надежность эксплуатации шиберного затвора и исключается проход жидкого металла в зазор между огнеупорными плитами.

Формула изобретения

1. Шиберный затвор литейного ковша, содержащий монтажную раму, каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты с отверстиями, установленные соответственно в монтажной плите и каретке и поджатые одна к другой посредством пружинных блоков, опорные ролики, расположенные на осях попарно по обе стороны от продольной оси затвора и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, расстояние между которыми по одной стороне больше диаметра ролика, а длина которых меньше расстояния между роликами, механизм перемещения каретки, шарнирно связанный с ней, отличающийся тем, что он снабжен шестью стойками, закрепленными в монтажной плите и двумя балансирами, расположенными симметрично по обе стороны от продольной оси затвора, при этом оси двух центральных стоек лежат в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты, а в каждом балансире выполнено центральное отверстие, образующее с соответствующей центральной стойкой цилиндрическую кинематическую пару с двумя степенями свободы, причем плечи балансира контактируют с одним концом соответствующего пружинного блока, второй конец которого контактирует с опорным стержнем, выполненным с продольной лыской и проходящим через отверстия, выполненные в крайних стойках, расположенных по обе стороны от соответствующего балансира, а оси опорных роликов закреплены на плечах балансиров.

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что концы центральных стоек выполнены в виде широких слоев, а каждый балансир снабжен ограничителем вращательного движения вокруг центральной стойки, выполненным в виде по крайней мере одного опорного ролика, контактирующего с боковыми поверхностями паза, расположенного на торцевой поверхности балансира, причем ось опорного ролика закреплена в одной из крайних стоек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8