RU2170641C1

RU2170641C1 - Slide gate

Info

Publication number: RU2170641C1
Application number: RU2000100198A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Королев; В.И. Савченко; Д.В. Захаров; Е.И. Погорелов; С.К. Андросов; С.А. Крулевецкий; А.Н. Ковалев; В.И. Безукладов; В.И. Лебедев; А.Н. Васютин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-07-20

Abstract

FIELD: metallurgy; applicable in metal casting. SUBSTANCE: slide gate has mounting frame; movable carriage and refractory plates installed in them; two balance beams with central opening; supporting rollers located on balance beams and engageable with guide protrusions of carriage; posts secured in mounting frame and rods fastened to posts and coming in contact with spring blocks. Refractory plates are pressed to one another by spring blocks installed in arms of balance beams and by spring members in point of installation in mounting frame and carriage. This makes it possible to compensate for plate heat expansion. Mounting frame has spring-loaded stop coming in contact with carriage to reduce dynamic loads onto refractory plates. Balance beams are secured in extreme posts with help of flat stems. Passed through central opening of each balance beam is corresponding post serving as additional rod support to eliminate rod bending. Rollers are located with eccentricity relative to their axes. Rods are oval in cross-section allow regulation of strength of refractory plates contact. EFFECT: higher stability and serviceability of slide gate. 8 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для разливки металла из ковша. The invention relates to metallurgy, and more particularly to devices for casting metal from a ladle.

Наиболее близким по технической сущности является шиберный затвор, содержащий 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 затвора расположены оси опорных роликов, контактирующие с направляющими выступами каретки с возможностью сход с них /см. патент РФ N 2119406, кл. В 22 D 41/22, бюл. изобретений N 27, 1998 г./. The closest in technical essence is a slide gate containing a mounting frame, carriage, fixed and movable refractory plates with holes, pressed one against the other by means of spring blocks. Six racks are fixed in the mounting frame symmetrically from the longitudinal axis of the shutter. The axes of the two central pillars lie in the same plane as the axis of the hole of the fixed refractory plate. The shutter is equipped with balancers, in each of which a central hole is made, forming a cylindrical kinematic pair with two degrees of freedom with a corresponding central rack. The shoulders of the balancers are in contact with one end of the spring block. The second end of the block is in contact with a support rod made with a longitudinal flat and passing through the holes of the extreme racks located on both sides of the corresponding balancer. On the shoulders of the balancers on both sides of the longitudinal axis of the shutter are the axis of the support rollers in contact with the guiding protrusions of the carriage with the possibility of their descent / cm. RF patent N 2119406, class B 22 D 41/22, bull. Inventions N 27, 1998 /.

Недостатком известного шиберного затвора является невозможность обеспечения необходимого равномерного распределения усилий прижатия по площади огнеупорных плит друг к другу. В результате в процессе эксплуатации происходит протечка жидкого металла в месте контакта огнеупорных плит, что приводит к выходу из строя шиберного затвора в целом и к прекращению процесса разливки металла из ковша. A disadvantage of the known slide gate is the inability to provide the necessary uniform distribution of the pressing forces over the area of the refractory plates to each other. As a result, during the operation, liquid metal leaks at the contact point of the refractory plates, which leads to failure of the slide gate as a whole and to the termination of the process of casting metal from the ladle.

Сказанное объясняется тем, что в процессе эксплуатации затвора происходит прогиб стержней под действием усилий прижимных блоков. Кроме того, при подходе каретки в крайнее положение до упора при закрывании затвора и начале открывания затвора в подвижной огнеупорной плите возникают значительные продольные усилия, превышающие допустимые значения, что приводит к выходу огнеупорных плит из строя и к их разрушению. При этом в плоскости контакта огнеупорных плит возникают касательные продольные усилия, превосходящие допустимые значения. The aforesaid is explained by the fact that during operation of the shutter, the cores are deflected under the action of the forces of the pressure blocks. In addition, when the carriage approaches its extreme position, when closing the shutter and the shutter begins to open, considerable longitudinal forces arise in the movable refractory plate, exceeding the permissible values, which leads to failure of the refractory plates and their destruction. In this case, tangential longitudinal forces arise in the contact plane of the refractory plates, exceeding the permissible values.

Расположение огнеупорных плит в соответствующих выемках в монтажной раме и в каретке без зазоров приводит к разрушению огнеупорных плит вследствие их теплового расширения в замкнутом пространстве. The location of the refractory plates in the corresponding recesses in the mounting frame and in the carriage without gaps leads to the destruction of the refractory plates due to their thermal expansion in an enclosed space.

В известном шиберном затворе отсутствует возможность регулирования усилия поджатия огнеупорных плит друг к другу при помощи пружинных блоков, опирающихся на стержни. In the known gate valve there is no possibility of regulating the force of the compression of the refractory plates to each other using spring blocks based on the rods.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости и работоспособности шиберного затвора, в повышении равномерности распределения усилий прижатия по площади огнеупорных плит друг к другу, а также в возможности обеспечения регулирования усилия прижатия огнеупорных плит друг к другу по мере их износа. The technical effect when using the invention is to increase the resistance and operability of the slide gate, to increase the uniformity of the distribution of the pressing forces over the area of the refractory plates to each other, as well as the ability to control the pressing force of the refractory plates to each other as they wear.

Указанный технический эффект достигается тем, что шиберный затвор содержит монтажную раму, подвижную каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты с отверстиями, установленные соответственно в монтажной раме и каретке и поджатые одна к другой посредством пружинных блоков, опорные ролики, расположенные на осях попарно по обе стороны от продольной оси затвора на балансирах 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, стойки, закрепленные в монтажной раме два балансира с центральным отверстием, расположенные симметрично по обе стороны от продольной оси затвора, а также стержни, укрепленные на стойках и контактирующие с пружинными блоками, размещенными в балансирах. The specified technical effect is achieved by the fact that the slide gate contains a mounting frame, a movable carriage, a fixed and movable refractory plate with holes installed respectively in the mounting frame and the carriage and pressed against each other by means of spring blocks, support rollers located on the axes in pairs on both sides from the longitudinal axis of the shutter on the balancers and interacting with the carriage guides, the distance between which on one side is greater than the diameter of the roller, and the length of which is less than the distance between on rollers, a carriage moving mechanism pivotally connected to it, racks fixed in the mounting frame, two balancers with a central hole, located symmetrically on both sides of the longitudinal axis of the shutter, as well as rods mounted on racks and in contact with spring blocks placed in the balancers .

Стержни снабжены дополнительными опорами в виде стоек с отверстиями, расположенными в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты. Стержни выполнены овальной формы в поперечном сечении, ролики установлены на осях с эксцентриситетом с возможностью фиксирования от поворота. Балансиры установлены в стойках при помощи соответствующих плоских хвостовиков, монтажная рама снабжена подвижным подпружиненным упором с возможностью контакта с кареткой. Огнеупорные плиты смонтированы в обечайках с возможностью поджатия в местах установки в монтажной раме и в каретке в направлении продольной оси затвора соответствующими пружинными элементами. The rods are equipped with additional supports in the form of racks with holes located in the same plane as the axis of the hole of the fixed refractory plate. The rods are oval in cross section, the rollers are mounted on axes with an eccentricity with the possibility of fixing from rotation. The balancers are installed in the racks using the corresponding flat shanks, the mounting frame is equipped with a movable spring-loaded stop with the possibility of contact with the carriage. Refractory plates are mounted in shells with the possibility of preloading at the installation sites in the mounting frame and in the carriage in the direction of the longitudinal axis of the shutter with the corresponding spring elements.

Повышение стойкости и работоспособности шиберного затвора будет происходить вследствие обеспечения равномерности прижатия огнеупорных плит друг к другу и компенсации износа их рабочих поверхностей. Это достигается тем, что стержни снабжены промежуточными опорами, а также выполнения поперечного сечения стержней овальной формы. В этих условиях устраняется прогиб стержней до допустимых величин. Овальное сечение стержней позволяет регулировать усилие прижатия огнеупорных плит друг к другу при их повороте. Установка направляющих роликов с эксцентриситетом позволяет компенсировать износ огнеупорных плит, регулировать усилие контакта огнеупорных плит. Расположение огнеупорных плит в обечайках с регулируемым поджатием в местах установки в монтажной раме и в каретке позволяет компенсировать их тепловое расширение при нагреве в процессе эксплуатации шиберного затвора. Наличие подпружиненного упора позволяет уменьшить динамические нагрузки на огнеупорные плиты и механизм привода каретки, а также выбирать люфты в рычажной системе привода. Increasing the resistance and operability of the slide gate will occur due to the uniformity of the pressing of the refractory plates to each other and the compensation of wear of their working surfaces. This is achieved by the fact that the rods are equipped with intermediate supports, as well as performing a cross section of the oval rods. Under these conditions, the deflection of the rods to the permissible values is eliminated. The oval cross-section of the rods allows you to adjust the force of pressing the refractory plates to each other when they are rotated. The installation of guide rollers with an eccentricity allows you to compensate for the wear of refractory plates, to regulate the contact force of refractory plates. The location of the refractory plates in the shells with adjustable compression in the installation places in the mounting frame and in the carriage allows you to compensate for their thermal expansion during heating during operation of the slide gate. The presence of a spring-loaded stop makes it possible to reduce dynamic loads on refractory plates and the carriage drive mechanism, as well as to select backlash in the lever system of the drive.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявленного шиберного затвора с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень". The analysis of scientific, technical and patent literature shows the absence of coincidence of the distinctive features of the claimed slide gate with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертежи, где на фиг. 1 показана схема шиберного затвора, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А; на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б; на фиг. 5 - то же, разрез Г-Г; на фиг. 6 - схема шиберного затвора в открытом положении; на фиг. 7 - схема шиберного затвора, разрез Д-Д; на фиг. 8 - то же, вид по Е. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims, with reference to the drawings, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of a slide gate, a longitudinal section; in FIG. 2 - the same, section aa; in FIG. 3 - the same, section BB; in FIG. 5 - the same, section GG; in FIG. 6 is a diagram of a slide gate in an open position; in FIG. 7 is a diagram of a slide gate, section DD; in FIG. 8 - same, view according to E.

Шиберный затвор состоит из монтажной рамы 1, неподвижной огнеупорной плиты 2, каретки 3 с подвижной огнеупорной плитой 4, болтов 5 с пружинными элементами 6, пружины 7 со штоком 8, обечаек 9, шарнира 10, тяги 11, стакана 12, стоек 13 и 14, направляющих 15, балансиров 16 с хвостовиками 17, упоров 18 с пружинами 19, стержней 20, роликов 21 с осями 22, полок 23 с выступами 24. Позицией 25 обозначено отверстие в огнеупорных плитах и стакане, 26 - сталеразливочный ковш с соответствующей футеровкой и разливочным стаканом, ε эксцентриситет. The slide gate consists of a mounting frame 1, a fixed refractory plate 2, a carriage 3 with a movable refractory plate 4, bolts 5 with spring elements 6, a spring 7 with a rod 8, shells 9, a hinge 10, a rod 11, a glass 12, racks 13 and 14 , guides 15, balancers 16 with shanks 17, stops 18 with springs 19, rods 20, rollers 21 with axles 22, shelves 23 with protrusions 24. Position 25 denotes an opening in refractory plates and a glass, 26 indicates a steel pouring ladle with a corresponding lining and casting glass, ε eccentricity.

Шиберный затвор работает следующим образом. The slide gate operates as follows.

Пример. При монтаже шиберного затвора неподвижная огне упорная плита 2 и подвижная огнеупорная плита 4 с отверстиями 25 устанавливаются в соответствующие обечайки 9. Затем огнеупорные плиты 2 и 4 устанавливаются соответственно в монтажную раму 1 и подвижную каретку 3 и поджимаются пружинящим элементом в виде болта 5 с пружиной 6. Монтажная рама 1 крепится к днищу сталеразливочного ковша 26. В каретке 3 и огнеупорной плите 4 установлен разливочный стакан 12. Каретка 3 поворачивается вокруг шарнира 10 до соприкосновения огнеупорных плит 2 и 4. Под действием тяги 11, соединенной с рычажной системой привода каретки 3 шиберного затвора /на схеме не показан/, каретка 3 передвигается, при этом полки 23 с выступами 24 наезжают на направляющие ролики 21, установленные на осях 22 с эксцентриситетом ε. Оси 22 роликов 21 фиксируются от поворота, например, с помощью штифтов /на схеме не показаны/. Расстояние между полками 23 больше диаметра роликов 21, а длина полок меньше расстояния между роликами. Example. When installing the slide gate, the fixed fire plate 2 and the movable refractory plate 4 with holes 25 are installed in the corresponding shells 9. Then the refractory plates 2 and 4 are installed respectively in the mounting frame 1 and the movable carriage 3 and are pressed by a spring element in the form of a bolt 5 with a spring 6 The mounting frame 1 is attached to the bottom of the steel pouring ladle 26. A filling cup 12 is installed in the carriage 3 and the refractory plate 4. The carriage 3 is rotated around the hinge 10 until the refractory plates 2 and 4 come into contact. 11, connected to the lever system of the slide carriage 3 of the slide gate (not shown in the diagram), the carriage 3 moves, while the shelves 23 with the protrusions 24 run onto the guide rollers 21 mounted on the axes 22 with an eccentricity ε. The axis 22 of the rollers 21 are fixed from rotation, for example, using pins / not shown in the diagram /. The distance between the shelves 23 is greater than the diameter of the rollers 21, and the length of the shelves is less than the distance between the rollers.

Ролики 21 попарно укреплены на двух балансирах 16, расположенных симметрично по обе стороны от продольной оси затвора. На монтажной раме 1 укреплены стойки 13 и 14. При этом стойки 14 лежат в одной плоскости с осью отверстия 25 неподвижной плиты 2. В каждом балансире 16 выполнено центральное отверстие, через которое проходит стойка 14. При этом центральное отверстие в балансире 16 образует с соответствующей стойкой 14 цилиндрическую кинематическую пару с двумя степенями свободы. Балансиры 16 укреплены в стойках 13 при помощи соответствующих плоских хвостовиков 17, что устраняет поворот балансиров 16 вокруг стоек 14. The rollers 21 are mounted in pairs on two balancers 16 located symmetrically on both sides of the longitudinal axis of the shutter. The racks 13 and 14 are fixed on the mounting frame 1. In this case, the racks 14 lie in the same plane with the axis of the hole 25 of the fixed plate 2. In each balancer 16, a central hole is made through which the rack 14 passes. In this case, the central hole in the balancer 16 forms with the corresponding resistant 14 cylindrical kinematic pair with two degrees of freedom. The balancers 16 are mounted in the uprights 13 using the corresponding flat shanks 17, which eliminates the rotation of the balancers 16 around the uprights 14.

В плечах балансиров 16 установлены пружинные блоки, состоящие из пружин 19 и упоров 18, контактирующих со стержнями 20. Стержни 20 укреплены по краям в стойках 13, а также в промежуточной опоре в виде стойки 14, на конце которой имеется отверстие для соответствующего стержня 20. Стойка 14 снабжена шаровой направляющей 15 для центрирования соответствующего балансира 16. Стержень 20 выполнен овального поперечного сечения, что позволяет при повороте регулировать усилие пружин 19 через упоры 18, что позволяет регулировать усилие прижатия роликов 21 к выступам 24 полок 23 и, тем самым, усилия прижатия огнеупорных плит 2 и 4 друг к другу. On the shoulders of the balancers 16 spring blocks are installed, consisting of springs 19 and stops 18 in contact with the rods 20. The rods 20 are fixed at the edges in the uprights 13, as well as in the intermediate support in the form of a rack 14, at the end of which there is an opening for the corresponding rod 20. The rack 14 is provided with a spherical guide 15 for centering the corresponding balancer 16. The rod 20 is made of oval cross-section, which allows you to adjust the force of the springs 19 through the stops 18 during rotation, which allows you to adjust the pressure of the rollers 21 against the protrusion m shelves 23 and 24, thereby the contact pressure of the refractory plates 2 and 4 to each other.

В крайнем положении каретка 3 упирается в пружинный блок, состоящий из штока 8 с пружиной 7. В этих условиях уменьшаются динамические усилия на огнеупорные плиты 2 и 4, а также на рычажную систему привода каретки 3. При этом в рычажной системе привода передвижения каретки 3 выбираются люфты, что способствует повышению стойкости механизма привода шиберного затвора. In the extreme position, the carriage 3 abuts against a spring block consisting of a rod 8 with a spring 7. Under these conditions, the dynamic forces on the refractory plates 2 and 4, as well as on the lever system of the carriage 3 drive, are reduced. backlash, which helps to increase the resistance of the gate valve drive mechanism.

Применение изобретения позволяет повысить стойкость и работоспособность шиберного затвора на 50-70%, а также исключить протечки жидкого металла в местах контакта огнеупорных плит. The use of the invention allows to increase the resistance and operability of the slide gate by 50-70%, and also to eliminate leaks of liquid metal at the points of contact of the refractory plates.

Claims

A gate valve comprising a mounting frame, a movable carriage, a fixed and movable refractory plate with holes installed respectively in the mounting frame and the carriage and pressed one against the other by spring blocks, two balancers with a central hole located symmetrically on both sides of the longitudinal axis of the shutter, support rollers located on the axes in pairs on both sides of the longitudinal axis of the shutter on the balancers and interacting with the guiding protrusions of the carriage, the distance between which is on one side b more than the diameter of the roller, and the length of which is less than the distance between the rollers, the carriage moving mechanism, articulated with it, racks fixed in the mounting frame, some of which are located in the same plane with the axis of the hole of the fixed refractory plate, rods mounted on jays and in contact with spring blocks located in the balancers, characterized in that in the racks located in the same plane with the axis of the hole of the fixed refractory plate, holes are made for the corresponding rod, the rods are made of the shaft shape in cross section, the rollers are located relative to the axes with an eccentricity, the balancers are installed in the racks using flat shanks, while the mounting frame is equipped with a spring-loaded stop in contact with the carriage, the fireproof plates are mounted in shells and preloaded at the installation sites in the mounting frame and carriage in direction of the longitudinal axis of the shutter by means of spring elements.