RU2849977C1 - Катапульта для вскрытия входного отверстия выпускного канала сталеразливочного ковша с донным шиберным устройством - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, в частности к катапульте для сталеразливочного ковша, оборудованного шиберным затвором, и может быть использовано для разрушения корки, образующейся перед началом разливки на поверхности стартовой смеси в верхней части его канала и препятствующей свободному истечению жидкого металла. Катапульта для вскрытия входного отверстия выпускного канала сталеразливочного ковша с донным шиберным устройством включает силовые элементы и сменное снаряжение, представляющее собой струну и стрелу, предназначенную для размещения в канале стакана-коллектора и подвижной огнеупорной плиты шиберного устройства с упором верхним концом в поверхность неподвижной огнеупорной плиты шиберного устройства и поджимаемую натянутой струной, закрепленной на концевых участках силовых элементов, способных удерживать струну в напряженном состоянии и обеспечивать возможность катапультирования стрелы вдоль выпускного канала при совмещении отверстий огнеупорных плит, согласно изобретению катапульта снабжена защитным экраном, предназначенным для монтажа в горизонтальном положении на подвижной части шиберного устройства с обеспечением доступа к концевому участку стакана-коллектора, при этом силовые элементы установлены на защитном экране и выполнены в виде механизмов, содержащих неподвижное звено и подвижное звено, расположенные с той стороны экрана, которая в смонтированном виде обращена вверх, к нижней части корпуса шиберного устройства, с возможностью обеспечения закрепления струны со стороны экрана, обращенной вниз. Технический результат изобретения - повышение надежности работы и увеличение срока службы катапульты, сокращение временных и технических затрат на эксплуатацию укомплектованного ею шиберного устройства сталеразливочного ковша. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к катапульте для сталеразливочного ковша, оборудованного шиберным затвором, и может быть использовано для разрушения корки, образующейся перед началом разливки на поверхности стартовой смеси в верхней части его канала и препятствующей свободному истечению жидкого металла.

Известно устройство для разрушения настыли в выпускном отверстии ковша для выпуска стали, фиксируемое в канале нижней огнеупорной плиты и примыкающего к ней стакана-коллектора шиберного затвора и включающее металлический корпус трубчатой формы, перекрытый сверху клапаном и содержащий внутри металлическую стрелу, поджимаемую к клапану находящейся в напряженном состоянии цилиндрической витой пружиной, выталкивающей ее вверх после полного открытия канала для разрушения образовавшейся в его верхней части перемычки [Патент США 5167902А, МПК B22D 41/22. Опубл. 01.12.1992].

Недостатком данного устройства является сложность его конструктивной схемы, включающей полтора десятка деталей и имеющей высокую стоимость, что с учетом возможности только одноразового применения повышает общие затраты на эксплуатацию ковшового затвора. Кроме того, из-за сравнительно большого поперечного сечения металлического корпуса перекрывающий его сверху клапан может открыться и дать возможность движению стреле вверх только после полного высыпания стартовой смеси из канала разливочного стакана.

Наиболее близким по технической сути к заявляемой катапульте является катапульта для открытия выпускного канала сталеразливочного ковша с донным шиберным устройством, включающая размещенную в канале его стакана-коллектора упирающуюся верхним концом в рабочую поверхность неподвижной огнеупорной плиты металлическую стрелу, поджимаемую находящимся в напряженном состоянии зафиксированным снизу упругим элементом и имеющую за счет развиваемой им силы возможность катапультирования вдоль выпускного канала при его полном открытии [Пат 2751946 РФ, МПК B22D 41/08. Опубл. 21.07.2021. Бюл. №21].

К недостаткам данной катапульты следует отнести то, что при использовании на затворах, снабженных установленными на них снизу защитными экранами, она будет оставаться незащищенной и подвергаться во время разливки воздействию высоких температур и попаданию брызг жидкого металла, что отрицательно повлияет на надежность ее работы.

Существенные признаки известной катапульты, совпадающие с признаками заявляемой катапульты:

1) Металлическая стрела, размещенная в канале стакана-коллектора и упирающаяся верхним концом в рабочую поверхность неподвижной огнеупорной плиты.

2) Зафиксированный снизу упругий элемент, находящийся в напряженном состоянии и развивающий силу, обеспечивающую катапультирование стрелы вдоль выпускного канала после полного его открытия.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача повышения надежности и увеличения срока службы катапульты за счет ослабления теплового воздействия на нее разливаемой стали.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что предлагаемая конструкция катапульты позволяет, расположив ее элементы со стороны защитного экрана, обращенной вверх, к нижней части корпуса шиберного устройства, защитить их от избыточного тепла и брызг расплавленной стали.

Катапульта для вскрытия входного отверстия выпускного канала сталеразливочного ковша с донным шиберным устройством, включает силовые элементы и сменное снаряжение, представляющее собой струну и стрелу, предназначенную для размещения в канале стакана-коллектора и подвижной огнеупорной плиты шиберного устройства с упором верхним концом в поверхность неподвижной огнеупорной плиты шиберного устройства и поджимаемую натянутой струной, закрепленной на концевых участках силовых элементов, способных удерживать струну в напряженном состоянии и обеспечивать возможность катапультирования стрелы вдоль выпускного канала при совмещении отверстий огнеупорных плит.Согласно изобретению, катапульта снабжена защитным экраном, предназначенным для монтажа в горизонтальном положении на подвижной части шиберного устройства с обеспечением доступа к концевому участку стакана-коллектора, при этом силовые элементы установлены на защитном экране и выполнены в виде механизмов, содержащих неподвижное звено и подвижное звено, расположенные с той стороны экрана, которая в смонтированном виде обращена вверх, к нижней части корпуса шиберного устройства, с возможностью обеспечения закрепления струны со стороны экрана, обращенной вниз.

Конструктивное исполнение механизмов предлагаемой катапульты может быть реализовано различными способами.

Согласно одному из исполнений изобретения, по крайней мере один из двух силовых элементов выполняется в виде механизма, включающего опору, жестко связанную с защитным экраном, и звено, один конец которого шарнирно связан с серьгой для закрепления струны, а другой конец взаимодействует с витой пружиной кручения и установлен с возможностью поворота в опоре.

Согласно другому исполнению изобретения, по крайней мере один из двух силовых элементов выполняется в виде механизма, включающего цилиндрический ползун с зацепом для закрепления струны, размещенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в жестко закрепленной на защитном экране гильзе, причем между ползуном и донышком гильзы помещена витая пружина сжатия. При этом предпочтительно, чтобы продольная ось гильзы была параллельна продольной оси симметрии экрана. Также предпочтительно, чтобы зацеп цилиндрического ползуна находился в совмещенных прорезях, выполненных в корпусе гильзы и защитном экране.

Преимущественным является одинаковое симметричное исполнение обоих силовых элементов катапульты, но в то же время возможны и комбинации различных исполнений.

Заявляемая катапульта проиллюстрирована на фиг. 1-7.

На фиг. 1 изображено положение структурных частей катапульты с силовыми элементами первого конструктивного исполнения перед началом разливки стали при закрытом канале шиберного устройства.

На фиг. 2 показано место размещения на защитном экране силовых элементов первого конструктивного исполнения.

На фиг. 3 приведено положение частей разливочного устройства при открытии его выпускного канала.

На фиг. 4 изображено положение структурных частей катапульты, снабженной силовыми элементами первого конструктивного исполнения, в момент ее срабатывания.

На фиг. 5 изображено положение структурных частей катапульты с силовыми элементами второго конструктивного исполнения перед началом разливки при закрытом канале шиберного устройства.

На фиг. 6 показано место размещения на защитном экране силовых элементов второго конструктивного исполнения.

На фиг. 7 изображено положение структурных частей катапульты, снабженной силовыми элементами второго конструктивного исполнения, в момент ее срабатывания.

Предлагаемая катапульта по первому конструктивному исполнению включает металлическую стрелу 1, размещенную в канале стакана-коллектора 2, примыкающего к нижней подвижной огнеупорной плите 3, размещенной в каретке 4, с которой связан шток силового гидроцилиндра 5 шиберного устройства, закрепленного на днище сталеразливочного ковша 6. В огнеупорной футеровке днища установлен разливочный стакан 7, к которому примыкает верхняя неподвижная огнеупорная плита 8 шиберного устройства. При этом металлическая стрела 1 упирается в рабочую поверхность неподвижной огнеупорной плиты 8 своим верхним концом, а на ее нижний конец, выполненный вилкообразным, оказывает силовое воздействие натянутая струна 9, соединенная своими концами с серьгами 10, шарнирно связанными с концами звеньев 11, установленных с возможностью поворота при силовом воздействии витых пружин кручения 12 в опорах 13, жестко закрепленных на защитном экране 14 шиберного устройства (фиг. 1 и фиг. 2).

При втором конструктивном исполнении, показанном на фиг. 5 и фиг. 6, натянутая струна 9 соединена своими концами с зацепами 15, которыми снабжены цилиндрические ползуны 16, размещенные с возможностью относительного возвратно-поступательного перемещения в жестко закрепленных на защитном экране 14 гильзах 17, продольные оси которых параллельны продольной оси симметрии шиберного устройства. Зацепы 15 цилиндрических ползунов 16 находятся в совмещенных прорезях, выполненных в корпусах гильз 17 и защитном экране 14, а между самими ползунами 16 и донышками гильз 17 помещены витые пружины сжатия 18.

Предлагаемая катапульта работает следующим образом.

Перед подачей сталеразливочного ковша 6 к плавильному агрегату для слива из него жидкого металла подвижную огнеупорную плиту 3, размещенную в каретке 4, с помощью гидроцилиндра 5 переводят в положение «закрыто», а канал разливочного стакана 7 засыпают порошкообразной стартовой смесью 19. После заполнения сталеразливочного ковша жидким металлом его транспортируют к месту разливки, где осуществляют заряжание катапульты с целью разрушения корки 20, образующейся на поверхности стартовой смеси, контактирующей с расплавом. Для этого при использовании первого конструктивного исполнения катапульты (фиг. 1) концы струны 9 соединяют с концами серег 10 и в канал стакана-коллектора 2 вводят металлическую стрелу 1 до упора ее верхнего конца в рабочую поверхность неподвижной огнеупорной плиты 8. Оттягивая струну 9 вниз, ее заводят в вилкообразную нижнюю часть металлической стрелы 1, в результате чего звенья 11 повернутся на заданный угол в опорах 13, жестко закрепленных на защитном экране 14 шиберного устройства, и вызовут деформацию витых пружин кручения 12, благодаря чему увеличится натяжение струны 9. При использовании второго конструктивного исполнения катапульты (фиг. 5) концы струны 9 соединяют с зацепами 15 цилиндрических ползунов 16, оттягивают ее вниз и заводят в вилкообразную нижнюю часть металлической стрелы 1. В результате этого цилиндрические ползуны 16 переместятся внутри гильз 17 в направлении стакана-коллектора 2 и сожмут пружины 18, благодаря чему увеличится натяжение струны 9.

Во время открывания затвора гидроцилиндр 5 перемещает каретку 4 с подвижной огнеупорной плитой 3 относительно неподвижной огнеупорной плиты 8. При частичном совмещении отверстий плит (фиг. 3) через образующийся проем порошкообразная стартовая смесь 19 начнет высыпаться из канала разливочного стакана 7, а верхний конец металлической стрелы 1, упирающийся в рабочую поверхность неподвижной огнеупорной плиты 8, будет сдвигаться к кромке ее отверстия под силовым воздействием движущейся нижней огнеупорной плиты 3. В момент полного совмещения отверстий огнеупорных плит шиберного устройства металлическая стрела 1 в первом случае (фиг. 4) катапультируется вдоль выпускного канала под действием силы, развиваемой находившимися в деформированном состоянии витыми пружинами кручения 10, а во втором случае (фиг. 7) катапультирование металлической стрелы 1 происходит за счет силы, развиваемой находившимися в деформированном состоянии пружин сжатия 18. Движущаяся с большой скоростью вверх металлическая стрела 1 разрушит образовавшуюся на входе в канал разливочного стакана 7 корку 20 и обеспечит беспрепятственное истечение жидкой стали из разливочного ковша.

Благодаря предложенному изобретению, реализованному в описанных конструктивных исполнениях или в иных возможных исполнениях, обеспечивается снижение воздействия на силовые элементы катапульты теплового излучения струи истекающей из ковша стали и попадания на силовые элементы катапульты горячих брызг. Это будет способствовать повышению надежности работы и увеличению срока службы заявляемой катапульты и сокращению временных и технических затрат на эксплуатацию укомплектованного ею шиберного устройства сталеразливочного ковша.

Claims (5)

1. Катапульта для вскрытия входного отверстия выпускного канала сталеразливочного ковша с донным шиберным устройством, включающая силовые элементы и сменное снаряжение, представляющее собой струну и стрелу, предназначенную для размещения в канале стакана-коллектора и подвижной огнеупорной плиты шиберного устройства с упором верхним концом в поверхность неподвижной огнеупорной плиты шиберного устройства и поджимаемую натянутой струной, закрепленной на концевых участках силовых элементов, способных удерживать струну в напряженном состоянии и обеспечивать возможность катапультирования стрелы вдоль выпускного канала при совмещении отверстий огнеупорных плит, отличающаяся тем, что катапульта снабжена защитным экраном, предназначенным для монтажа в горизонтальном положении на подвижной части шиберного устройства с обеспечением доступа к концевому участку стакана-коллектора, при этом силовые элементы установлены на защитном экране и выполнены в виде механизмов, содержащих неподвижное звено и подвижное звено, расположенные с той стороны экрана, которая в смонтированном виде обращена вверх, к нижней части корпуса шиберного устройства, с возможностью обеспечения закрепления струны со стороны экрана, обращенной вниз.

2. Катапульта по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из двух силовых элементов выполнен в виде механизма, включающего опору, жестко связанную с защитным экраном, и звено, один конец которого шарнирно связан с серьгой для закрепления струны, а другой конец взаимодействует с витой пружиной кручения и установлен с возможностью поворота в опоре.

3. Катапульта по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из двух силовых элементов выполнен в виде механизма, включающего цилиндрический ползун с зацепом для закрепления струны, размещенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в жестко закрепленной на защитном экране гильзе, причем между ползуном и донышком гильзы помещена витая пружина сжатия.

4. Катапульта по п.3, отличающаяся тем, что продольная ось гильзы параллельна продольной оси симметрии экрана.

5. Катапульта по п.3, отличающаяся тем, что зацеп цилиндрического ползуна находится в совмещенных прорезях, выполненных в корпусе гильзы и защитном экране.