RU2104123C1

RU2104123C1 - Slide gate of foundry ladle

Info

Publication number: RU2104123C1
Application number: RU96119148A
Authority: RU
Inventors: А.А. Алпатов; В.И. Золотухин; М.Г. Королев; Н.П. Соломин; Г.С. Чалышев; Б.А. Чумарин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Вулкан-Т"; Тульский государственный университет
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-02-10

Abstract

FIELD: foundry; may be used in casting of steel and other metals. SUBSTANCE: slide gate has U-shaped mounting frame with side hollow walls parallel to longitudinal axis of slide gate. Located in wall hollows by pairs are separate suspensions carrying supporting rollers engageable with guide projections of carriage which in its turn carries movable refractory plate pressed to immovable refractory plate installed in mounting frame. Carriage is connected with drive of its longitudinal motion for possible coming-off the supporting rollers and turning round pivot. In this case each suspension has T-shaped crosspiece with vertical post whose free end carries supporting roller and side flanges resting on cover secured to lower end of frame side walls by means of spring blocks. EFFECT: provision of rational design, rapid replacement of spring blocks and their protection from heat effect. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к шиберным затворам для литейных ковшей и предназначено для разливки стали и других жидких металлов. The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to gate valves for foundry ladles, and is intended for casting steel and other liquid metals.

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. Known slide gate of the casting ladle (RF patent N 2043856, CL B 22 D 41/22). The shutter comprises an upper frame with a fixed refractory plate and a lower frame with a window pressed to the upper frame by a spring mechanism. On the sides of the window of the lower frame, cantilever roller bearings are installed along which the guiding protrusions of the carriage with a movable refractory plate move. In addition, shafts bearing eccentrics with the possibility of their interaction with the second frame are pivotally mounted on one of the frames.

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. The disadvantages of this design include its bulkiness (the presence of two frames), the complexity of its assembly, and most importantly, the difficulty of contacting all four support rollers with the guiding protrusions of the carriage, which does not provide reliable contact between the surfaces of two refractory plates and can lead to a breakthrough of the molten cast metal.

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. Known slide gate casting ladle, which is selected as a prototype (RF patent N 2048260, CL B 22 D 41/22). The shutter comprises a U-shaped mounting frame with side walls parallel to the longitudinal axis. The fixed refractory shutter plate is installed in the mounting frame, and the movable is mounted in the carriage. Four levers are mounted on the side walls of the frame in parallel and in pairs on both sides of the longitudinal axis of the movable refractory plate, interacting with the pressure blocks and supporting the supporting rollers, on which, by means of the guiding protrusions, a carriage is connected associated with its hinge movement mechanism.

К недостаткам данной конструкции можно отнести сложность обеспечения рациональной ее компоновки при заданных оптимальных точках прижима огнеупорных плит, особенно на малых ковшах, в виду наличия громоздких рычажных прижимных механизмов, а также невозможность применения таких эффективных пружинных механизмов, как газовые пружины. Кроме того, данная конструкция не позволяет организовать эффективную защиту пружинных механизмов от теплового воздействия и их охлаждение. The disadvantages of this design include the difficulty of ensuring its rational layout at given optimal pressure points of refractory plates, especially on small buckets, in view of the presence of bulky lever clamping mechanisms, as well as the impossibility of using such effective spring mechanisms as gas springs. In addition, this design does not allow to organize effective protection of spring mechanisms from thermal effects and their cooling.

Настоящее изобретение обеспечивает рациональную компоновку конструкции шиберного затвора, особенно для малых ковшей, при заданных оптимальных точках приложения прижимного усилия к огнеупорным плитам, а также позволяет достаточно просто организовать защиту пружинных механизмов от теплового воздействия и их охлаждение. The present invention provides a rational layout of the design of the slide gate, especially for small buckets, at given optimal points of application of the clamping force to the refractory plates, and also makes it easy to organize the protection of spring mechanisms from thermal effects and their cooling.

Для этого в шиберном затворе литейного ковша, содержащем П-образной формы монтажную раму с боковыми стенками, параллельными продольной оси затвора, неподвижную огнеупорную плиту, установленную в монтажной раме, и подвижную огнеупорную плиту, установленную в каретке, поджатые одна относительно другой посредством пружинных блоков, механизм перемещения каретки, шарнирно связанный с ней, а также содержащем опорные ролики, расположенные на боковых стенках рамы попарно по обе стороны от продольной оси затвора и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, расстояние между которыми по одной стороне каретки больше диаметра ролика, а их длина - меньше расстояния между роликами, каждый опорный ролик снабжен независимой подвеской. При этом боковые стенки рамы выполнены полыми, а подвески роликов размещены в полостях стенок рамы. Каждая подвеска содержит T-образную траверсу, вертикальная стойка которой размещена в направляющих пазах, выполненных в стенках рамы и на своем свободном конце посредством полуоси консольно несет опорный ролик. Две боковые полки каждой траверсы взаимодействуют с пружинными блоками, опирающимися на крышку, закрепленную на нижнем торце соответствующей боковой стенки рамы. For this, in a slide gate of a casting ladle containing a U-shaped mounting frame with side walls parallel to the longitudinal axis of the shutter, a fixed refractory plate installed in the mounting frame, and a movable refractory plate installed in the carriage, pressed one against the other by means of spring blocks, a carriage moving mechanism pivotally connected to it, as well as containing support rollers located on the side walls of the frame in pairs on both sides of the longitudinal axis of the shutter and interacting with the guide with wide carriage protrusions, the distance between which on one side of the carriage is greater than the diameter of the roller, and their length is less than the distance between the rollers, each support roller is equipped with an independent suspension. In this case, the side walls of the frame are hollow, and the suspension of the rollers are placed in the cavities of the walls of the frame. Each pendant contains a T-shaped traverse, the vertical strut of which is placed in the guide grooves made in the walls of the frame and, at its free end, carries a support roller via a half-axis. Two side flanges of each traverse interact with spring blocks resting on a cover fixed to the lower end of the corresponding side wall of the frame.

Каждый пружинный блок может быть выполнен в виде газовой пружины и регулировочного винта, установленного в крышке. Также каждый пружинный блок может быть выполнен в виде стержня и размещенной на стержне витой или тарельчатой пружины, взаимодействующей с неподвижным упором, закрепленным на одном конце стержня, и подвижным упором, размещенным на втором конце стержня, снабженного фиксатором, размещенным в продольном пазу стержня и опирающимся на крышку, причем в крышке выполнено фигурное отверстие под проход пружинного блока с фиксатором. Each spring unit can be made in the form of a gas spring and an adjusting screw installed in the cover. Also, each spring unit can be made in the form of a rod and a coil or plate spring placed on the rod interacting with a fixed stop fixed at one end of the rod and a movable stop placed at the second end of the rod, equipped with a latch located in the longitudinal groove of the rod and supported on the cover, and in the cover there is a figured hole for the passage of the spring block with a lock.

Полости боковых стенок рамы, в которых размещены подвески опорных роликов, соединены с системой принудительного охлаждения. The cavities of the side walls of the frame, in which the suspensions of the support rollers are located, are connected to the forced cooling system.

На фиг. 1 показан продольный разрез затвора; на фиг. 2 - поперечный разрез затвора по оси разливочного стакана; на фиг. 3 - вид A, фиг. 1, со снятыми крышками; на фиг. 4, 5 - продольный разрез A-A, фиг. 3, подвески опорного ролика на пружинных блоках с витой пружиной и газовой пружиной соответственно; на фиг. 6 - поперечный разрез B-B, фиг. 4, подвески опорного ролика на пружинных блоках с витой пружиной; на фиг. 7 - вид B, фиг. 6, фигурное отверстие в крышке; на фиг. 8 - общий вид шиберного затвора в открытом положении. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a shutter; in FIG. 2 is a cross-sectional view of the shutter along the axis of the nozzle; in FIG. 3 is a view A, FIG. 1, with the covers removed; in FIG. 4, 5 is a longitudinal section A-A, FIG. 3, the suspension of the support roller on spring blocks with a twisted spring and gas spring, respectively; in FIG. 6 is a transverse section B-B, FIG. 4, the suspension of the support roller on spring blocks with a twisted spring; in FIG. 7 is a view B, FIG. 6, a figured hole in the lid; in FIG. 8 is a general view of the slide gate in the open position.

Шиберный затвор литейного ковша содержит монтажную раму 1 П-образной формы с двумя боковыми полыми стенками 2, 3, расположенными параллельно продольной оси затвора. В монтажной раме 1 размещена неподвижная огнеупорная плита 4 со сливным отверстием, а в полостях боковых стенок 2, 3 рамы попарно размещены подвески, несущие опорные ролики 5. Каждая подвеска содержит T-бразную траверсу 6, вертикальная стойка 7 которой размещена в направляющих пазах 8, выполненных в боковых стенках 2, 3 рамы 1. Вертикальная стойка 7 траверсы 6 на своем свободном конце посредством полуоси 9 несет опорный ролик 5. Траверса 6 имеет, по крайней мере, две боковые полки 10, 11, которые взаимодействуют с пружинными блоками 12 (или 13), опирающимися на крышку 14, закрепленную на нижнем торце каждой из боковых стенок 2, 3 рамы 1. The slide gate of the casting ladle contains a mounting frame 1 of a U-shape with two side hollow walls 2, 3, located parallel to the longitudinal axis of the shutter. In the mounting frame 1, a fixed refractory plate 4 with a drain hole is placed, and in the cavities of the side walls 2, 3 of the frame, pendants supporting the support rollers 5 are placed in pairs. Each suspension contains a T-shaped traverse 6, a vertical strut 7 of which is placed in the guide grooves 8, made in the side walls 2, 3 of the frame 1. The vertical strut 7 of the yoke 6 at its free end by means of the axle shaft 9 carries a support roller 5. The yoke 6 has at least two lateral shelves 10, 11 that interact with the spring blocks 12 (or 13) based on the lid 14, fixed to the lower end of each of the side walls 2, 3 of the frame 1.

Затвор также содержит каретку 15, несущую подвижную огнеупорную плиту 16 с коллектором 17, и установленную на опорных роликах 5 посредством направляющих выступов 18. Причем расстояние между ближайшими кромками направляющих выступов 18 каретки 15 больше диаметра ролика 5, а длина направляющих выступов 18 каретки 15 меньше расстояния между опорными роликами 5. Каретка 15 связана с механизмом ее перемещения, например, со штоком гидроцилиндра (на чертеже не показан) тягой 19 с возможностью поворота вокруг шарнира 20 и схода с опорных роликов 5. The shutter also includes a carriage 15 supporting a movable refractory plate 16 with a manifold 17 and mounted on the support rollers 5 by means of the guide protrusions 18. Moreover, the distance between the nearest edges of the guide protrusions 18 of the carriage 15 is greater than the diameter of the roller 5, and the length of the guide protrusions 18 of the carriage 15 is less than the distance between the support rollers 5. The carriage 15 is connected with a mechanism for moving it, for example, with a hydraulic cylinder rod (not shown in the drawing) by a thrust 19 with the possibility of rotation around the hinge 20 and from the support rollers 5.

Полости боковых стенок 2, 3 рамы 1 соединены трубопроводами 21 с системой принудительного охлаждения (на чертеже не показана). The cavities of the side walls 2, 3 of the frame 1 are connected by pipelines 21 to a forced cooling system (not shown in the drawing).

Каждый пружинный блок может быть выполнен на базе газовой пружины 13, взаимодействующей одним концом с боковой полкой 10 (11) траверсы 6, а вторым концом - с регулировочным винтом 22, ввернутым в крышку 14. Each spring unit can be made on the basis of a gas spring 13, which interacts at one end with the side shelf 10 (11) of the yoke 6, and the second end with an adjustment screw 22 screwed into the cover 14.

Пружинный блок может быть выполнен в виде предварительно собранной и отрегулированной по усилию конструктивной единицы, содержащей стержень 23, пружину 24, взаимодействующую одним концом с неподвижным упором 25, закрепленном на одном конце стержня 23, а вторым концом - с подвижным упором 26, распложенном на втором конце стержня 23 и снабженного фиксатором 27, размещенном в продольном пазу 28 стержня 23. Фиксатор 27 выполнен с возможностью взаимодействия с крышкой 14. Для удобства и быстродействия установки пружинных блоков, в крышке 14 выполнены фигурные отверстия 29 для прохода пружинного блока с фиксатором 27. The spring block can be made in the form of a pre-assembled and force-adjusted structural unit comprising a rod 23, a spring 24 interacting at one end with a fixed stop 25 fixed at one end of the rod 23, and the second end with a movable stop 26 located on the second the end of the rod 23 and provided with a latch 27 located in the longitudinal groove 28 of the rod 23. The latch 27 is made with the possibility of interaction with the cover 14. For convenience and speed of installation of the spring blocks, in the cover 14 are made fig nye holes 29 for the passage of the spring assembly 27 with a clamp.

Работает шиберный затвор следующим образом. Для выпуска жидкого металла из ковша приводом при помощи тяги 19 перемещают каретку 15, несущую подвижную огнеупорную плиту 16, при этом боковые направляющие выступы 18 каретки 15 перемещаются по опорным роликам 5, закрепленным на подвесках, подпружиненных посредством пружинных блоков 12(13) относительно рамы 1. Шлифованная поверхность подвижной плиты 16 скользит по шлифованной поверхности неподвижной плиты 4, установленной в монтажной раме 1, закрепленной, в свою очередь, на днище плавильного ковша. В этом случае в зоне сливных отверстий двух плит 4 и 16 происходит либо полное совмещение отверстий для прохода струи жидкого металла из ковша, либо его дросселирование, а при обратном перемещении каретки 15 - полное закрытие затвора. The slide gate operates as follows. To release molten metal from the ladle, a carriage 15 is moved by a drive 19, carrying a movable refractory plate 16, while the lateral guide protrusions 18 of the carriage 15 are moved along support rollers 5 mounted on suspensions, spring-loaded by means of spring blocks 12 (13) relative to the frame 1 The polished surface of the movable plate 16 slides along the polished surface of the fixed plate 4, mounted in the mounting frame 1, mounted, in turn, on the bottom of the melting ladle. In this case, in the area of the drain holes of two plates 4 and 16, either the holes are completely combined for the passage of the liquid metal stream from the bucket or throttled, and when the carriage 15 is moved backwards, the shutter is completely closed.

Для исключения проникновения жидкого металла в разъем между плитами используется независимая подвеска для каждого опорного ролика 5. При этом пружинные блоки 12(13) каждой подвески, опираясь на крышку 14 рамы 1, воздействуют на боковые полки 10, 11 траверсы 6 и передают усилие прижима через вертикальную стойку 7 к опорному ролику 5, обеспечивая, тем самым, упругое поджатие подвижной огнеупорной плиты 16 к неподвижной огнеупорной плите 4 и надежный контакт между ними по всей их поверхности. To prevent liquid metal from entering the connector between the plates, an independent suspension is used for each support roller 5. In this case, the spring blocks 12 (13) of each suspension, relying on the cover 14 of the frame 1, act on the side flanges 10, 11 of the crosshead 6 and transmit the clamping force through vertical rack 7 to the support roller 5, thereby providing elastic compression of the movable refractory plate 16 to the stationary refractory plate 4 and reliable contact between them over their entire surface.

При отработке необходимого количества циклов слива жидкого металла производят замену огнеупорных плит 4 и 16. Для этого каретку 15 перемещают до попадания направляющих выступов 18 в зазор между опорными роликами 5, после чего каретку 15 поворачивают вокруг шарнира 20 тяги 19, открывая доступ к огнеупорным плитам 4 и 16. When practicing the required number of liquid metal drain cycles, the refractory plates 4 and 16 are replaced. For this, the carriage 15 is moved until the guide projections 18 fall into the gap between the support rollers 5, after which the carriage 15 is rotated around the hinge 20 of the rod 19, providing access to the refractory plates 4 and 16.

Для замены и регулировки пружинных блоков на основе газовых пружин 13 снимают крышку 14 и извлекают из полостей боковых стенок 2, 3 рамы 1 газовые пружины. To replace and adjust the spring blocks based on gas springs 13, the cover 14 is removed and gas springs are removed from the cavities of the side walls 2, 3 of the frame 1.

Для замены и регулировки пружинных блоков на основе пружин сжатия и тарельчатых пружин крышку 14 снимать необязательно. В данном случае пружинный блок поворачивают до совмещения фиксатора 27 с проемом фигурного отверстия 29 в крышке 14, после чего пружинный блок извлекают. To replace and adjust the spring blocks based on compression springs and Belleville springs, the cover 14 is not necessary to remove. In this case, the spring block is rotated until the latch 27 is aligned with the opening of the figured hole 29 in the cover 14, after which the spring block is removed.

Предложенная конструкция шиберного затвора компактна, удобна в сборке и эксплуатации, позволяет производить быструю замену расходных материалов. Кроме того, данная конструкция позволяет защитить от теплового воздействия, регулирующие усилие поджатия огнеупорных плит, пружинные блоки и весьма просто организовать их охлаждение. Все это значительно повышает надежность эксплуатации шиберного затвора и исключает прорыв жидкого металла в зазор между плитами. The proposed gate valve design is compact, easy to assemble and operate, and allows for quick replacement of consumables. In addition, this design allows you to protect against heat exposure, regulating the force of compression of refractory plates, spring blocks and it is very simple to organize their cooling. All this significantly increases the reliability of operation of the slide gate and eliminates the breakthrough of liquid metal in the gap between the plates.

Claims

1. Шиберный затвор литейного ковша, содержащий П-образную монтажную раму с боковыми стенками, параллельными продольной оси затвора, каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты, установленные соответственно в монтажной плите и каретке и поджатые одна к другой посредством пружинных блоков, опорные ролики, расположенные на боковых стенках рамы 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 подвесками опорных роликов, выполненными в виде Т-образных траверс, на свободных концах вертикальных стоек которых закреплены консольно посредством полуосей опорные ролики, боковые стенки рамы выполнены полыми, с направляющими пазами и имеют крышки, закрепленные на нижних торцах, при этом подвески установлены в полостях боковых стенок, вертикальные стойки траверс размещены в направляющих пазах стенок, а пружинные блоки размещены между боковыми полками траверс и крышками боковых стенок рамы. 1. The slide gate of the casting ladle, containing a U-shaped mounting frame with side walls parallel to the longitudinal axis of the shutter, a carriage, fixed and movable refractory plates mounted respectively in the mounting plate and carriage and pressed against each other by means of spring blocks, support rollers located on the side walls of the frame in pairs on both sides of the longitudinal axis of the shutter and interacting with the guiding projections of the carriage, the distance between which on one side is greater than the diameter of the roller, and the length of which is less greater than the distance between the rollers, the carriage moving mechanism pivotally connected to it, characterized in that it is equipped with support roller suspensions made in the form of T-shaped traverses, on the free ends of the vertical struts of which the support rollers are fixed cantilever by means of half shafts, the side walls of the frame are hollow , with guide grooves and have covers fixed on the lower ends, while the suspensions are installed in the cavities of the side walls, the vertical struts of the traverse are placed in the guide grooves of the walls, and the spring blocks placed between the side flanges of the traverse and the covers of the side walls of the frame.

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что каждый пружинный блок выполнен в виде стержня с неподвижным упором на одном конце и подвижным на другом, пружины, расположенной на стержне между упорами, фиксатора, размещенного в продольном пазу стержня с возможностью взаимодействия с крышкой боковой стенки рамы, причем в крышке выполнено фигурное отверстие для прохода пружинного блока с фиксатором. 2. The shutter according to claim 1, characterized in that each spring unit is made in the form of a rod with a fixed stop at one end and movable at the other, a spring located on the rod between the stops, a latch located in the longitudinal groove of the rod with the possibility of interaction with the cover the side wall of the frame, and in the cover there is a figured hole for the passage of the spring block with a lock.

3. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что полости боковых стенок рамы соединены с системой принудительного охлаждения. 3. The shutter according to claim 1, characterized in that the cavities of the side walls of the frame are connected to a forced cooling system.