Машины и агрегаты металлургических заводов. / В 3-х томах.Т.2 Машины и агрегаты сталеплавильных цехов. Учебник для вузов/Целиков А.И.,Полухин П.И.,Гребеник В.М. и др. 2-е изд.,перераб. и доп.– М.:Металлургия, – 1988 – 432 с. – С.– 257 – 261

2. ЗАТВОРЫ СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫХ КОВШЕЙ

Указаны основные виды и типы затворов сталеразливочных ковшей.Рассмотрены конструкция и приннцип действия стопорных и скользящих затворов.Привден краткий рассчет шиберныхзатворов.

По способу перекрытия сталевыпускного отверстия затворы подразделяют на стопорные и скользящие. В стопорных затворах отверстия для выпуска стали закрывают внутри ковша в объеме жидкого металла прижатием пробки к сталевыпускному стакану. В скользящих затворах отверстия ковша перекрывают снаружи горизонтальным движением отсекающей огнеупорной плиты или поворотного диска. В зависимости от вида движения отсекателя (прямолинейное или вращательное) скользящие затворы делят на шиберные и поворотные.

По типу привода различают ковшовые затворы с электрическим и гидравлическим приводами.

Стопорные затворы

Стопорный затвор состоит из следующих основных частей (см. рис. V.2): стопора 6 – стального стержня, защищенного огнеупорными кольцами, с навинченной шамотной пробкой 18 внизу; ползуна 11, проходящего внутри направляющей трубы 13; вилки 10, связывающей стопор с ползуном; винтового механизма 14 для регулирования наклона направляющей трубы при совмещении пробки со сталевыпускным стаканом 19; гидравлического цилиндра 15 и рычажного механизма 17, служащих для управления стопором дистанционно. Пружина 16 прижимает стопор к стакану. Вилка 12 предохраняет стопор от раскачивания.

Для облегчения труда разливщика и создания безопасных условий работы применяют серийно изготовляемые гидравлические приводы управления затворами ковшей с навесными гидроцилиндрами. Гидропривод состоит из насосной установки, гидропанели с золотниковыми клапанами, навесного гидроцилиндра, гибких шлангов, кнопочного переносного пульта управления и баллона с сжатым азотом. Насосную установку, гидропанель и баллон размещают в кабине управления разливочным краном.

Гидропанель имеет напорный, реверсивный, дроссельный и предохранительный золотниковые клапаны, обеспечивающие реверсирование и регулирование скорости движения стопора, остановку затвора в любом положении, изменение давления масла в гидросистеме, предохранение стопора от изгиба, а пробку – от раздавливания. Гидропанель обеспечивает переход на ручное управление затвором. При аварийной ситуации стопор опускается подачей сжатого азота.

Для двухстопорных ковшей предусмотрена возможность раздельной или совместной работы затворов.

Стопорный затвор

Скользящие затворы

Затворы скольжения относятся к прогрессивному типу, так как позволяют улучшить технологию разливки стали, увеличить время пребывания стали в ковше, необходимое для внепечной обработки металла (вакуумирования) и разливки на МНЛЗ, производить регулировку скорости и осуществить автоматизацию процесса разливки, повысить число теплосмен в период эксплуатации ковша, в два-три раза увеличить оборот ковшей в цехе вследствие повышения стойкости затвора, повысить стойкость футеровки ковша и снизить расход огнеупоров, уменьшить затраты труда и стоимость ремонта ковшей и т. д.

Шиберный затвор конструкции ВНИИметмаша (рис. V.3) состоит из блока затвора, расположенного на поворотном кронштейне 7, опорного фланца 2 со сменным стаканом 1, вставленным в корпус 3 ковша, кронштейна 14 и гидравлического механизма перемещения шибера. Основными деталями шиберного затвора являются неподвижная 8 и подвижная 10 контактные плиты, выполненные из огнеупорного материала. Неподвижную плиту вставляют в обойму 4, а подвижную плиту вместе со сталевыпуск-ным патрубком (коллектором) 9 устанавливают в чаше 5. Чаша помещена в направляющие корпуса 6 затвора. В поворотном кронштейне установлено рычажно-пружинное устройство для прижатия подвижной контактной плиты к неподвижной. Шибер затвора, состоящий из чаши, подвижной плиты и коллектора, перемещается навесным гидроцилиндром 13. Штанга 11, связывающая гидроцилиндр с шибером, помещена в направляющую втулку 12 и фиксирована от проворачивания пальцем, входящим в продольный паз штанги. Для быстрой замены контактных плит поворотный кронштейн, заключенный во втулку неподвижного кронштейна 15, опускают и отводят в сторону на оси 14. Кронштейн по вертикали перемещают гайкой 16

Скользящий затвор

Преимуществами рассмотренной конструкции по сравнению с другими типами шиберных затворов являются простота устройства и возможность быстрой замены контактных плит. Надежность скользящего затвора в большой степени зависит от тепловой стойкости и износостойкости огнеупорного материала контактных плит или дисков, от точности их изготовления и притирки. С целью предотвращения попадания металла в зазоры между деталями затворного блока их заполняют смесью песка и стальной стружки или графита с олевином. Для предотвращения застывания жидкого металла в сталевыпускном отверстии через пористые огнеупорные пробки подают инертный газ.

Поворотный затвор показан на рис. V.4. Поворотнаялюловка 5 выполнена с наружными зубьями и опирается на прижимную плиту 4. В гнезда головки вставляют сталеразливочные патрубки (коллекторы) б, а в расточку —поворотный диск 2 из огнеупорного материала с несколькими отверстиями. Неподвижный диск 1 из огнеупора изготовлен с отверстием, соосным сталевыпускному отверстию. Его устанавливают в обойму, закрепленную на корпусе ковша. Поворотный диск к неподвижному прижимают пружинами 3 с регулировочными болтами, воздействующими на прижимную плиту. Головки поворачивают приводом, включающим в себя электродвигатель 9, горизонтальный червячный редуктор 8 и открытую цилиндрическую передачу 7. Привод смонтирован на съемной плите, прикрепляемой к корпусу ковша.

Поворотный затвор

Недостатки поворотных затворов по сравнению с шиберными заключаются в сложности и высокой стоимости изготовления. Достоинства состоят в возможности быстрого изменения скорости разливки стали поворотом головки и переходом на коллектор другого проходного сечения

Расчет шиберных затворов

Для скользящих затворов без роликов сила сопротивления перемещению подвижной плиты может быть определена суммой двух составляющих.

Формула

где F0 – усилие, необходимое для разрушения застывшей корки металла, образовавшейся между плитами; а – коэффициент, учитывающий изменение коэффициента трения плиты о плиту во время разливки; (ы – коэффициент трения между плитами во время разливки; \лг – коэффициент трения скольжения стали по стали; Q – сила прижатия плит при разливке. Для затвора с роликами

Формула

где k – коэффициент трения качения ролика по направляющей; D – диаметр ролика

Согласно опытным данным в расчете можно принимать ц = = 0,12-f-0,18 для поверхностей трения, смазанных графитно-масляной эмульсией; при нормальном ходе разливки, когда затвор находится в закрытом положении не более двух минут принимают F0 = 0, а = 0,9 - 3,3; если затвор во время разливки был закрыт в течение 10 – 20 мин, то следует принимать F0 = 27 – 44 кН, а = 2,5 – 3,3..

Испытания затвора на ковше вместимостью 310 т показали, что сила прижатия плит находится в пределах 45 – 55 кН. Максимальное усилие, необходимое для перемещения подвижной плиты, не превышает 59 кН. Для магнезитовых плит с периклазовой вставкой сила прижима составила 60 – 65 кН.


Машины и агрегаты металлургических заводов. / В 3-х томах.Т.2 Машины и агрегаты сталеплавильных цехов. Учебник для вузов/Целиков А.И.,Полухин П.И.,Гребеник В.М. и др. 2-е изд.,перераб. и доп.– М.:Металлургия, – 1988 – 432 с. – С.– 257– 261