Стародубцев Борис Игоревич

рис. 1 – общий вид устройства

рис. 2 – вид по стрелке А

рис. 3 – разрез Б-Б

рис. 4 – разрез В-В

Устройство снабжено системой регулирования производительности дозатора 7 за счет изменения цикличности (частоты) подач порций смеси. В автоматическом режиме это реле времени, в ручном - пусковая кнопка. устройство 10 для подачи смеси в кристаллизатор 4 (шлаковод) выполнено в виде расширяется в направлении подачи смеси короба, является продолжением канала перемещения поршня 8. Выходы устройств 10 подачи смеси в кристаллизатор 4 в рабочем положении расположены по разным сторонам выпускного стакана 16 промковша 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении поршни 8 каждой системы занимают крайне правые положения на границах окон 13 при их открытом состоянии. Смесь загружают в приемный бункер 5. Из приемного бункера 5 она самотеком разделяется на два потока и поступает в расходные бункера 6 и далее через входные окна 13 в дозаторы 7 каждой системы 1, 2.

При выходе из окна 13 высыпаем смесь занимает объем, ограниченный днищем поршня 8 в исходном его положении, стенками канала перемещения поршня 8 и углом 90° естественного откоса смеси со стороны кристаллизатора 4. Вибраторы 14,15 работают постоянно.

В ручном режиме работы после нажатия кнопки "Пуск" пульта управления 16 пневмоцилиндр 9 осуществляет рабочий ход, отсекая поршнем 8 единичную дозу смеси и проталкивает ее через расширяется короб шлаковода 10 в кристаллизатор 4.

Холостой ход пневмоцилиндра 9 происходит автоматически в исходное положение поршня 8. При этом следующая единичная доза смеси самотеком поступает из расходного бункера 6 в дозатор 7. Следующий рабочий ход поршня 8 производят нажатием кнопки «Пуск», а в автоматическом режиме по команде реле. Сначала перемещена в короб порция смеси сдвигается по коробу дальнейшей порцией и так далее до выдачи ее в кристаллизатор. Производительность подачи смеси в кристаллизатор определяется частотой срабатывания пневмоцилиндра 9.

Выполнение устройства для подачи смесей в кристаллизатор в виде двух систем и выполнения загрузочных устройств в виде расширения коробов позволяет равномерно распределять смесь по поверхности металла в кристаллизаторе. Размещение устройства на тележке повышает удобство обслуживания кристаллизатора. Вибраторы, установленные на дозаторах, улучшают их заполнения, препятствуя свободному образованию смеси, а вибраторы, установленные на коробах устройств подачи смеси в кристаллизатор, способствуют более равномерному окончанию смеси и распределения ее по поверхности металла в кристаллизаторе, повышая тем самым качество слитка.

Выполнение дозатора в виде корпуса с каналом для перемещения поршня и окном для соединения с расходным бункером позволяет упростить устройство (использовать один привод) и повысить надежность работы.

Описание изобретения 644594: Устройство для подачи порошкообразных шлаковых смесей в кристаллизатор.

Известно устройство для подачи порошкообразных шлаковых смесей в кристаллизатор, включающий бункер для смеси, инжекционную камеру и трубопроводы, соединенные с коллектором. Коллектор установлен в верхней части кристаллизатора над мениском металла в нем и представляет собой замкнутую емкость с выходными отверстиями, ориентированными во внутреннюю полость кристаллизатора 11.

Недостатком известного устройства является то, что коллектор, расположенный в верхней части кристаллизатора, затрудняет технологическое обслуживание мениска металла. Кроме того, при многоручьевой разливке необходимо иметь устройство для каждого кристаллизатора. Что загромождает разливное площадка и снижает надежность работы всех устройств.

Известно устройство для подачи порошкообразных шлаковых смесей в кристаллизатор при многоручьевой разливке, включающий несколько герметичных камер, количества которых соответствует количеств, кристаллизаторов. Герметичные камеры через трубопроводы соединены с коллекторами, расположенными над каждым кристаллизации тором. Шлаковая смесь подается из герметичной камеры в коллекторе с помощью сжатого воздуха.

Устройство для подачи порошкообразных шлаковых смесей в кристаллизатор состоит из стационарного бункера 1, трубы 2, смонтированной на подшипниках качения 3 и 4, с отверстиями 5 и задвижками бы. Через трубу 2 проходит шнек 7, смонтированный на валу 8, имеет возможность поворота под действием поводу 9 на подшипниках качения 10, труба 2 снабжена рычагом 11, соединенным с пневмоцилиндром 12, а также лотками 13 и направляющими 14. Устройство для подачи шлаковой смеси в кристаллизатор работает следующим образом.

В процессе непрерывной разливки стали марки ССП жидкий металл 15 поступает в кристаллизатор 16. На мениск металла приводится слой шлака 17. В бункере 1 находится запас шлаковой смеси. Шнек 7, смонтированный на валу 8, проходит через бункер 1 в нижней части, вращается в подшипниках качения 10 под действием электропривода 9, при своем вращении шнек 7 перемещает шлаковую смесь по трубе 2, укрепленной на подшипинках качения 3, и 4. При транспортировке смеси отверстия 5 вместе с лотками 13 находятся в верхнем положении. Задвижки 6 сдвинуты по направляющим 14 для образования необходимого размера отверстий 5.

После заполнения трубы 2 на всю ее длину шлаковой смесью включается пневмоцилиндр 12, который, воздействуя на рычаг 11, возвращает трубу 2. В этот момент лотки 13 наклоняются и занимают положение над мениском металла в кристаллизаторе 1б. Шлаковая смесь высыпается из трубы 2 через отверстия 5 в кристаллизаторы 16 по лоткам 13. После этого труба 2 возвращается в прежнее положение, и шнек 7 под действием поводу 9 заполняет трубу 2 шлаковой смесью. Так как в этом положении отверстия 5 находятся в верхнем положении, то шлаковая смесь в процессе работы шнека 7 не высыпается из трубы 2.

Все существующие устройства имели определенные недостатки, которые не давали возможность смонтировать их у кристаллизатора МНЛЗ. Они имели большие габариты и большую массу, что мешало обслуживанию погружного стакана в кристаллизаторе. На кафедре МОЗЧМ на основании анализа преимуществ и недостатков известных устройств была создана установка, которая отвечала всем требованиям.

2.Описание конструкции устройства

На фиг. 3 показан вид сверху устройства для непрерывной дозированной подачи шлакообразующей смеси в кристаллизатор слябовой машины непрерывного литья заготовок.

Предлагаемое устройство включает бункер 1 с витрачаемою смесью 2, жестко закрепленный на металлической конструкции 3 и снабжен в нижней части камеры 4, связанной гибким металлическим рукавом 5 с наклонным подающим носком 6. Внутри бункера 1 в подшипниковых опорах 7 и 8 установлен вертикальный вал 9, нижний хвостовик которого соосно размещен в камере 4 и жестко соединен со стальной спиралью 10 размещенной с возможностью относительного вращения в гибком металлическом рукаве 5 по всей его длине. На бункере 1 сверху установлен мотор-редуктор 11, который с помощью муфты 12 связан с вертикальным валом 9. Наклонный носок 6 закреплен на каретке 13, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения на роликах 14 в С-образных направляющих горизонтально расположенной балки 15. Эта балка с помощью жестко связанного с ней кронштейна 16 и вертикальной оси 17 шарнирно закреплена в средней части на одном конце пустотелого несущей поворотной консоли 18, второй конец которой с помощью двух вертикальных пальцев 19 и 20 прикреплен к металлоконструкции 3. К кронштейна 16 жестко прикреплен рычаг 21 с помощью тяги 22 и пальцев 23 и 24 шарнирно связан с элементом 25 металлоконструкции 3. Размеры элемента 25, тяги 22, рычага 21 и поворотной консоли 18 подобраны таким образом, что они в совокупности образуют параллелограммного механизм, благодаря которому балка 15 имеет возможность плоско-параллельного движения в горизонтальной плоскости относительно широкой стенки кристаллизатора 26 в из промежуточного ковша 27 через погружной стакан 28 поступает жидкая сталь. Для перемещения каретки 13 по горизонтально расположенной балке 15 мотор-редуктор 29 смонтирован на далеком от кристаллизатора 26 конце поворотной консоли 18 и связан с хвостовиком вала 30, установленного в подшипниковых опорах 31 и 32 в полости консоли. На другом хвостовике вала 30 жестко закреплена коническая зубчатая шестерня 33, которая находится в зацеплении с коническим зубчатым колесом 34, имеющий возможность вращения относительно вертикальной оси 17, связывающая балку 15 и консоль 18. Коническое зубчатое колесо 34 находится в зацеплении с коническим валом-шестерней 35, установленным в опорах 36 и 37 на горизонтальной балке 15 и обеспеченным двумя жестко закрепленнми с зазором дисками 38, 39, между которыми его обвивает одним витком канат 40, огибающей установлены на осях блоки 41 и 42 и прикреплен с помощью натяжных винтов 43 и 44 к двум противоположным сторонам каретки 13. На концах балки 15 размещены передвижные концевые выключатели 45, 46 для реверсирования мотор-редуктора 29. Выходной вал мотор-редуктора 47, установленного на металлоконструкции 3, с помощью кривошипа 48, шатуна 49 и пальца 50 связан с поворотной консолью 18.

3. Принцип работы дозатора

Устройство работает следующим образом. Перед началом разливки бункер 1 заполняют шлакообразующих смесью 2 и осуществляют настройку положения пожилых подает носка 6 относительно передней широкой стенки кристаллизатора 26 с таким расчетом, чтобы носок не трогал в кристаллизаторе погружной стакан 28 промежуточного ковша 27. Указанная настройка выполняется за счет поворота пустотелого консоли 18 вертикальной пальцах 19 и 20 по помощью мотор-редуктора 47, связанного с ней с помощью кривошипа 48, шатуна 49 и пальца 50. Благодаря тому, что жестко связан с металлоконструкцию 3 элемент 25, тяга 22 поворотная консоль 18 и рычаг 21 образуют параллелограммного механизм, при повороте несущей консоли 18 рычаг 21 и жестко связанный с ним кронштейн 16 вместе с балкой 15 выполняют плоско-параллельное перемещение в горизонтальной плоскости относительно широкой стенки кристаллизатора 26 и тем самым обеспечивают возможность расположения параллельно ее на необходимом удалении балки 15 в зависимости от заданной толщины слябовой заготовки, которую предполагается отливать. Затем концевые выключатели 45 и 46 устанавливают на балке 15 напротив узких стенок кристаллизатоора 26.

После запуска ручья машины непрерывного литья заготовок, когда уровень жидкой стали в кристаллизаторе 26 поднимется до установленной отметки, осуществляют пуск мотор-редуктора 11, обеспечивающий через муфту 12 вращения установленном в опорах 7 и 8 вертикальном валу 9.

Вместе с валом 9 вращаться жестко связанная с ним стальная спираль 10 что витками верхней части, находятся в камере 4 бункера 1, осуществляет забор шлакообразующей смеси и по каналу гибкого трубопровода 5 транспортирует ее к наклонному носка 6, подающий ШОС. В момент начала поступления шлакообразующей смеси с носка 6 на зеркало металла в кристаллизаторе 26 запускают мотор-редуктор 29, который начинает вращать вал 30, установленный в опорах 31 и 32 в полости консоли 18. При этом закрепленная на его хвостовике коническая зубчатая шестерня 33, приводит во вращение относительно вертикальной оси 17 коническое зубчатое колесо 34, которая передает вращение коническом валу-шестерни 35, установленном в опорах 36 и 37. При вращении вала-шестерни 35 канат 40, обвивающая его одним витком между дисками 38 и 39, огибающей блоки 41 и 42 и связан с помощью натяжных винтов 43 и 44 с кареткой 13, заставит ее передвигаться на роликах 14 вместе с носком 6 по С-образных направляющих горизонтально расположенной балки 15 вдоль широкой стенки кристаллизатора 26.

Благодаря установленным на концах балки 15 раздвижным конечным выключателям 45 и 46, расстояние между которыми соответствует ширине слябовой заготовки, которая отливается и переключателя, закрепленного на каретке 13 (условно не показано), мотор-редуктор 29 реверсируют в момент нахождения каретки в крайних положениях, в результате чего она совершает возвратно-поступательное движение вдоль широкой стенки кристаллизатора, обеспечивая подачу в его полость шлакообразующей смеси в непрерывном режиме с заданным количеством расходы ШОС.

В случае необходимости скорой замены погрузите тельного стакана, что вышел из строя, при серийного разливки, а также после его завершения устройство переводят из рабочей позиции в положение парковки, для чего останавливают мотор-редуктор 29 привода перемещения каретки 13 и запускают мотор-редуктор 47, который, воздействуя через кривошип 48, шатун 49 на консоль 18 возвращает ее на угол 90о. При повороте консоли 18 благодаря наличию параллелограммного механизма, балка 15 вместе с кареткой 13, осуществляя плоскопараллельное перемещения по кристаллизации 26 освобождает рабочее пространство у разливочного устройства промежуточного ковша 27 как показано на рисунке.

Таким образом, благодаря тому, что в заявленном устройстве появляется приводной мотор-редуктор 29 установлен стационарно на противоположном от кристаллизатора конце поворотной консоли 18, он не поддается интенсивному тепловому воздействию со стороны жидкого металла, а кабель, подводящий к мотор-редуктора электропитания, не выполняет движения в пространстве, то есть на него не действует Изгибающее деформация, повышенная надежность предложенной механической системы и упрощенные ее обслуживании и эксплуатация.

Выводы

Данное устройство собрано в лабораторных условиях, на нем неоднократно были проведены исследования, которые показали все преимущества и простоту в управлении. Данный дозатор можно использовать на слябовых МНЛЗ, он отличается своей универсальностью и компактностью, а также экономит расходы самой шлакообразующей смеси и энергии потребляют на работу всех его механизмов. Кроме того с его помощью удается повысить и улучшить качество производимой заготовки.

Список источников

1. Металлургические мини-заводы: Монография/ Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. – Донецк:2005. – 469 с.
2. Комплексное использование высокоосновных теплоизолирующих, шлакообразующих рафинировочных и разливочных смесей при высокоскоростной разливке на слябовой МНЛЗ / О. Б. Исаев, В. В. Акулов, А.И.Троцан и др. // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» ОАО «Черметинформация». – 2007. - №7. – С. 25-31.
3. Смирнов А.Н., Куберский С.В., Штепан Е.В. Непрерывная разливка стали: Учебник. – Донецк: ДонНТУ, 2011. – 482 с.
4. Процессы непрерывной разливки: Монография / Смирнов А. Н., Пилюшенко В. Л., Минаев А. А. И др. – Донецк: ДонНТУ, 2002. – 536 с.
5. ООО «НПКП Солотвин» - Производство теплоизолирующих и шлакообразующих смесей для современных МНЛЗ / С. В. Шлемко, С. В. Шостак, А. В. Пащенко и др. // «50 лет непрерывной разливке стали в Украине»: Сб. научн. тр. / под ред. проф., д.т.н. Д. А. Дюдкина, проф., д.т.н. А. Н. Смирнова. – Донецк: Изд-во «Ноулидж» (донецкое отделение), 2010. - С. 213 – 223.
6. Зайцев А.И., Лякишев Н.П., Артуняк Н.А. и др. // Металлы 2005, №3, с. 3-15.
7. Зайцев А.И., Лейтейс А.В., Либерман А.Л. // Сталь, 2003, №3, с. 70-74.
8. Куклев А. В., Лейтес А. В. Практика непрерывной разливки стали. – М.: Металлургиздат, 2011. – 432 с. Ил.
9. Зайцев А.И., Калмыков К.Б. // Труды девятого конгресса сталеплавильщиков. 2007, с. 638-644.
10. Смирнов А.Н., Макуров С.Л., Епишев М.В. и др. // Металл и литье Украины, 2006, № 3. с. 55-57.
11. A comparison of the mould powders used to cast slabs, billets and blooms / S.Sridnar, K.S.Mills, V.Ludlow ea // 3rd European Conf. on Continuous Casting, Madrid-Spain, October 20-23, 1998. - 246 Madrid:1998.-P.807-816.
12. Einsatz von unterschiedlichen Gei?pulveren beim Stranggie?en von Vorblocken und Knuppeln / H.Abratis, F.Hoffer, M.Junneman ea // Stahl und Eisen. 1996. Nr.4. – S.85-91.247
13. Шлакообразующие смеси ТСК для кристаллизатора МНЛЗ ЗАО «АзовЭлектроСталь» / М.А. Шумаков, В.В. Балакин, В.А. Шабловский и др. // Сб. научн. тр. конф. «50 лет непрерывной разливке стали в Украине» 4-5 ноября 2010.: Донецк.- С. 507 – 514.
14. Snowdon B., Cooper G. Developments in continuous flux feed systems for continuous casters // AISE Steel Technology. 2000/ No.5. – P.40-42. 249
15. Kwong A., O’Brien S., Zinni M. The design and Start-up of the Granular Mold Flux Feeder at Stelco Hiton Works Slab and Bloom Casters // 2000 Steel Conference Proceedings. – P.263-267.250
16. Schrewe H.F., Pleschiutschnig F.P. 20 years supper low head continuous casting at Mannesmann // World Steel & Metalworkihg. – Dusseldorf: V.7, 1985. – P.81-96.251
17. 252Production of super clean steel by slab continuous casting process / S.Uchida, T.Masaoka, H.Uchibori e.a.// Nippon Kokan Technical Rehort.№36. 1982/ - P.42-55.
18. Параметры, влияющие на чистоту стали в непрерывнолитых заготовках/ А. Пальмарес, П. Дауби, П. Мюссе и др..// Чистая сталь. – М.: Металургія, 1987. – С.109-128.253
19. Смирнов А.Н., Пильгаев В. М. Перспектива развития технологии и оборудования непрерывного литья заготовок для плоского проката // Металлургические процессы и оборудование. – 2009. - №2. – С. 13 -18.
20. Опробование автоматизированной подачи порошковых ШОС в кристаллизатор слябовой МНЛЗ / В. В. Соколов, Д. Б. Фойгт, В. В. Липень и др. // Сталь. – 2004. - № 5. – С. 37 – 38.
21. Еронько С.П. Опыт конструирования систем дозированной подачи шлакообразующих смесей в кристализаторы машин непрерывного литья заготовок. / ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Черная металлургия». – 2011. - № 11. – С. 35-40.
22. Дождиков В.И., Шеинфельд И.И., Бережанский В.Е. Комплексное исследование условий контакта непрерывного слитка со стенками кристаллизатора: Зб. Науч. Трудов ЦНИИчермет. Непрерывная разливка стали. – М.: Металлургия. 1989. С. 32-43.
23. Разработка ШОС для нестационарных режимов разливки на сортовых МНЛЗ / Д.Б. Фойгт, А.В. Шукан, А.Н. Иванов и др. // Сталь. 2009. №4. С. 25-27.
24. Дюдкин Д.А. Качество непрерывнолитой стальной заготовки. – К.: Тэхника, 1988. – 253 с.
25. Информация с официального сайта компании Sert-Metal. [Электронный ресурс]. Режим доступа http://www.sert-metal.com SERT-Metal Flow Control.
26. . С.П. Еронько /д.т.н./, А.Л. Сотников, А.А. Котелевец ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет» (Донецк, Украина)В.А. Чеченев /д.т.н./Государственный институт подготовки и переподготовки кадров промышленности (Днепропетровск, Украина) Исследование и расчет энергосиловых параметров автономной пневмомеханической системы дозированной подачи шлакообразующей смеси в кристаллизатор МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. – 2011. - №2. – С. 10 – 18.
27. Разработка устройства для непрерывной подачи шлакообразующей смеси в кристаллизаторы слябовой МНЛЗ / С. П. Еронько, С. В. Шлемко, В. В. Акулов и др. // ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Черная металлургия». – 2009. - № 4. – С. 36-38.
28. Новые системы дозированной подачи порошкообразных и гранулированных шлакообразующих смесей в кристаллизаторы МНЛЗ / С. П. Еронько, С. В. Мечик, С. А. Бедарев и др. // Металлургические процессы и оборудование. – 2009. - №2. – С. 34-38.