Устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок

Изобретение относится к металлургии, а точнее к непрерывной разливке металлов и предназначено для автоматической замены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок. Технический результат - повышение надежности, расширение технологических возможностей его использования, снижение затрат на расходуемые элементы и уменьшение мощности привода. Для этого упругие элементы установлены на оправках, взаимодействующих с плечом рычага, а вторым своим концом упираются в два шарнирно закрепленных балансира, расположенных с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора вдоль линии его перемещения и выполненных с возможностью поворота в вертикальной плоскости. 1 н.п.ф., 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургии, а точнее к непрерывной разливке металлов и предназначено для автоматической замены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок.

Известно устройство автоматической смены погружных стаканов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок [Описание изобретения к патенту ЕР 0835706 А1 от 09.09.1997, МПК⁶: B22D 41/56, опубл. 15.04.1988], в котором двуплечие рычаги прижима стакана-дозатора опираются на горизонтальную цилиндрическую ось. Одно плечо рычага нагружено витой цилиндрической пружиной, а другое плечо, воздействуя на фланец стакана-дозатора, прижимает его к ковшевому стакану. На одной оси располагаются три рычага.

К недостаткам данного устройства можно отнести то, что упругие элементы не имеют оправок, что, в свою очередь, дает возможность использования в качестве таковых лишь витые цилиндрические пружины.

Известно устройство [Описание изобретения к патенту ЕР 0869856 B1 от 30.06.1999, МПК⁶: B22D 41/24, опубл. 23.10.1997], в котором двуплечий рычаг прижима погружного стакана опирается на горизонтальную цилиндрическую ось. Одно плечо рычага нагружено тарельчатой пружиной, а другое плечо, воздействуя на фланец погружного стакана, прижимает его к ковшевому стакану. На плече рычага, воздействующем на фланец погружного стакана, имеется съемная накладка из износоустойчивого материала. На одной оси располагаются четыре рычага.

К общим недостаткам описанных выше устройств можно отнести то, что несколько рычагов закреплено на одной общей оси, что вызывает трудности в сборке и ремонте механизма, так как для замены одного рычага необходимо вынимать всю ось вместе с другими рычагами. В процессе переталкивания погружных стаканов и стаканов-дозаторов на ось действует не только усилие упругого элемента и реакция со стороны фланца погружного стакана, но и изгибающий момент от силы трения фланца стакана о рычаг, ось подвергается сложному пространственному изгибу, что в сочетании с высокой температурой является причиной ее коробления, и, как следствие, повышается вероятность отказа устройства;

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявленному устройству является устройство автоматической смены стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок фирмы Danieli [См. статью «Устройство для быстрой замены стаканов-дозаторов промежуточного ковша сортовой МНЛ3», Черметинформация 2, 2007 г.], в котором двуплечий рычаг прижима стакана-дозатора опирается на коническую поверхность вертикальной цапфы. Каждый рычаг опирается на свою индивидуальную цапфу.

К недостаткам данного устройства можно отнести то, что по мере износа поверхности, по которой перемещается фланец стакана-дозатора, необходимо заменять весь рычаг. Кроме того, форма рычага (при неизменной оси качания) не позволяет разместить в корпусе устройства пружину больших габаритов и, соответственно, меньшей жесткости и большей надежности.

Общим недостатком описанных выше устройств является то, что каждый упругий элемент жестко воздействует на отдельный рычаг. Данный недостаток проявляется в следующем: в процессе эксплуатации упругие элементы могут с различной скоростью терять упругие свойства, что отрицательно сказывается на устойчивости перемещаемых погружных стаканов и стаканов-дозаторов, увеличивает вероятность прохода металла между контактными поверхностями стаканов.

Задача, решаемая настоящим изобретением, и достигаемый технический результат, заключаются в повышении надежности устройства автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов, расширении технологических возможностей его использования, снижении затрат на расходуемые элементы и уменьшение мощности привода.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок упругие элементы установлены на оправках, которые взаимодействуют одним своим концом с плечом рычага, при этом упругие элементы вторым своим концом взаимодействуют с двумя шарнирно закрепленными балансирами, расположенными с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора вдоль линии его перемещения и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

Кроме этого:

- рычаг образует с вертикальной цапфой вращательную кинематическую пару, при этом, по крайней мере, одна из контактирующих поверхностей рычага или цапфы выполнена сферической.

- одно плечо рычага содержит рабочую поверхность сферической формы с заходными фасками для взаимодействия с фланцем погружного стакана или стакана-дозатора, а второе плечо содержит площадку для взаимодействия с упорной частью оправки.

- рычаг имеет Z-образную форму, симметричную относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.

- устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов содержит четное количество упругих элементов с каждой стороны стакана вдоль линии его перемещения, при этом упругие элементы располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и симметрично относительно центра вращения балансиров.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показано устройство автоматической смены стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок, на фиг.2 показан разрез А-А фиг.1.

Устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок содержит погружной стакан или стакан-дозатор 1, двуплечие рычаги первого рода 2, расположенные с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора 1 вдоль линии его перемещения, вертикальные цапфы 3, корпус 4, монтажную раму 5, ковшевой стакан 6 и упругие элементы 7, установленные одним своим концом на оправках 8, которые взаимодействуют с плечом рычага 2, при этом упругие элементы 7 вторым своим концом взаимодействуют с двумя шарнирно закрепленным балансирами 9, расположенными с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора 1 вдоль линии его перемещения и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

Рычаг 2 образует с вертикальной цапфой 3 вращательную кинематическую пару, при этом, по крайней мере, одна из контактирующих поверхностей рычага 2 или цапфы 3 выполнена сферической.

Одно плечо рычага 2 содержит рабочую поверхность сферической формы с заходными фасками для взаимодействия с фланцем погружного стакана или стакана-дозатора 1, а второе плечо содержит площадку для взаимодействия с упорной частью оправки 8.

Рычаг 2 имеет Z-образную форму, симметричную относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.

Устройство содержит четное количество упругих элементов 7 с каждой стороны погружного стакана или стакана-дозатора 2 вдоль линии его перемещения, при этом упругие элементы 7 располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и симметрично относительно центра вращения балансиров 9 и могут быть выполнены в виде витых цилиндрических пружин, а также тарельчатых, сильфонных и т.д.

Устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов входит в состав машины непрерывного литья заготовок, используется при непрерывной разливке стали из промежуточного ковша, а именно, осуществляет своевременную автоматическую замену вышедших из строя погружных стаканов и стаканов-дозаторов и обеспечивает постоянный прижим погружного стакана или стакана-дозатора 1 к ковшевому стакану 6 во избежание прорыва жидкого металла между контактными поверхностями стаканов и компенсации неточности изготовления огнеупоров.

При работе в высокотемпературных условиях продолжительное время упругие элементы 7 независимо друг от друга и с разной интенсивностью теряют упругие свойства, вызывая тем самым неравномерность прижатия огнеупорных стаканов 1 и 6, при этом балансиры 9 выполняют функцию выравнивания нагрузки, создаваемой упругими элементами 7.

Благодаря тому, что упругий элемент 7, одним своим концом через оправку 3 воздействует на рычаг 2, а вторым концом на балансир 9, компенсируется разнотолщинность фланцев перемещаемых погружных стаканов и стаканов-дозаторов 1, путем обеспечения их постоянного поджатия с равномерно распределенным усилием. Такое компоновочное решение позволяет не доводить требования к толщине фланцев перемещаемых стаканов до прецизионных значений.

Устройство работает следующим образом: подаваемый на позицию разливки погружной стакан или стакан-дозатор 1 заходит на подпружиненные рычаги 2 при помощи имеющихся на них заходных фасок и дальше перемещается по сферическим поверхностям рычагов 2, при этом вытесняя отработавший погружной стакан или стакан-дозатор 1 на позицию извлечения.

При подаче погружного стакана или стакана-дозатора 1 на позицию разливки каждая пара расположенных напротив друг друга рычагов 2 по мере продвижения стакана 1 отклоняется в вертикальной плоскости относительно цапфы 3, сжимая упругие элементы 7, в качестве которых используются пакеты тарельчатых пружин, упирающиеся в балансиры 9, шарнирно закрепленные на монтажной раме 5 посредством пальцев 10.

При осадке упругого элемента 7, расположенного с одной стороны от центра вращения балансира 9, упругие элементы 7, расположенные по другую сторону, разжимаясь, разворачивают балансир 9 в направлении ослабшего упругого элемента 7, при этом выравнивая нагрузку между всеми рычагами 2.

Благодаря тому, что рычаги 2 имеют Z-образную форму, симметричную относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей, при износе сферических выступов на рабочей поверхности рычага 2 можно использовать его противоположную сторону посредством разворота рычага на 180° вокруг горизонтальной оси.

В результате использования изобретения повысилась надежность устройства автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок, расширились технологические возможности его использования, снизились затраты на расходуемые элементы и уменьшилась мощность привода.

1. Устройство автоматической смены погружных стаканов и стаканов-дозаторов промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок, содержащее двуплечие рычаги первого рода, расположенные с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора вдоль линии его перемещения, вертикальные цапфы, корпус, монтажную раму, погружной стакан или стакан-дозатор, ковшевой стакан и упругие элементы, установленные на оправках, взаимодействующих одним своим концом с плечом рычага, отличающееся тем, что упругие элементы вторым своим концом взаимодействуют с двумя шарнирно закрепленными балансирами, расположенными с двух противоположных сторон перемещаемого погружного стакана или стакана-дозатора вдоль линии его перемещения и выполненными с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

2. Устройство по п.1. отличающийся тем, что рычаг образует с вертикальной цапфой вращательную кинематическую пару, при этом, по крайней мере, одна из контактирующих поверхностей рычага выполнена сферической.

3. Устройство по п.1. отличающееся тем, что одно плечо рычага содержит рабочую поверхность сферической формы с заходными фасками для взаимодействия с фланцем погружного стакана или стакана-дозатора, а второе плечо содержит площадку для взаимодействия с упорной частью оправки.

4. Устройство по п.1. отличающееся тем, что рычаг имеет Z-образную форму, симметричную относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.

5. Устройство по п.1 отличающееся тем, что оно содержит четное количество упругих элементов с каждой стороны погружного стакана или стакана-дозатора вдоль линии его перемещения, при этом упругие элементы располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и симметрично относительно центра вращения балансиров.