Механізм хитання кристалізатора слябової машини безперервного лиття

Механізм хитання кристалізатора слябової машини безперервного лиття, що включає поздовжні рами, встановлені паралельно одна одній з розміщеними вздовж них траверсами з опорними площинками для кристалізатора із прямокутною наскрізною порожниною, встановлюваного таким чином, щоб більші сторони порожнини були перпендикулярні траверсам, і приводи хитання, які закріплені на кожній з рам, виконавчі органи яких з’єднані з відповідною траверсою, а осі приводів хитання та вертикальна вісь прямокутної порожнини кристалізатора розміщені в одній площині, який відрізняється тим, що площина розміщення осей згаданих приводів хитання повернена відносно вертикальної осі прямокутної наскрізної порожнини кристалізатора таким чином, що осі приводів рівновіддалені від опорних площинок траверс. Винахід відноситься до металургійного машинобудування і може бути використаним у складі обладнання машини безперервного лиття заготівок, одержуваних з використанням кристалізаторів. При одержанні заготівок у машинах безперервного лиття рідкий метал заливають у кристалізатор, стінки якого утворюють наскрізну порожнину з поперечним перерізом завданої форми та розмірів, де починається формування перетину заготівки та первинне охолодження безперервно литої заготівки за рахунок відбору тепла від зовнішніх сторін стінок кристалізатора. При цьому для виключення схоплювання гарячого металу заготівки зі стінками кристалізатора та порушення цілісності оболонки заготівок технологією передбачене надання кристалізатору хитальних рухів весь період добування заготівки із кристалізатора по режиму, який підбирають у залежності від хімічного складу матеріалу заготівки, параметрів поперечного перерізу та інших факторів. Для виконання цієї функції призначений механізм хитання кристалізатора. Відомий механізм хитання кристалізатора за міжнародною заявкою WO 2005/105342, В22Д 11/053. До його складу входять стаціонарна рама, виконана із двох частин, прикріплених до фундаменту, і розміщений над нею стіл коробчастої форми із центральною наскрізною порожниною, призначеною для розміщення в ній кристалізатора, у цьому випадку прямокутного перетину. До складу механізму хитання входять також чотири циліндри, призначені для переміщення стола із кристалізатором, і два важелі, розміщені із двох сторін стола, кожний з яких одним кінцем шарнірно з’єднаний зі столом, а іншим - шарнірно зв'язаний зі стаціонарною рамою. Корпуси циліндрів хитання закріплені на рамі, а їхні штоки з’єднані зі столом. Працює механізм хитання кристалізатора наступним чином. Гідроциліндрами привода переміщення стіл із кристалізатором виставляється у вихідне положення, при якому кристалізатор займає нульове положення, вивірене у вертикальній і в горизонтальної площинах. Випускають рідкий метал із промковша в кристалізатор і вмикають циліндри пере (19) UA (11) 88675 (13) C2 (21) a200709645 (22) 27.08.2007 (24) 10.11.2009 (46) 10.11.2009, Бюл.№ 21, 2009 р. (72) КОЧИН ЛЕОНІД ПАВЛОВИЧ, ВОЛЬВАЧ ОЛЕКСАНДР ЄВГЕНІЙОВИЧ, ПЛУГАТАР ВІКТОР СЕМЕНОВИЧ, БІЛОБРОВ ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, МОСІН ЮРІЙ ВЛАДИСЛАВОВИЧ, ПІЛЬГАЄВ ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "НОВОКРАМАТОРСЬКИЙ МАШИНОБУДІВНИЙ ЗАВОД" (56) UA, 4235, U, 17.01.2005 WO, 2005/105342, A1, 10.11.2005 US, 5505249, A, 09.04.1996 JP, 2000079448, A, 21.03.2000 US, 6138743, A, 21.10.2000 DE, 102004018602, A1, 11.03.2005 3 міщення стола, які надають кристалізатору хитального руху із завданою амплітудою і частотою. При виконанні коливальних рухів із встановленими параметрами стіл із кристалізатором переміщується по завданій траєкторії, яка забезпечується параметрами важеля та системою керування гідроциліндрами. Слід зазначити, що наявність у складі пристрою чотирьох циліндрів переміщення стола, системи синхронізації їхньої роботи, а також шарнірних з’єднувань важелів з вузлами механізму ускладнює конструкцію механізму хитання кристалізатора. Відомий також інший механізм хитання кристалізатора, наведений у патенті США №5505249, В22Д11/00, призначений переважно для одержання безупинно литих тонких слябів, конструктивно більш близький до заявляємого пристрою, і прийнятий у якості прототипу. До його складу входять, два циліндри переміщення, встановлені на фундаменті паралельно один одному поздовжні рами, уздовж яких розміщені траверси з опорними площинками на верхніх частинах, призначених для розміщення кристалізатора із прямокутною наскрізною порожниною, розташовуваного таким чином, щоб більші сторони порожнини кристалізатора були перпендикулярні траверсам. До кожної з рам прикріплений корпус циліндра переміщення, а його виконавчий орган - шток, з’єднаний з відповідною траверсою, причому осі приводів переміщення траверс і вертикальна вісь наскрізного паза кристалізатора розміщуються в одній площині, яка проходить через серединні частини траверс. Робота механізму хитання кристалізатора здійснюється наступним чином. За допомогою циліндрів переміщення виставляють траверси у вихідне положення, і розміщують на них кристалізатор із прямокутною наскрізною порожниною таким чином, щоб кристалізатор зайняв нульове положення. Вмикають привода переміщення, які надають траверсам, що несуть кристалізатор, синхронні хитальні рухи. Потім подають рідкий метал із проміжного ковша у кристалізатор, який здійснює хитальні рухи разом із траверсами весь період роботи пристрою для виключення схоплювання скоринки заготівки зі стінками кристалізатора при витяганні її затравкою із кристалізатора. У порівнянні з описаним раніше пристроєм даний механізм хитання кристалізатора має більш просту конструкцію, завдяки оснащенню його меншою кількістю складних приводних вузлів - приводів хитання траверс, керованих більше простою системою синхронізації їхніх рухів. Однак, слід зазначити, що через розміщення циліндрів хитання траверс у положенні, близькому до осі механізму хитання, утруднений до них доступ, тому що простір перед циліндрами і за ним зайнятий іншими вузлами, наприклад, гнучкими підведеннями та відводами води, що охолоджує кристалізатор, пристроями зрівноважування приводної траверси, тому перш ніж виконати демонтаж циліндра хитання з метою заміни, наприклад, зношених елементів або ревізії його вузлів потріб 88675 4 ні значні витрати часу, пов'язані з демонтажем і наступним монтажем згаданих вузлів та механізмів, що збільшує підготовчо - заключну складову в загальному часі роботи механізму хитання, і знижує його продуктивність. Крім того, циліндри переміщення траверс разом із встановленою на них апаратурою керування перебувають у зоні високих температур і піддані сильному тепловому впливу, що негативно позначається на їхній довговічності. Таким чином, до недоліків найближчого аналогу слід віднести незадовільну продуктивність при одночасно незадовільній довговічності. До основи винаходу поставлене завдання створення механізму хитання слябової машини безперервного лиття, що дозволяє досягати більш високої продуктивності при одночасному підвищенні довговічності пристрою. Поставлене завдання вирішується за рахунок технічного результату, який полягає в скороченні часу, який затрачують на заміну та обслуговування гідроприводів механізму хитання кристалізатору. Для досягнення вищевказаного технічного результату в механізмі хитання кристалізатора слябової машини безперервного лиття, що включає поздовжні рами, встановлені паралельно одна одній з розміщеними уздовж них траверсами з опорними площинками для кристалізатора із прямокутною наскрізною порожниною, встановлюваного таким чином, щоб більші сторони порожнини були перпендикулярні траверсам, і приводи хитання, закріплені на кожній з рам, виконавчі органи яких з’єднані з відповідною траверсою, а осі приводів хитання та вертикальна вісь прямокутної порожнини кристалізатора розміщені в одній площині, відповідно до винаходу площина розміщення осей приводів хитання повернена відносно вертикальної осі прямокутної наскрізної порожнини кристалізатора таким чином, що осі приводів рівно віддалені від опорних площинок траверс; при цьому розміщення циліндрів переміщення траверс у районі, віддаленому від зони дії гарячого металу знижує інтенсивність теплового впливу на його вузли, сприяє підвищенню їхньої довговічності та підвищує довговічність механізму хитання в цілому. У результаті порівняльного аналізу рішення, що заявляється, і найближчого аналогу встановлено, що вони мають наступні загальні ознаки: - поздовжні рами, встановлені паралельно одна одній; - траверси з опорними площинками для кристалізатора із прямокутною наскрізною порожниною, встановлюваного таким чином, щоб більші сторони порожнини були перпендикулярні траверсам; - розміщення траверс уздовж поздовжніх рам; - приводи хитання, закріплені на кожній з рам; - з’єднання виконавчих органів приводів хитання з відповідною траверсою; - розміщення осей приводів хитання та вертикальної осі прямокутної порожнини кристалізатора в одній площині; і відмітні ознаки: 5 - поворот площини розміщення осей приводів хитання траверс відносно вертикальної осі прямокутної наскрізної порожнини кристалізатору таким чином, що осі приводів рівно віддалені від опорних площинок траверс. Таким чином, пропонований механізм хитання кристалізатора слябової машини безперервного лиття має нові взаємні розміщення вузлів. Між відмітними ознаками та технічним результатом, що досягається, існує причино-наслідковий зв'язок. Завдяки повороту площини розміщення осей приводів хитання траверс відносно вертикальної осі прямокутної наскрізної порожнини кристалізатору осі приводів розмістилися рівно віддаленими від опорних площинок траверс, стало можливим при необхідності проведення ревізії та профілактичного обслуговування гідроприводів, а також у випадку заміни приводів хитання виконувати меншу кількість збирально-розбірних операцій, пов'язаних з демонтажем суміжних вузлів для забезпечення доступу до приводів хитання траверс за рахунок розміщення їх біля країв траверс у місцях більш доступних для обслуговування, що скорочує підготовчо-заключну складову у загальному часі, приводить до збільшення часу роботи обладнання та підвищенню продуктивності механізму хитання кристалізатору слябової машини безперервного лиття заготівок; одночасно із цим завдяки згаданому повороту площини розміщення приводів переміщення траверс відносно вертикальної осі порожнини кристалізатора стало можливим винести циліндри з апаратурами керування із зони високотемпературного теплового впливу, що сприяє підвищенню їхньої довговічності та приводить до підвищення довговічності механізму хитання у цілому. Таким чином, все вищесказане забезпечує досягнення поставленого завдання - підвищення продуктивності механізму хитання кристалізатору при одночасному підвищенню його довговічності. Виключення з вищевказаної сукупності ознак відмітних ознак не забезпечує рішення поставленого завдання. Рішення, що заявляється, не відомо з рівня техніки, тому воно є новим. Рішення, що заявляється, має винахідницький рівень, тому що пропоноване виконання механізму хитання кристалізатору вертикальної машини безперервного лиття заготівок для фахівця не є очевидним з рівня техніки. Рішення, що заявляється, промислово придатне, тому що його технічне та технологічне використання не представляє складностей, наприклад, в умовах ЗAT HKM3. З використанням рішення, що заявляється, виконаний робочий проект для машини безперервного лиття слябових заготівок Новоліпецького металургійного комбінату. Таким чином, пропонованому технічному рішенню може бути надана правова охорона, тому що воно є новим, має винахідницький рівень і промислово застосовано, тобто відповідає всім критеріям винаходу. Винахід пояснюється кресленнями, на яких зображене наступне: 88675 6 Фіг.1 - механізм хитання кристалізатора вертикальної або криволінійної слябової машини безперервного лиття; Фіг.2 - механізм хитання кристалізатора радіальної слябової машини безперервного лиття. До складу механізму хитання кристалізатора слябової машини безперервного лиття входять встановлені паралельно одна одній дві поздовжні рами 1, прикріплені до фундаменту, а також встановлені уздовж них траверси 2, виконані з опорними площинками, призначеними для встановлення кристалізатору 3, що містить прямокутну наскрізну порожнину, розміщену в центрі. Кристалізатор 3 встановлюють на опорні площинки траверс 2 так, що більші сторони наскрізної порожнини були перпендикулярні поздовжнім осям траверс 2. До кожної траверси 2 прикріплені вільними кінцями верхні та нижні ресори 4, виконані у вигляді пластин з штабової сталі, розміщені паралельно одна одній в горизонтальній площині. У середній частині ресори 4 жорстко з’єднані з поздовжніми стаціонарними рамами 1. До складу механізму хитання кристалізатора входить привод хитання, виконаний у цьому випадку у вигляді двох гідроциліндрів 5, корпуса яких прикріплені до відповідної поздовжньої рами 1, а виконавчі органи прикріплені біля країв поздовжньої рами 1, а їхні осі розташовані в одній площині з вертикальною віссю порожнини кристалізатору 3, поверненій відносно вертикальної осі наскрізної порожнини кристалізатору 3 таким чином, що осі приводів рівно віддалені від опорних площинок траверс 2. Напрямок повороту площини встановлення циліндрів 5 привода відносно вертикальної осі порожнини кристалізатору 3 може бути як по годинній стрілці, так і проти неї і вибирається з конструктивних міркувань і зручності обслуговування. Між кожною поздовжньою рамою 1 і траверсою 2 розміщені пристрої зрівноважування мас траверс 2 і кристалізатору 3, виконані в цьому випадку у вигляді пружин 6. Для первинного виставлення траверс 2 без перекосів по горизонталі та вертикалі використовують регульовані упори 7. Робота механізму хитання кристалізатора здійснюється наступним чином. Гідравлічні циліндри хитання 5 надають траверсам 2 із кристалізатором 3, коливальний рух, частота та амплітуда якого обумовлені технологічним процесом. Коливальний рух траверс 2 із кристалізатором 3 відносно поздовжніх рам 1 відбувається або по дузі радіуса R (Фіг.2), або у вертикальному напрямку (Фіг.1), у залежності від типу машини. У першому випадку ресори 4 розташовані в площинах двогранного кута, сторони якого виходять із лінії, що проходить через центр дуги з радіусом R, для забезпечення руху кристалізатору 3 по траєкторії, максимально наближеній до теоретичної дуги з радіусом R. У другому випадку напрямні 4 взаємно паралельні, і кристалізатор 3 рухається у вертикальному напрямку. 7 88675 У вихідному положенні сила від ваги рухливих частин, що включає вагу траверс 2 і кристалізатору 3, врівноважені силою стиску пружин 6. Перед першим запуском машини виконують вивірку положення рухливих траверс 2 і встановлюють їх у нульове положення відносно осі хитання за допомогою регульованих упорів 7, які фіксують траверси 2 у цьому положенні. При цьому штоки гідравлічних циліндрів 5, з'єднані із приводними траверсами 2 займають відповідне положення, і вмонтовані в гідроциліндри 5 датчики видають у систему керування сигнал, що запам'ятовується як «0». Після цього регульовані упори 7 звільняють від контакту з траверсами 2. При подачі робочої рідини в порожнини гідроциліндрів 5 траверси 2 із кристалізатором 3 здійснюють зворотно-поступальний рух відносно поздовжніх рам 1 відповідно до заданого закону по заданій траєкторії. При здійсненні хитного руху ресори 4 утримують траверси 2 із кристалізатором 3 від зсуву від заданої траєкторії переміщення. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 Після виробітку завданого ресурсу часу або для виконання планових ревізій і заміни вузлів, що зносилися, циліндрів 5 механізм хитання кристалізатора зупиняють, демонтують циліндри 5, і виконують необхідні заміни вузлів і деталей, потім встановлюють їх на колишні місця. При цьому на виконання демонтажу та монтажу циліндрів 5 витрачають мінімальний час, тому що немає необхідності у додаткових монтажно-демонтажних роботах, пов'язаних із суміжними вузлами пристрою. Із усього вищевикладеного видно, що виконання механізму хитання кристалізатора слябової машини безперервного лиття відповідно до формули винаходу дозволяє скоротити час монтажнодемонтажних робіт при заміні циліндрів привода, встановлених у зоні зі зниженим тепловим впливом, або заміні їхніх деталей і вузлів, завдяки полегшеному доступу, що приводить до зменшення підготовчо-заключної складової у загальному часу, збільшує складову часу роботи механізму, і сприяє підвищенню продуктивності роботи механізму хитання кристалізатора при одночасному підвищенні його довговічності. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601