Пристрій для вдування реагентів в рідкий розплав

1. Пристрій для вдування реагентів у рідкий розплав, що включає металоконструкцію, напрямну колону з поздовжніми брусами, каретку із системою попарно розташованих на її корпусі внутрі C2 2 94330 1 3 зовнішніх опорно-напрямних роликів, привід з ланцюговою передачею, фурмений пристрій (ФП), що містить фурму й штангу, і механізм фіксації ФП на консольній частині корпуса каретки. Недоліком відомого пристрою є те, що міжцентрова відстань між осями зовнішніх і внутрішніх опорно-напрямних роликів жорстко зафіксована і не змінюється в процесі експлуатації. Для надійної роботи такого пристрою з моменту його складання введення в експлуатацію, між поздовжніми брусами напрямних і роликами каретки, необхідно закладати по всій довжині ходу каретки невеликий гарантований зазор величиною 1,5-2,0 мм. З моменту початку занурення фурми в розплав, при добуванні її з розплаву й, особливо під час десульфурації, коли фурма перебуває в нижньому робочому положенні, на її діють періодичні знакозмінні горизонтальні й вертикальні сили, спричинені дією технологічного навантаження. Під дією цих сил каретка робить на напрямній колоні коливальні рухи в межах наявних зазорів, які періодично то закриваються, то відкриваються. При експлуатації установки розміри зазорів починають поступово збільшуватися, а, отже, збільшується й сила ударної взаємодії між напрямними брусами й роликами каретки. Це приводить до виникнення більших контактних напруг у місцях взаємодії напрямних брусів і роликів, швидкому й нерівномірному зношуванню їхніх контактних поверхонь і руйнуванню роликових підшипників, тобто знижується надійність і довговічність устаткування. У результаті виникають аварійні ситуації, устаткування змушене зупинятися на незапланований ремонт і з'являються додаткові простої, що призводить до зниження продуктивності. Існуючі ж механізми фіксації ФП на каретці не забезпечують швидкої й оперативної заміни ФП у випадку виникнення такої необхідності. Таким чином, завдання, розв'язуване винаходом, полягає в підвищенні надійності й довговічності устаткування, усунення аварійних ситуацій і змушених простоїв устаткування, що в підсумку призводить до підвищення продуктивності установок десульфурації чавуну. Поставлене завдання вирішується шляхом: - створення такої конструкції каретки, у якої опорно-напрямні ролики забезпечують беззазорний контакт із поздовжніми брусами напрямної колони; - виключення появи зазорів між опорними роликами й напрямними брусами в процесі експлуатації установки; - виключення появи ударних навантажень у контактних парах; усунення нерівномірного зношування поздовжніх брусів напрямної колони; - полегшення й скорочення часу заміни фурменого пристрою. Це завдання вирішується за рахунок того, що в кожній парі опорно-напрямних роликів внутрішній ролик установлений нерухомо в корпусі каретки, а зовнішній ролик розташований в автономному корпусі з можливістю його переміщення уздовж 94330 4 поздовжньої осі цих роликів, два пружних комплекта пружин, симетрично розташованих по обидва боки зовнішнього ролика, кожний з комплектів має силову й компенсаційну пружини, причому, силова пружина комплекту встановлена між автономним корпусом зовнішнього ролика й регулювальним механізмом, а компенсаційна пружина розташована між корпусом каретки й автономним корпусом зовнішнього ролика. При цьому, на консольній частині корпусу каретки уздовж вертикальної осі фурменого пристрою послідовно встановлені два затискачі механізму фіксації фурменого пристрою замкового типу з відкидними захватами й фіксуючими штурвалами. Технічним результатом застосування запропонованого винаходу є створення такої конструкції каретки, у якої опорно-прямуючі ролики забезпечують беззазорний контакт із поздовжніми брусами напрямної колони, виключення появи зазорів між опорними роликами й напрямними брусами в процесі експлуатації установки, виключення появи ударних навантажень у контактних парах, усунення нерівномірного зношування поздовжніх брусів напрямної колони, полегшення й скорочення часу заміни фурменого пристрою. Порівняння пристрою, що заявляється, із найближчим аналогом показало, що воно відрізняється тим, що в кожній парі опорнонапрямних роликів внутрішній ролик установлений нерухомо в корпусі каретки, а зовнішній ролик розташований в автономному корпусі з можливістю його переміщення уздовж поздовжньої осі цих роликів, завдяки наявності двох пружних комплектів пружин, симетрично розташованих по обидва боки зовнішнього ролика, кожний з комплектів має силову й компенсаційну пружини, причому, силова пружина комплекту встановлена між автономним корпусом зовнішнього ролика й регулювальним механізмом, а компенсаційна пружина розташована між корпусом каретки й автономним корпусом зовнішнього ролика. При цьому, на консольній частині корпусу каретки уздовж вертикальної осі фурменого пристрою послідовно встановлені два затискачі механізму фіксації фурменого пристрою замкового типу з відкидними захватами й фіксуючими штурвалами. Отже, технічне рішення, що заявляється відповідає критерію "новизна". Порівняння пристрою, що заявляється, з іншими технічними рішеннями, відомими в даній галузі техніки, не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють його від найближчого аналога. Отже, має місце відповідність критерію "винахідницький рівень". Винахід пояснюється кресленням, де на фіг. 1 схематично зображений загальний вигляд пристрою для вдмухування реагентів у рідкий розплав, на фіг. 2 - фронтальна проекція загального вигляду каретки, фіг. 3 - горизонтальна проекція каретки з напрямною колоною частково в розрізі; фіг. 4 - фрагмент пристрою з механізмом регулювання частково в розрізі; фіг. 5 - вигляд по А-А в розрізі повернене на 90°. Пристрій для вдмухування реагентів у рідкий розплав включає металоконструкцію 1, напрямну 5 колону 2 з поздовжніми брусами 3, каретку 4 із системою попарно розташованих на її корпусі 5 внутрішніх 6 і зовнішніх 7 опорно-напрямних роликів, привід 8 з ланцюговою передачею 9, фурмений пристрій (ФП) 10, що містить фурму 11 і штангу 12 і механізм фіксації 13 фурменого пристрою на консольній частині корпусу 5 каретки 4. У кожній парі опорно-напрямних роликів, внутрішній ролик 6 установлений нерухомо в корпусі 5 каретки 4, а зовнішній ролик 7 розташований у корпусі 14 з можливістю його переміщення уздовж осі цих роликів, два пружних комплекти пружин 15 симетрично розташованих по обидва боки зовнішнього ролика 7. Кожний з комплектів має силову 16 і компенсаційну 17 пружини. Силова пружина комплекту встановлена між корпусом 14 зовнішнього ролика 7 і регулювальним механізмом 18, виконаним у вигляді шпильки 19, шайби 20, гайки 21 і контргайки 22, а компенсаційна пружина 17 розташована між корпусом 5 каретки 4 і автономним корпусом 14 зовнішнього ролика 7. На консольній частині корпусу 5 каретки 4 по вертикальній осі розташування фурменого пристрою 10 послідовно встановлені два затискачі 23 механізму фіксації 13 фурменого пристрою 10 замкового типу з відкидними захватами 24 і фіксуючими штурвалами 25. Складання каретки 4 перед її установкою на напрямній колоні 2 здійснюють таким чином, що силові пружини 16 не працюють, тобто перебувають у вільному стані, а корпусу 14 зовнішніх роликів 7 компенсаційними пружинами 17 притиснуті до силових пружин 16. Зовнішні ролики 7 перебувають у такому положенні, коли відстань між контактними поверхнями зовнішнього 7 і внутрішнього 6 опорних роликів на 1,5-2,0 мм більше ширини поздовжнього бруса 3. Це забезпечує вільну посадку каретки на поздовжні бруси, розташовані на бічних поверхнях напрямної колони. Після установки каретки 4 на напрямній колоні 2 і з'єднання її з ланцюговою передачею 9, силові пружини 16 підтискають регулювальними механізмами 18 доти, поки зазори між роликами 16, 17 і поздовжніми брусами повністю не вибираються. Після цього здійснюють остаточне настроювання пружної системи каретки, якій забезпечують необхідну величину зусилля притиснення роликів 16 і 17 до контактних поверхонь поздовжніх брусів 3 напрямної колони 2. При вазі фурменого пристрою до 2000 кг величина цього притиснення становить 400-500 кг. Робота пристрою, що заявляється, здійснюється в такий спосіб. Ківш із рідким чавуном подають на місце обробки. У цей час ФП 10 перебуває над поверхнею розплаву у своєму крайньому верхньому положенні. За командою оператора включають привід ФП й він починає опускатися. Коли нижній зріз дзвона фурми 11 наблизився до поверхні розплаву, включають подачу транспортуючого газу й фурма 11 починає поринати в рідкий чавун. Після занурення фурми на задану глибину, привід відключають, фурма зупиняється й починається подача реагенту. Як реагент для десульфурації чавуну 94330 6 використовується, наприклад, зернистий або гранульований магній. Витрати реагенту плавно збільшують до оптимального й корегують витрати транспортуючого газу. Після введення необхідної кількості реагенту в розплав, його витрату плавно зменшують до нуля, фурму 11 витягають із розплаву, подачу транспортуючого газу припиняють і ФП 10 піднімають у вихідне положення. Під час роботи пристрою, що заявляється, спостерігаються кілька режимів роботи пружної опорно-напрямної системи каретки, а саме: - перший - під час опускання ФП пристрою з вихідного положення до поверхні розплаву й підйом ФП у вихідне положення після добування фурми з розплаву; - другий - під час занурення ФП в розплав на задану глибину й виходу фурми з розплаву, коли вона продувається транспортуючим газом; - третій - під час знаходження фурми в нижньому робочому положенні, коли розплав обробляється реагентом. Кожний із цих режимів характеризується своїми особливостями навантаження опорнонапрямної системи каретки. У першому випадку на опорні ролики каретки й бруси напрямної колони діє тільки вага консольно розташованого на каретці фурменого пристрою. У другому випадку вплив ваги ФП на опорні реакції роликів поступово зменшується через дію сили, що виштовхує, але з'являється динамічне навантаження, викликане продувкою фурми транспортуючим газом, під дією якої вона починає робити змушені коливання. У третьому випадку, після початку подачі реагенту, динамічні навантаження збільшуються й фурма починає робити змушені коливання з максимальною частотою й амплітудою. Цей режим роботи для пристрою є найбільш важким, тому що кожний робочий цикл триває безупинно протягом десяти хвилин і більше й супроводжується дією на опорні елементи каретки значних знакозмінних динамічних навантажень, що призводять, особливо при наявності зазорів, до швидкого зношування й руйнування контактних поверхонь брусів, а також опорних роликів і їхніх підшипників. Величина цих навантажень може перевищувати величину зусиль попереднього притиснення силовими пружинами зовнішніх роликів до брусів. У цьому випадку силова пружина спочатку додатково стискується й контакт зовнішнього ролика з опорним брусом порушується. Потім ця пружина розтискається й разом із зовнішнім опорним роликом вертається у вихідне положення. Повернення зовнішнього опорного ролика у вихідне положення в запропонованому технічному рішенні зм'якшується протидією компенсаційної пружини. Якщо таке явище повторюється часто, то величину попереднього стиску силової пружини збільшують. Пружна система каретки разом з роликами й брусами напрямної колони після цього при будь-якому режимі роботи пристрої будуть перебувати в замкнутому стані. Механізм фіксації 13 ФП, установлений на консольній частині корпусу каретки, складається із двох затискачів 23, взаємодіючих із хвостовою частиною штанги 12 ФП. Конструкція й робота цьо 7 го механізму пояснюється фіг. 3, на якій цей механізм наведений у двох положеннях (відкритому й закритому). Фіксація ФП забезпечується двома захватами 24 і двома штурвалами 25, які шарнірно закріплюються на корпусі каретки з можливістю повороту на 90°. Закрите положення затискачів, коли ФП зафіксовано на каретці, позначено позиціями 24-1 і 25-1, а відкрите, коли ФП відсутній, позначено позиціями 24-0 і 25-0. Такий механізм фіксації ФП простий за конструкцією й дозволяє легко й швидко здійснювати при необхідності заміну одного фурменого пристрою іншим. Установка на консольній частині корпусу каретки по вертикальній осі фурменого пристрою двох послідовно розташованих затискачів механізму фіксації ФП замкового типу з відкидними захватами й фіксуючими штурвалами, 94330 8 полегшує заміну одного ФП іншим і скорочує час виконання цієї операції. Конструкція пристрою, що заявляється, забезпечує підвищення надійності й довговічності його устаткування, усуває аварійні ситуації й змушені незаплановані простої устаткування, що призводить у підсумку до підвищення продуктивності установок десульфурації чавуну. Досягається це завдяки тому, що опорно-напрямні ролики каретки забезпечують беззазорний контакт із поздовжніми брусами напрямної колони, виключається поява ударних навантажень у контактних парах і нерівномірне зношування брусів, а також полегшується заміна фурменого пристрою й скорочується час його заміни. Як видно з вищевикладеного, пристрій, що заявляється, дозволяє вирішити поставлене завдання й одержати очікуваний технічний результат. 9 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 94330 Підписне 10 Тираж 23 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