Завантажувач і підігрівник шихти

1. Завантажувальний пристрій (1) для завантаження шихти в плавильну посудину, який містить шахту (2), що має утворюючі її закріплені в рамній конструкції (3) стінки (4, 5, 6, 7), днище (8), верхній завантажувальний отвір (9) для шихти та виконаний у одній з бічних стінок шахти (2) у її нижній частині розвантажувальний отвір (11) для шихти, та штовхач (13), що має верхню сторону (14), нижню сторону (15), розташовану поперечно напрямку переміщення ним шихти торцеву сторону (16) і дві розташовані паралельно напрямку переміщення ним шихти бічні сторони (17, 18), і який для переміщення штовханням шихти, що знаходиться в шахті (2), до зазначеного розвантажувального отвору (11) та з нього, виконаний з можливістю переміщення першим привідним пристроєм (20) між першим положенням, у якому штовхач повністю відведений назад і не перекриває днище шахти, і другим положенням, у якому штовхач повністю висунутий у напрямку зазначеного розвантажувального отвору (11), прилягаючи при цьому своєю нижньою стороною (15) до верхньої сторони (19) днища (8) шахти, який відрізняється тим, що бічні сторони (17, 18) штовхача (13) виконані похилими від його верхньої сторони до його нижньої сторони (15), а перший привідний пристрій (20) встановлено в рамній конструкції (3) з можливістю повороту навколо горизонтальної осі. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що верхнім обмежником розвантажувального отвору (11) для шихти є встановлений з можливістю обертання горизонтальний валок. 2 (19) 1 3 80926 4 блок або вузол (40) мірними сталевими болванками (41). 14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що мірні сталеві болванки (41) по краях (42), що розташовані зі сторони, яка зазнає впливу термічних і/або механічних навантажень, утворюваного ними конструктивного вузла 40, з'єднані між собою привареними до них проміжними мірними сталевими прутками (43). 15. Підігрівник шихти із завантажувальним пристроєм за будь-яким із пп. 1-14, у якому виконаний в одній з бічних стінок шахти в її нижній частині розвантажувальний отвір (11) для шихти виконує функції впускного отвору для відхідних пічних газів, якими нагрівається шихта, що знаходиться у шахті, а верхній завантажувальний отвір (9) для шихти закривається кришкою (10), причому у верхній частині шахти (2) передбачений випускний отвір (12) для відхідних пічних газів. 16. Підігрівник за п. 15, який відрізняється тим, що в рамній конструкції (3) розміщений пристрій розпилювального водного охолодження зі спрямованими на ділянки стінок (4, 5, 6, 7) шахти, які зазнають впливу термічних навантажень, соплами. Даний винахід стосується завантажувального пристрою для завантаження шихти в плавильну посудину, який містить шахту, що має утворюючі її закріплені в рамній конструкції стінки, днище, верхній завантажувальний отвір для шихти та виконаний в одній з бічних стінок шахти в її нижній частині розвантажувальний отвір для шихти, і штовхач, що має верхню сторону, нижню сторону, розташовану поперечно напрямку переміщення ним шихти торцеву сторону та дві розташовані паралельно напрямку переміщення ним шихти бічні сторони і який для переміщення штовханням шихти, що знаходиться у шахті, до зазначеного розвантажувального отвору та з нього виконаний з можливістю переміщення першим приводним пристроєм, прилягаючи своєю нижньою стороною до верхньої сторони днища шахти, між першим положенням, у якому штовхач повністю відведений назад і не загороджує днище шахти, і другим положенням, у якому штовхан повністю висунутий у напрямку зазначеного розвантажувального отвору. Винахід стосується насамперед виконаного у вигляді підігрівника шихти завантажувального пристрою зазначеного вище типу, у якому шихтової матеріал, що завантажується в плавильну посудину, підігрівається відхідними пічними газами, що пропускаються крізь нього, насамперед гарячими відхідними газами з плавильної печі, у яку завантажується зазначений шихтовий матеріал. Виконаний у вигляді підігрівника шихти завантажувальний пристрій подібного типу відомий, наприклад, з [JP 7-180975 А]. При експлуатації подібних завантажувальних пристроїв виникають проблеми, коли в підігрівнику шихти без попереднього сортування потрібно попередньо нагрівати, переміщати штовханням до розвантажувального отвору та завантажувати в плавильну посудину сталевий скрап, що складається з компонентів, які значно різняться між собою за розмірами, таких як стружка, залізничні рейки, блоки циліндрів двигунів і т.д. Дрібні шматочки скрапу часто є причиною заклинювання штовхача, який жорстко приводиться в напрямлений зворотнопоступальний рух лінійним приводом (приводом поступальної дії). Крім цього ще одна проблема, що характерна головним чином для завантажувальних пристроїв зі штовхачем неплоскої форми, полягає в тому, що при висуванні штовхача з відведеного назад або прибраного положення, у якому він не загороджує днище шахти, у напрямку розвантажувального отвору великі або об'ємні компоненти шихти притискаються до верхнього краю розвантажувального отвору шахти, перешкоджаючи подальшому переміщенню шихти. У відомого підігрівника шихти гострота подібної проблеми, пов'язаної з ненадійністю переміщення шихтового матеріалу штовхачем, у деякому ступені знижена за рахунок розміщення на двох рівнях зсувних або розсувних запірних органів, що перегороджують шахту, які дозволяють розділяти стовп завантаженої в шахту підігрівника шихти на менші порції, якими шихта після її нагрівання вивантажується з підігрівника. Однак подібні запірні органи мають складну конструкцію, а також чутливі до ударних навантажень, впливу яких вони зазнають при завантаженні великовагового екрану в підігрівник шихтового матеріалу. В основу даного винаходу була покладена задача розробити завантажувальний пристрій зазначеного на початку опису типу, що забезпечував би можливість переміщення наявним у нього штовхачем шихти, яка складається з компонентів, що значно різняться між собою за розмірами, наприклад, велико- і легковагого скрапу, до розвантажувального отвору та з нього без виникнення зазначених вище проблем, тобто без збоїв та застрявання шихти. Цим же вимогам повинен також відповідати насамперед завантажувальний пристрій, виконаний у вигляді підігрівника шихти. Зазначена задача вирішується відповідно до винаходу за допомогою завантажувального пристрою, відмітні ознаки якого представлені в п. 1 формули. Кращі варіанти здійснення винаходу наведені в залежних пунктах формули винаходу. Основна відмінна риса пропонованого у винаході завантажувального пристрою полягає в тому, що бічні сторони його штовхача, який має в основному форму паралелепіпеда, виконані збіжними від його верхньої сторони до його нижньої сторони, а приводний пристрій, яким цей штовхач приводиться в рух, установлено в рамній конструкції з можливістю повороту навколо 5 горизонтальної осі. Завдяки подібному виконання штовхача і його приводного пристрою штовхач при небезпеці його заклинювання шматками шихти, що потрапили між його бічними сторонами та стінками шахти в процесі його висування з відведеного назад положення в напрямку розвантажувального отвору буде відхилятися вверх, оскільки перешкода, що можливо виникла в зазорі між бічними сторонами штовхача та сусідніми з ними стінками шахти, буде виштовхувати штовхач вверх, впливаючи на його похилі бічні стінки. У кращому варіанті верхнє обмеження розвантажувального отвору для шихти утворено встановленим з можливістю обертання горизонтальним валком. Такий валок направляє переміщувану штовхачем шихту в обхід краю розвантажувального отвору, виключаючи тих самим можливість застрявання шихти у цьому місці. Валок переважно встановлений з можливістю хитання навколо горизонтальної осі та відтискання вниз приводним пристроєм. За рахунок цього валок може, здійснюючи хитальний рух, відхилятися догори переборюючи власну силу тяжіння або прикладене до нього зі сторони його приводного пристрою натискне зусилля, і таким шляхом збільшувати просвіт розвантажувального отвору за висотою. Наявність же у валка на його окружній поверхні захоплюючих елементів забезпечує приведення валка в обертання контактуючою з його окружною поверхнею шихтою, що вивантажується штовхачем, і перекочування по ній валка без проковзування його бічної поверхні відносно шихти. У кращому варіанті обмежений стінками внутрішній простір шахти підігрівника шихти, насамперед у своїй нижній частині, має в перерізі горизонтальною площиною прямокутну форму. У цьому випадку при виконанні розвантажувального отвору таким, що займає всю довжину більш довгої сторони прямокутного поперечного перерізу шахти, за один хід штовхача, що має близьку до паралелепіпеда форму і який з боків доходить до стінок шахти, з підігрівника шихти можна вивантажити відносно велику її кількість. Для бічного приєднання завантажувального пристрою до плавильної посудини біля розвантажувального отвору можна передбачити надставку, що охоплює його, із фланцем або у вигляді муфти, що забезпечує газонепроникне з'єднання завантажувального пристрою з завалочним отвором плавильної посудини, який переважно розташований збоку у верхній частині плавильної посудини. У кращому варіанті завантажувальний пристрій виконаний з можливістю його горизонтального переміщення й для цієї мети або встановлений на ходовому візку, або опирається на ролики. При цьому найбільш краще використовувати муфтове з'єднання, оскільки воно забезпечує можливість швидкого приєднання завантажувального пристрою до плавильної посудини та швидкого від'єднання завантажувального пристрою від плавильної посудини, що бажано насамперед у тому випадку, коли плавильною посудиною є дугова електропіч з робочим простором, що нахиляється. Плавильній 80926 6 посудині, відповідно робочому простору плавильної печі краще надавати овальної у вигляді зверху форми та передбачати завалочний отвір, що приєднується до розвантажувального отвору завантажувального пристрою, у більш довгій стінці плавильної посудини, яка має таку форму, відповідно робочого простору плавильної печі. Для виконання підігрівника шихти зі стійкою до можливих небажаних впливів і надійною в роботі конструкцією, що дозволяє завантажувати в нього несортований велико- і легковагий скрап, елементи шахти і/або штовхача, що зазнають впливу механічних навантажень, в кращому варіанті утворені розташованими поруч один з одним, об'єднаними в конструктивний блок або вузол мірними сталевими болванками. Щільне з'єднання між собою розташованих поруч один з одним мірних сталевих болванок у кращому варіанті забезпечується проміжними мірними сталевими прутками, які розташовані зі сторони, що зазнає впливу термічних і механічних навантажень, зазначеного конструктивного вузла та які надають йому певної пружності у поперечному до мірних сталевих болванок напрямку, а також забезпечують можливість їх ефективного спреєрного охолодження зі зворотної сторони конструктивного вузла. Мірні сталеві болванки повинні розташовуватися в зоні стінок шахти вертикально. Нижче винахід більш докладно розглянутий з посиланням на вісім прикладених до опису креслень, на яких показане: на фіг.1 - вигляд у перспективі пропонованого у винаході завантажувального пристрою, виконаного у вигляді підігрівника шихти, на фіг.2 - схематичний вигляд частково показаного в поздовжньому розрізі завантажувального пристрою, приєднаного до верхньої частини дугової електропечі, на фіг.3 - поздовжній розріз передньої частини штовхача, на фіг.4 - вигляд спереду штовхача, на фіг.5 - розріз штовхача площиною V-V за фіг.3, на фіг.6 - поворотний важіль із встановленим на ньому захоплюючим шихтовий матеріал валком та на фіг.7 і 8 - вигляд спереду та зверху конструктивного вузла, утвореного мірними сталевими болванками. На фіг.1 у перспективі показаний шахтний підігрівник 1 шихти, що завантажується в плавильну посудину, який має шахту 2, утворену закріпленими в рамній конструкції 3 стінками 4, 5, 6 і 7. Шахта має днище 8 і верхній завантажувальний отвір 9 для шихти, що закривається кришкою 10 (див. фіг.2). У нижній частині шахти 2 у її розташованій ліворуч на фіг.2 бічній стінці 4 передбачений розвантажувальний отвір 11 для шихти, що одночасно утворює впускний отвір для відхідних пічних газів, якими нагрівається шихта, що знаходиться у шахті. У верхній частині шахти 2 є випускний отвір 12 для відхідних пічних газів, що пройшли крізь шихту. 7 Підігрівник шихти містить далі штовхач 13, що частково показаний на фіг.3-5 у різних проекціях у збільшеному масштабі. Штовхач 13 має верхню сторону 14, нижню сторону 15, розташовану поперечно напрямку переміщення шихти торцеву сторону 16 і дві розташовані паралельно напрямку переміщення шихти бічні сторони 17 та 18. Штовхач 13 може переміщатися, прилягаючи своєю нижньою стороною 15 до верхньої сторони 19 днища 8 шахти, між першим - прибраним положенням (не показане), у якому він повністю відведений назад і не загороджує днище шахти між її стінками, і другим - висунутим - положенням (показаним на фіг.1 і 2), у якому він повністю висунутий у напрямку розвантажувального отвору 11. Для напрямлення штовхана 13 при його переміщенні в перше, повністю прибране положення, днище 8 шахти подовжено в протилежну від завантажувального отвору 11 сторону за задню стінку 6 шахти. Для переміщення штовхана 13 у висунуте положення та назад у прибране положення призначений перший приводний пристрій 20, який у показаному на кресленнях варіанті виконано у вигляді двох лінійних приводів (приводів поступальної дії), кожний з яких складається з гідроциліндра 21 зі штоком 22. Перший приводний пристрій 20 встановлений у рамній конструкції 3 з можливістю повороту навколо горизонтальної осі. Для цього на рамній конструкції З для кожного з гідроциліндрів 21 передбачені поворотні опори 23. Як показано на фіг.З та 5, штоки 22 гідроциліндрів з'єднані зі штовхачем 13 горизонтальними цапфами 24 також з можливістю повороту навколо них. Подібне з'єднання штоків гідроциліндрів зі штовхачем дозволяє надати Йому необхідної рухливості при його переміщенні вперед та назад і тим самим запобігти його заклинюванню. У кращому варіанті верхня сторона 19 днища 8 шахти виконана похилою з нахилом у напрямку розвантажувального отвору 11 шахти 2. Оптимальний кут нахилу верхньої сторони днища шахти відносно горизонталі становить, як було встановлено, 15°. При цьому кут нахилу верхньої сторони днища шахти не повинен перевищувати 45°, оскільки при більшій величині цього кута шихта просто не буде утримуватися на днищі шахти, а буде неконтрольовано зсипатися або сповзати через розвантажувальний отвір 11 під дією власної сили тяжіння. Кут нахилу α (див. фіг.5) кожної зі збіжних бічних сторін 17, 18 штовхача 13 до горизонталі бажано повинен становити від 45 до 75°. Найбільш бажано цей кут, як було встановлено, повинен становити близько 60°. Щоб уникнути застрявання або блокування несортованого скрапу при його вивантаженні з шахти біля верхнього обмеження розвантажувального отвору 11 це його верхнє обмеження утворене встановленим з можливістю обертання горизонтальним валком 26. Цей валок встановлений у рамній конструкції 3 з можливістю хитання навколо нерухомої горизонтальної осі 27 (див. фіг.6) і може повертатися, відповідно відтискатися вниз другим приводним пристроєм 80926 8 28. На фіг.6 у вигляді зліва показаний зображений на фіг.1 лівий поворотний важіль 29. У варіанті, що розглядається, другий приводний пристрій 28 аналогічно першому приводному пристрою 21 виконано у вигляді двох лінійних приводів (приводів поступальної дії), що дозволяють повертати валок 26 за допомогою з'єднаних з ним хитних важелів 29 навколо розташованих на одній прямій осей 27. Валок 26 має на своїй периферії (бічній окружній поверхні) розподілені по ній захоплюючі елементи 30, які у варіанті, що розглядається, виконані у вигляді орієнтованих в осьовому напрямку валка захоплюючих ребер. При вивантаженні шихти із шахти штовхачем 13 захоплюючі елементи зачіпаються за переміщуваний ним шихтової матеріал, який у результаті захоплюється валком 26, що вільно обертається. За рахунок цього усувається небезпека застрявання шихтового матеріалу та забезпечується його вільне вивантаження й у зоні верхнього краю розвантажувального отвору 11, при якому валок завдяки своїй можливості здійснювати хитальний рух здатний змінювати своє положення за висотою й таким шляхом компенсувати нерівномірність товщини шару переміщуваного штовхачем шихтового матеріалу. У принципі валок можна також виконати приводним для примусового переміщення та вивантаження шихтового матеріалу в зоні верхнього краю розвантажувального отвору 11. У цьому випадку обертання валка 26 повинне бути синхронізоване з поступальним рухом штовхача 13. У кращому варіанті пропонований у винаході завантажувальний пристрій виконаний у вигляді підігрівника шихти, що завантажується в плавильну посудину, насамперед у робочий простір дугової електропечі. З урахуванням цього доцільно забезпечити можливість швидкого від'єднання підігрівника шихти від плавильної посудини щоб уникнути необхідності нахиляти підігрівник шихти разом з робочим простором самої печі при випусканні з неї рідкого металу. З іншого боку, необхідно забезпечити можливість подачі в шахту 2 гарячих відхідних газів з дугової електропечі без значних втрат через виконуючий функцію отвору для їх впусканні розвантажувальний отвір 11 для вивантаження шихти із шахти і їх відведення після їх проходження через шихту, що нагрівається, через верхній випускний отвір 12. Подібне з'єднання між підігрівником 1 шихти та робочим простором 31, що нахиляється, дугової електропечі показано на фіг.2. Верхня, звичайно виконана з охолоджуваних водою стінових елементів частина робочого простору 31 печі має прямокутний завантажувальний отвір 32 для шихти. У кращому варіанті робочий простір 31 печі має овальну у вигляді в плані форму, що спрощує в цьому випадку виконання прямокутного завантажувального отвору 32. Біля розвантажувального отвору 11 підігрівника 1 шихти передбачена надставка 33, яка охоплює цей отвір, для приєднання до завантажувального 9 отвору 32 плавильної посудини, який виконує функції завалочного отвору. Надставка виконана у вигляді муфти, що вставляється в завалочний отвір 32, зовнішній контур якої узгоджений з його внутрішнім контуром. Крім цього підігрівник 1 шихти виконаний рухомим або переміщуваним. Із цією метою рамна конструкція 3 опирається на ролики 34, по яких вона може горизонтально переміщатися в напрямку, поперечному напрямку нахилу робочого простору 31 плавильної посудини. Перед нахилом робочого простору 31 плавильної посудини для випуску з неї розплаву муфту 33 від'єднують від завалочного отвору 32 переміщенням підігрівника 1 шихти вправо в площині креслення за фіг.2. Пропонований у винаході підігрівник шихти здатний витримувати високі механічні навантаження. Для підвищення стійкості підігрівника шихти до можливих небажаних впливів та надійності в роботі у порівнянні з відомими підігрівниками шихти, відповідно до одного варіанту його здійснення, що становить окремий об'єкт винаходу, елементи шахти 2 і/або штовхача 13, які зазнають впливу високих механічних навантажень, утворені розташованими поруч один з одним, об'єднаними в конструктивний блок або вузол 40 мірними сталевими болванками 41. Подібний конструктивний вузол показаний на фіг.7 і 8 у вигляді спереду та у вигляді зверху. Мірні сталеві болванки 41 по краях 42, які розташовані зі сторони, яка зазнає впливу механічних навантажень, конструктивного вузла 40, з'єднані між собою привареними до них проміжними мірними сталевими прутками 43, відрізаними переважно від круглого прутка. В описаного вище підігрівника шихти впливу значних механічних навантажень зазнають внутрішні сторони стінок 4, 5, 6, відповідно 7 шахти, верхня сторона днища 19 шахти в обмежених її бічними стінками межах, відповідно торцева сторона 16 і верхня сторона штовхача 13, що частково примикає до неї. Для виготовлення мірних сталевих болванок краще використовувати наявні на ринку сталевої продукції сталеві болванки з розмірами поперечного перерізу 100x100мм. Діаметр мірних сталевих круглих прутків 43 бажано повинен становити п'яту частину від довжини сторони поперечного перерізу сталевих болванок, тобто в цьому випадку повинен дорівнювати приблизно 20мм. У цьому варіанті необхідне охолодження стінок шахти переважно забезпечується шляхом спреєрного (струминного) охолодження соплами, розміщеними в рамній конструкції 3. Оскільки охолодження зазнає дальня від мірних сталевих прутків сторона конструктивного вузла, мірні сталеві болванки 41 можуть також охолоджуватися через наявні між ними, утворені завдяки поміщеним між ними мірним сталевим пруткам 43 проміжки. 80926 10 11 80926 12