Пристрій для вдування реагентів у рідкий розплав

1. Пристрій для вдування реагентів у рідкий розплав, що включає металоконструкцію, фурмений пристрій, що складається з фурми та штанги, і приводу фурменого пристрою, який відрізняється тим, що привід фурменого пристрою виконаний у вигляді пари паралельно розташованих і синхрон C2 2 (19) 1 3 Як найближчий аналог взятий відомий пристрій, що здійснює примусове занурення фурми в рідкий розплав [5], що містить металоконструкцію, опорно-напрямні елементи, фурмений пристрій і привід із замкнутим гнучким зв'язком. Недоліком відомого пристрою є те, що в якості гнучкого зв'язку приводу використовується трос, що перебуває при десульфурації в зоні високих температур. Це призводить до частих аварій, руйнування фурм і тривалих простоїв при ремонтах. Експлуатація такого пристрою у виробничих умовах показала, що він має невисоку надійність і довговічність, складності при ремонтах і налагодженні, особливо при заміні тросів, тому не одержав широкого практичного застосування. Завдання, розв'язуване винаходом, полягає в усуненні недоліків викладених вище, а саме: - усунення аварійних ситуацій, викликаних виходом з ладу тросів; - ліквідація причин падіння фурми в ківш із рідким розплавом; - виключення причин руйнування фурм, спричинених їхнім падінням на землю або рейковий шлях; - підвищення надійності й довговічності деталей і вузлів приводу ФП при експлуатації; - скорочення часу й полегшення налагодження, обслуговування й ремонтів приводу ФП; - збільшення терміну служби гнучких елементів приводу, а також його основних деталей і вузлів. Це завдання вирішується за рахунок того, що привід фурменого пристрою виконаний у вигляді пари паралельно розташованих і синхронно працюючих зон ланцюгової передачі, установленої через верхню нерухому й нижню підпружинену опорні зубчасті зірочки на напрямній колоні, закріпленій вертикально на металоконструкції, причому, права зона ланцюгової передачі з'єднана з кареткою, на якій закріплений фурмений пристрій, а ліва зона ланцюгової передачі через передавальні зубчасті зірочки й проміжну головку із зубчастим блоком, установленими на напрямній колоні з'єднані з електроприводом. При цьому нижня опорна зубчаста зірочка встановлена в корпусі, закріпленому на основі і розташованому на пружному пакеті, виконаному з комплекту паралельно встановлених стаканів, кожний з яких являє собою пружний елемент, що складається з витої пружини або однакової кількості послідовно розташованих тарілчастих пружин, а регулювання зусилля попереднього натягу кожного зі стаканів здійснюється гвинтовим механізмом. Причому, проміжна головка виконана у вигляді блоку із зубчастих зірочок, крайні з яких через короткі ланцюгові передачі з'єднані із зірочками тихохідного вала редуктора електроприводу, а центральна зірочка через ланцюгову передачу з'єднана з передавальними зубчастими зірочками. Технічним результатом застосування запропонованого винаходу є усунення аварійних ситуацій, викликаних виходом з ладу тросів, ліквідація причин падіння фурми в ківш із рідким розплавом, виключення руйнування фурм, викликаних їхнім падінням на землю або рейковий шлях, підвищен 92280 4 ня надійності й довговічності деталей і вузлів приводу ФП при експлуатації, скорочення часу й полегшення налагодження, обслуговування й ремонтів приводу ФП, збільшення терміну служби пружних елементів приводу, а також його основних деталей і вузлів. Порівняння пристрою, що заявляється, із прототипом показує, що він відрізняється тим, що привід фурменого пристрою виконаний у вигляді пари паралельно розташованих і синхронно працюючих зон ланцюгової передачі, встановленої через верхню нерухому й нижню підпружинену опорні зубчасті зірочки на напрямній колоні, закріпленій вертикально на металоконструкції, причому, права зона ланцюгової передачі з'єднана з кареткою, на якій закріплений фурмений пристрій, а ліва зона ланцюгової передачі через передавальні зубчасті зірочки й проміжну головку із зубчастим блоком, установленими на напрямній колоні з'єднані з електроприводом. При цьому, нижня опорна зубчаста зірочка встановлена в корпусі, закріпленому на основі і розташованому на пружному пакеті, виконаному з комплекту паралельно встановлених стаканів, кожний з яких являє собою пружний елемент, що складається з витої пружини або однакової кількості послідовно розташованих тарілчастих пружин, а регулювання зусилля попереднього натягу кожного зі стаканів здійснюється гвинтовим механізмом. Причому, проміжна головка виконана у вигляді блоку із зубчастих зірочок, крайні з яких через короткі ланцюгові передачі з'єднані із зірочками тихохідного вала редуктора електроприводу, а центральна зірочка через ланцюгову передачу з'єднана з передавальними зубчастими зірочками. Отже, пристрій, що заявляється відповідає критерію "новизна". Порівняння з іншими технічними рішеннями в даній галузі техніки не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють пристрій, що заявляється, від найближчого аналогу. Отже, має місце відповідність критерію "винахідницький рівень". Винахід пояснюється кресленням, де на фіг. 1 схематично зображений загальний вид пристрою для вдування реагентів у рідкий розплав, на фіг. 2 вид по А-А, фіг. 3 - верхня зубчаста зірочка ланцюгової передачі в розрізі, 4 - нижня зубчаста зірочка ланцюгової передачі на основі в розрізі, фіг. 5 пружний пакет у розрізі. Пристрій для вдування реагентів у рідкий розплав включає металоконструкцію 1, фурмений пристрій (ФП), що складається з вогнетривкої фурми 2 і штанги 3. Привод ФП виконаний у вигляді замкнутої спареної ланцюгової передачі 4, установленої через верхню 5 і нижню 6 підпружинену зубчасті зірочки на напрямній колоні 7, нерухомо закріпленій на металоконструкції 1, і має каретку 8, з опорно-напрямними роликами, на якій закріплена фурма 2 і штанга 3, і електропривод 9. Всі зірочки ланцюгової передачі 4 виконані із двома зубчастими вінцями. Напрямна колона 7 виконана у вигляді пустотілого короба з перетином прямокутної форми, а її дві протилежні бічні поверхні виконані з поздовжніми напрямними брусами 10. Ланцюгова передача виконана у вигляді двох паралельно розташо 5 ваних і синхронно працюючих ланцюгів 11. Нижня опорна зірочка 6 встановлена в корпусі 12 на підпружиненій основі 13, взаємодіючим із пружними стаканами 14, виконаними у вигляді витих або тарілчастих пружин 15 і формуючими пружний блок, укомплектований з паралельно встановлених стаканів. Регулювання зусилля попереднього натягу цього блоку здійснюється гвинтовими механізмами 16. В якості пружної стакана може використовуватися й вита пружина. У цьому випадку габарити стакану по висоті будуть трохи збільшені. Нижня галузь 17 правої частини ланцюгової передачі 4 у місці з'єднання з кареткою 8 обладнана гвинтовими механізмами 18 регулювання зусилля натягу з ланцюгів 11. Нижня зона 19 лівої ланцюгової передачі 4 взаємодіє з нижньою передавальною зубчастою зірочкою 21. На напрямній колоні 7 у центральній частині лівої зони ланцюгової передачі встановлена проміжна головка 20 з передавальними зубчастими зірочками 21, що з'єднує електродвигун 22 з ланцюговою передачею 4. Проміжна головка 20 обладнана зубчастим блоком 23, бічні зірочки 24 якого, через короткі ланцюгові передачі 25, взаємодіють із зірочками 26, тихохідного вала 27 редуктора 28, а центральна зірочка 29 цього блоку через ланцюгову передачу 4 з'єднана з передавальними зубчастими зірочками 21. Електродвигун 22 з гальмом 30 і редуктором 28 встановленими на опорній рамі 31 з можливістю її переміщення в поздовжньому напрямку за допомогою гвинтового механізму 32. Дві передавальні зірочки 21, зубчастий блок 23 із центральної 29 і двома бічними зірочками 24 установлені в корпусі й утворюють проміжну головку 20, закріплену на металоконструкції 1. Наявність цієї головки забезпечує надійну й стабільну в часі передачу крутного моменту від двигуна до ланцюгової передачі. Кут охоплення ланцюгом центральної зубчастої зірочки 29 становить близько 180°, що забезпечує надійне зчеплення зубів цієї зірочки з ланцюгом, зберігаючи провідні й ведені зони ланцюгової передачі в постійному натягу при зміні напрямку обертання, що виключає можливість появи в неї слабини й вібрацій. Налагодження пристрою перед роботою здійснюється в такий спосіб. Після установки електродвигуна 22 з гальмом 30 і редуктором 28 на опорній рамі 31, вона спочатку гвинтовим механізмом 32 виставляється співосно проміжній головці 20, а потім здійснюється натяг кожної з ланцюгів короткої ланцюгової передачі 25, поки повністю не вибирається їхня слабина. Потім гвинтовими механізмами 18 здійснюється попередній натяг кожного з ланцюгів 11 ланцюгової передачі 4 доти, доки повністю не вибирається їхня слабина. Після цього гвинтовими механізмами 16 здійснюється настроювання зусилля попереднього натягу пружного блоку. Величина цього зусилля залежить від інтенсивності процесу десульфурації й визначається величиною технологічного навантаження, що діє на фурму при обробці чавуну. Робота пристрою, що заявляється, здійснюється в такий спосіб. Ківш із рідким чавуном пода 92280 6 ють на місце обробки. У цей час ФП перебуває над поверхнею розплаву в крайньому верхньому положенні. За командою оператора включають привід ФП й він починає опускатися. Коли нижній зріз фурми наблизився до поверхні розплаву, включають подачу транспортуючого газу й фурма починає поринати в рідкий чавун. Після занурення фурми на задану глибину, привід відключають і починають подавати реагент, наприклад, зернистий або гранульований магній. Витрати реагенту плавно збільшують до оптимального й коректують витрати транспортуючого газу. Після введення необхідної кількості реагенту, його витрату плавно зменшують до нуля, фурму витягають із розплаву, подачу транспортуючого газу припиняють і ФП піднімають у вихідне положення. Зупинимося більш детально на роботі приводу. Після пуску обертання від електродвигуна 22 передається редуктору 28, на тихохідному валу якого, по обидва боки, встановлені дві зубчасті зірочки 26, що взаємодіють з двома короткими ланцюговими передачами 25, що передають обертання двом крайнім зубчастим зірочкам 24, встановленим на валу зубчастого блоку 23. Далі обертання через центральну зубчасту зірочку 29 зубчастого блоку 23 передається до ланцюгів 11 ланцюгової передачі 4, що перетворює обертовий рух зірочок у поступальний рух каретки 8. Центральна зубчаста зірочка 29 разом із двома передавальними зірочками 21, верхньої 5 і нижньої 6 зірочками й ланцюгами 11 утворюють замкнутий силовий контур ланцюгової передачі 4, що забезпечує зворотно-поступальний рух каретки 8 разом з фурмою 2 і штангою 3 у вертикальній площині. Величина зусилля попереднього початкового натягу пружного блоку ланцюгової передачі визначається кількістю стаканів у пакеті, кількістю пружин у стакані, їхньою твердістю й ступенем деформації. Загальна величина зусилля, що утворюється при натягу ланцюгової передачі, формується сумою зусиль натягів кожного зі стаканів. Можливість регулювання зусилля попереднього натягу пакета виключає роботу ланцюгової передачі в прослабленому стані й появу зазорів у шарнірних з'єднаннях ланцюга при її зношуванні, а також при різкому коливанні навантажень, тобто при роботі вона завжди перебуває в натягнутому стані. Залишкова деформація пакета до повного стиску пружин відбувається при різкому збільшенні навантажень на фурму, коли вона упирається в якусь перешкоду. Такою перешкодою є кірка на поверхні чавуну охолоди, що утворилася в ковші або його дно й інші. У цьому випадку автоматично спрацьовує захист і двигун зупиняється. Сутність пристрою, що заявляється, полягає в наступному. Виконання в запропонованому пристрої приводу ФП у вигляді пари паралельно розташованих і синхронно працюючих зон ланцюгової передачі, встановленої через верхню нерухливу й нижню підпружинені опорні зубчасті зірочки на напрямній колоні, закріпленій вертикально на металоконструкції, виключає можливість падіння й руйнування фурм, тому що, якщо виходить із ладу один з лан 7 цюгів ланцюгової передачі, другий ланцюг утримує фурму в підвішеному стані, спрацьовує захист і двигун зупиняється. Наявність на правій зоні ланцюгової передачі каретки, на якій закріплене фурмений пристрій, забезпечує надійне й вільне переміщення ФП у вертикальній площині, а також його зручне обслуговування й швидку заміну при зношуванні фурми. Виконання нижньої опорної зубчастої підпружиненої зірочки забезпечує можливість регулювання величини попереднього зусилля натягу ланцюгової передачі, автоматичного відключення приводу у випадку появи перешкод під час руху фурми, а також якщо вона впирається в дно ковша, тобто з появою перевантажень. Наявність на лівій зоні ланцюгової передачі, передаючих зубчастих зірочок і проміжної головки із зубчастим блоком, установленими на напрямній колоні й з'єднаними з електроприводом, забезпечує надійну передачу крутного моменту від приводу до провідної зони ланцюгової передачі, а також реалізує плавну роботу ланцюгової передачі без ривків і вібрацій. Установка нижньої опорної зубчастої зірочки в корпусі, закріпленому на основі і розташованому на пружному пакеті, виконаному з комплекту паралельно встановлених стаканів, кожний з яких являє собою пружний елемент, що складається з витої пружини або однакової кількості послідовно розташованих тарілчастих пружин, що мають гвинтовий механізм регулювання натягу цих пружин, забезпечує попереднє початкове зусилля натягу пружин кожного зі стаканів на задану величину, а, отже, і всієї ланцюгової передачі в цілому, атакож реалізує при необхідності можливість додаткового переміщення корпусу нижньої опорної зірочки в поздовжньому напрямку з появою перевантажень і подачі сигналу на зупинку електродвигуна приводу. 92280 8 Виконання проміжної головки у вигляді блоку із зубчастих зірочок, крайні з яких через короткі ланцюгові передачі з'єднані із зірочками тихохідного валу редуктора, а центральна зірочка через ланцюгову передачу з'єднана з передавальними зубчастими зірочками і забезпечує надійну передачу крутного моменту від двигуна до ланцюгової передачі. Конструкція пристрою, що заявляється, забезпечує йому індиферентність до деформації основи й відповідає умовам невимушеного складання, тобто має мінімальну кількість пасивних зв'язків і наближається за своєю конструкцією до статично визначеної системи. Завдяки цьому в деталях і вузлах приводу й у ланцюговій передачі діють мінімальні динамічні навантаження при роботі пристрою в найважчих режимах, навіть при наявності неточностей при складанні й перекосів при монтажі. Як видно з вищевикладеного, пристрій, що, заявляється, дозволяє вирішити поставлене завдання і одержати очікуваний технічний результат. Джерела інформації, використані при складанні матеріалів заявки: 1. Воронова Н.А. Десульфурация чугуна магнием. - М.: Металлургия. - 1980. - с. 187-189. 2. А.Г. Бондаренко, А.Ф. Шевченко, Н.П. Остапчук и др. Совершенствование оборудования отделения десульфурации чугуна с погружаемыми фурмами // Металлург. - 1983. - № 3. - с. 17-20. 3. Черевик Ю.И., Бондаренко А.Г., Лафер И.М., Двоскин Б.В. / Влияние увеличения налива ковшей на работу привода фурмы УДЧ // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1991. - № 3. - с. 50-52. 4. Авторское свидетельство СССР № 132385, Кл. B66D 1/60, 1960. 5. Авторское свидетельство СССР № 616287, М. Кл.2 С21С 1/00, С21 С7/00. 9 92280 10 11 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 92280 Підписне 12 Тираж 26 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