Пристрій для очистки головки кисневого списа

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для очистки головки кислородного копья, погружаемого в ме таллургический ковш и несущей измерительный зонд и/или зонд для отбора пробы, Цель изобретения - снижение себестоимости устройства и повышение качества очистки. Устройство содержит фрезерную головку, расположенную на верхнем конце центральной трубы с возможностью перемещения, на котором также размещено центрирующее устройство, представляющее собой направляющие ролики. В средней части центральной трубы установлены элементы в виде призматических шпонок для защиты от проворачивания. На нижнем конце центральной трубы закреплен гидроцилиндр амортизатора. Привод фрезерной головки выполнен в виде редукторного двигателя и закреплен на центральной трубе. 17 з,п.ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к металлургии, э именно к устройствам для очистки головки кислородного копья, погружаемого в металлургический ковш и несущей измерительный зонд и/или зонд для отбора пробы. Целью изобретения является снижение себестоимости устройства и повышение качества очистки. На фиг. 1 изображено устройство для очистки головки кислородного копья, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху: на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2, например, в находящейся в конверторе расплав, проходя через плавающий на поверхности расплава шлак, причем головка 2 несколько раз входит в контакт со шлаком. Головка 2 содержит на своей торцовой стороне 6 кольцеобразную выемку 7, в которую вводится верхний конец измерительного зонда так, чтобы предотвратить проникновение шлака или расплава в область между контактным стержнем и измерительным зондом. Эта кольцевая выемка 7 и примыкающая к ней область торцовой стороны б головки 2 должны защищаться от возникновения налетов шлака или расплава, чтобы после проведения измерения, т.е. после снятия одного измерительного зонда с контактного стержня, обеспечить возможность насаживания нового измерительного зонда и достижения контакта между находящимися на нижнем конце контактного стержня контактных участках 8 и сообщающимися Копье 1 содержит на своей головке 2 проходящий в направлении ее оси 3 контактный стержень 4 для приема измерительного зонда, который на своем свободном конце выполнен с сужающимся концом 5. В течение процесса измерения копье 1 погружается насаживаемым на контактный стержень 4 измерительным зондом (не показан), к$ (Л to W СО > СО 1722233 контактными участками измерительного зонда. С этой целью насаживаемое снизу на контактный стержень 4 очистительное устройство 9 может перемещаться в боковом 5 направлении в направлении копья 1 или наоборот. Это очистительное устройство 9 содержит в насаженном состоянии соосно окружающую контактный стержень 4, т.е. проходящую на одной прямой с осью копья Ю центральную трубу 10. На верхнем конце, имеющей кольцевое поперечное сечение центральной трубы 10 расположена фрезерная головка 11, которая располагается на одной прямой с центральной трубой 10, од- 15 нако укреплена в вертикальном направлении без возможности смещения. Фрезерная головка 11 содержит прилегающую к торцовой поверхности 12 центральной трубы 10, имеющую форму диска, 20 вставку 13, которая с возможностью вращения вставлена в отверстие 14 верхней части 15 укрепленного на центральной трубе 10 корпуса 16 передачи. На верхней стороне вставки 13 в выемке 17 крепится основание 25 18 фрезерной головки 11 с фрезеровочными зубьями 19, форма которых выбрана в соответствии с формой кольцевой выемки 7 головки 2. Фрезерная головка жестко соединена с 30 расположенным на одной прямой с осью 20 центральной трубы 10 и прилегающим ко вставке 13 цилиндрическим зубчатым колесом 21, например, с помощью винтов 22. Цилиндрическое зубчатое колесо 21 укреп- 35 лено с помощью подшипника 23 с возможностью вращения на внешней оболочке 24 верхнего конца центральной трубы 10 и прилегает ко внутренней стороне 25 нижней части 26 корпуса 16 передачи, за счет чего 40 оно укреплено без возможности смещения в осевом направлении. В зацепление с цилиндрическим зубчатым колесом 21 входит шестерня 27, расположенная в части корпуса 16 передачи, выходящей за пределы об- 45 ласти цилиндрического зубчатого колеса. Ось 28 вращения шестерни 27 проходит параллельно оси 20 центральной трубы 10, причем вал 29 шестерни укреплен с возможностью вращения с помощью подшип- 50 ников 30 и 31 в корпусе 16 передачи. Вал 29 шестерни входит своим нижним концом 32 в проходящую параллельно центральной трубе 10, выступающую часть 33 корпуса, которая оснащена фланцем 34, к которому прифланцован редукторный двигатель 35. 55 Вал 29 шестерни соединен своим нижним концом 32 через муфту 36 с приводным валом 37 редукторного двигателя 36. С целью достижения равновесия очистительного ус тройства 9 бугель 38 прикреплен к центральной трубе 10 или к корпусу 16 передачи двумя плечами 39, которые простираются до области, противоположной редукторному двигателю 35 относительно оси 20 центральной трубы 10 и оснащены в этой области противовесом 40. На верхнем конце центральной трубы 10 предусмотрено центрирующее устройство 41, которое содержит два расположенных в пронизывающем оболочку центральной трубы 10 корпусе и прилегающих к контактному стержню 4 направляющих ролика 42 и 43, оси 44 которых ориентированы горизонтальной касательно относительно центральной трубы 10 и укреплены с возможностью вращения в держателе 45, который может смещаться в корпусе горизонтально оси 20. Держатели 45 и 46 могут фиксироваться с помощью установочного винта в их позиции относительно центральной трубы 10, причем позиция направляющих роликов 43 перед насаживанием очистительного устройства 9 на контактный стержень 4 выставляется в соответствии с диаметром контактного стержня. Третий, регулируемый направляющий ролик 47 центрирующего устройства 41 с также горизонтально ориентированной осью 48 укреплен на высоте обоих фиксируемых направляющих роликов 43 в креплении, образующем поршень 49 гидравлического цилиндра 50, пронизывающего оболочку центральной трубы 10. Все направляющие ролики 43 и 47 расположены смещенными под углом около 120° на периметре центральной трубы 10. В держатель 45 регулируемого направляющего ролика 47 ввинчен винт 51 с его концом хвостовика, который направляется в пластине 52. неподвижно укрепленной на внутреннем пространстве гидравлического цилиндра 50. Головка винта оснащена шайбой 53, которая направляется с уплотнением по внутренней стенке цилиндра. Между шайбой 53 и пластиной 52 расположены тарельчатые пружины 54, которые оттягивают держатель относительно пластины 53, в результате чего регулируемый направляющий ролик 47 перед началом процесса очистки удерживается на расстоянии от контактного стержня 4. В процессе фрезерования регулируемый направляющий ролик 47 вследствие нагружения гидравлического цилиндра 50 принимается к контактному стержню. В лежащей ниже центрирующего устройства 41 средней области центральной трубы 10 на внешней оболочке укреплены выполненные по принципу призматических 1722233 шпонок элементы 55 и 56 для защиты от проворачивания, а также стопорное кольцо. На нижнем конце центральной трубы 10 закреплен гидравлический цилиндр 57 амортизатора 58, простирающегося на 5 протяжении области продолжения контактного стержня 4. Головка цилиндра на нижнем конце гидравлического цилиндра 57 образована укрепленной на оболочке цилиндра упорной гайкой в форме шляпы, ос- 10 нование 60 которой содержит центрирующее отверстие и образует упор для направляемого в гидравлическом цилиндре 57 кольцевого поршня 59. Кольцевой поршень 59 содержит выпол- 15 ненное в его нижней области с расширением сквозное отверстие 61, в которое входит конец 5 контактного стержня 4. Сквозное отверстие 61 оснащено на его верхнем конце центрирующим приспособлением 62, ко- 20 торое выполнено в качестве конусной упорной поверхности для контактного стержня 4, содержащего в области перехода к продолжению контрупорную поверхность 63, сообщающуюся с этой упорной поверх- 25 ностью. На основании 60 упорной гайки укреплены одна внешняя и одна внутренняя направляющие гильзы 64 и 65 для кольцевого поршня 59, расположенные концентрически относительно кольцевого поршня 59 и 3Q прилегающие с уплотнением к его внешней или внутренней окружной поверхности. Кольцевой поршень 59 опирается с помощью предусмотренной в расширенной нижней области сквозного отверстия 61 35 пружины 66 сжатия о верхнюю торцовую сторону 67 внутренней направляющей гильзы 64, за счет чего имеющая форму конуса упорная поверхность 62 кольцевого поршня 59 прижимается к контрупорной поверхно- 40 сти 63 контактного стержня 4, Кольцевой поршень 59 является, таким образом, подпружиненным относительно фрезерной головки 11, предусмотрен регулируемый с помощью манометра 72 редукционный вентиль 73. Оснащенная обратным вентилем 74 линия 75 для подаода масла внешне расположенного резервуара 76 масла впадает в гидравлическую линию 70. Резервуар 76 для масла соединен с помощью обратной линии 77 с внутренним пространством корпуса 16 передачи. Очистительное устройство 9 удерживается очистительным манипулятором 78, расположенным на платформе и содержащим вращающуюся вокруг поворотной оси 79 гильзу 80, на которой расположен радиально выступающий, состоящий из двух частей рычаг 81. Выступающий рычаг 81 может поворачиваться с помощью установочного цилиндра 82, который шарнирно укреплен на рычаге 83, жестко прикрепленном к гильзе 80 так, что очистительное устройство 9 может перемещаться по имеющей круговую форму траектории А движения. Несущая очистительное устройство 9, образующая свободный конец выступающего рычага 8 внешняя часть 84 может опускаться и подниматься относительно укрепленной на поворотной гильзе 80 внутренней части 85 вдоль направляющей планки 86, которая укреплена неподвижно на проходящей вниз в вертикальном направлении траверсе 87 внутренней части 85, Вертикальное движение смещения осуществляется с помощью шарнирно укрепленного с одной стороны на вертикальной траверсе 87, а с другой стороны - на внешней части 84 рычага 81 ходового цилиндра 88. Очистительное устройство 9 опирается на седло 89 о внешнюю часть 84 выступающего рычага 81 и может сниматься с нее. На платформе наряду с очистительным манипулятором 78 расположен манипулятор 90 зонда, который содержит расположенную на платформе и поворотную вокруг оси 91 стойку 92. На стойке 92 укреплена Оболочка гидравлического цилиндра 57 45 выступающая консоль 93 с возможностью смещения з вертикальном направлении, на содержит проходящее параллельно оси 20 свободном конце которой расположен зацентральной трубы 10 вертикальное отверхват 94, который служит для извлечения зонстие 67 и примыкающее к нему, ведущее да из магазина М и передачи зонда к копью радиально наружу горизонтальное отвер1 или же для снятия зонда с копья 1, причем стие 68, которые образуют канал 69 для масзонд удерживается парами 95 цанговых кула К этому каналу 69 для масла подключена 50 лачков захвата 94. Захват 94 также может гидравлическая линия 70, которая соединяперемещаться по имеющей окружную форет имеющее кольцевую форму внутреннее му траектории Б движения, радиус которой пространство гидравлического цилиндра 57 больше радиуса траектории А движения с внутренним пространством гидравличеочистительного устройства 9. Обе траектоского цилиндра 50 центрирующего устройства 41. Гидравлическая линия 70 впадает 55 рии А и Б движения взаимно пересекаются в точке В через разветвительную линию 71 во внутреннее пространство корпуса 16 переУстройство работает следующим обрадачи, причем в разветвительной линии 71 зом. 1722233 8 ловке 2 частицы шлака или металла удаляются с помощью фрезеровочных зубьев. В течение процесса фрезерования контактный стержень 4 прижимается своей контрупорной поверхностью 63 к упорной поверхности 62 кольцевого поршня 59 гидравлического цилиндра 57. За счет этого кольцевой поршень 59 смещается против действия пружин 66 сжатия вниз до момента обеспечения контакта между имеющей кольцевую форму торцовой поверхностью 97 поршня и основанием 60 упорной гайки. Подача фрезерной головки 11 ограничивается, таким образом, посредством расстояния L между торцовой поверхностью 97 поршня и основанием 60 упорной гайки. С помощью движущегося вниз кольцевого поршня 59 вытесняется гидравлическое масло из имеющего кольцевую форму внутреннего пространства 98 гидравлического цилиндра 57 и гидравлический цилиндр 50 центрирующего устройства 41 нагружается через гидравлическую линию 80, причем обратное протекание гидравлического масла в резервуар 76 с маслом предотвращается обратным вентилем 74. Регулируемый направляющий ролик47 приЦентральная труба 10, внешний диажимается в результате этого к контактному метр Д которой в средней области приблистержню 4. Давление гидравлического масзительно соответствует диаметру зонда, ла возрастает вследствие уменьшения имезажимается парами 95 цанюшх кулачков, 30 ющего кольцевую форму внутреннего которые охватывают центральную трубу 10 пространства 98 гидравлического цилиндра не полностью, а таким образом, что на сво57 до достижения максимального давления, бодных концах цанговых кулачков остается выставленного с помощью манометра 72. зазор для элементов 55 защиты от провораПосле этого отпирается редукционный венчивания. Стопорное кольцо 56 расположено 35 тиль 73 в разветвительной линии 71 и гидна верхней паре цанговых кулачков, в реравлическое масло поступает во внутреннее зультате чего центральная труба 10 не мопространство корпуса 16 передачи. жет соскользнуть вниз. В завершение очистительное устройство 9 снимается с После того, как торцовая поверхность седла 89 очистительного манипулятора 78 40 97 кольцевого поршня 59 гидравлического посредством подъема консоли 93 манипуляцилиндра 57 войдет в контакт с основанием тора 90 зонда или опускания седла 69, а 60 упорной гайки, подача манипулятора 90 захват 94 переводится очистительным устзонда и редукторный двигатель 35 отключаройством 9 в изображенную сплошной лиются, например, с помощью концевого вынией рабочую позицию Ж ниже головки 2, в 45 ключателя. Манипулятор 90 зонда опускает которой ось 20 центральной трубы 10 проочистительное устройство 9 в область ниже ходит на одной прямой с осью 3 копья 1 (на контактного стержня 4 и переводится в пофиг, 2 в рабочей позиции изображен лишь зицию Г приема. После снятия очистительманипулятор 90 зонда без копья \ и очистиного устройства 9 с помощью тельного устройства 9). 50 очистительного манипулятора 78 последний, после того, как манипулятор 90 зонда После этого консоль 93 манипулятора деблокирует очистительное устройство 9 90 зонда переводится вверх, а центральная посредством открывания пар 95 кулачков, труба 10 насаживается на контактный стерпереводится в позицию Д покоя. жень 4. После того, как фрезерная головка 11 будет установлена в соответствующую 55 В соответствии со следующей формой позицию (приблизительно при 80% общего исполнения возможны также перевод очихода) ниже головки 2, манипулятор 90 зонстительного устройства 9 с помощью очида после включения редукторного двигателя стительного манипулятора 78 в позицию, в 35 переключается в режим подачи фрезы с которой ось 3 копья 1 проходит на одной малой скоростью подачи. Прилипшие к гопрямой с осью 20 центральной трубы 10, и Захват 94 манипулятора 90 зонда переводится на траекторию А движения очистительного манипулятора 78 в изображенную штрихпунктирной линией позицию Г-лриемэ, в которой проложенная через имею- 5 щие форму окружности отверстия пар 95 цанговых кулачков ось 96 располагается в точке 73 пересечения. После открывания пар 95 кулачков очистительное устройство 9 переводится из изображенной сплошной 10 линией позиции Д ПОКОЙ в изображенную штрихпунктирной линией позицию Е передачи, в которой ось 20 центральной трубы 10 располагается в точке В пересечения траекторий А и Б движения и на одной прямой с 15 которой находится ось QQ, проложенная через имеющие форму окружности отверстия пар 95 цанговых кулачков. Положение по высоте очистительного устройства 9 и захвата 94 выбрано при этом таким образом, 20 что средняя область центральной трубы 10 располагается на высоте открытых пар 95 цанговых кулачков, причем пары 95 цанговых кулачков охватывают центральную трубу 10 на высоте элементов 55 для защиты от 25 проворачивания. 1722233 насаживание очистительного устройства 9 с помощью очистительного манипулятора 78 на контактный стержень 4. Длина хода ходового цилиндра 88 должна соответствовать при этом по меньшей мере длине контактного стержня 4. Возможно также такое построение очистительного устройства, при котором оно является независимым от внешнего электропитания. Все элементы гидравлической системы могут располагаться совместно с очистительным устройством на одной раме. Электропитание может осуществляться с помощью батареи или иного накопителя энергии, который в этом случае может использоваться в качестве противовеса, Использование данного устройства позволяет повысить качество очистки головки кислородного копья, снизить его себестоимость, а также повысить надежность работы и увеличить его срок службы. Формула изобретения 1. Устройство для очистки головки кислородного копья, содержащее контактный стержень с головкой кислородного копья, погружаемой в ковш и несущей измерительный зонд и/или зонд для отбора пробы, фрезерную головку с приводом, установленную с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения относительно контактного стержня на позиции, соосной с головкой кислородного копья, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения себестоимости устройства и повышения качества очистки, оно снабжено транспортным средством для его перемещения и центральной трубой, расположенной соосно с фрезерной головкой, размещенной на ее верхнем конце, с возможностью вращения, а на нижнем конце центральной грубы установлен с возможностью взаимодействия с контактным стержнем концевой упор, при этом в верхней части центральной трубы размещено центрирующее устройство для контактного стерж н я , а двигатель фрезерной головки расположен на центральной трубе. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2. Устройство п о п , 1 , о т л и ч а ю щ е е С я тем, что концевой упор представляет 50 собой амортизатор с центральным поршнем, подпружиненным относительно фрезерной головки. 3. Устройство по пп. 1-2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поверхность взаимодей- 55 ствия с контактным стержнем концевого упора выполнена конусообразной. 4. Устройство по п. 1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что центрирующее устройство представляет собой три направляющих ро 10 лика с горизонтальными осями вращения, два из которых зафиксированы относительно центральной трубы, а третий ролик установлен с возможностью регулировки в направлении ее оси. 5. Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью точной регулировки положения фиксации направляющих роликов относительно центральной трубы, каждый из двух направляющих роликов имеет юстировочное устройство. 6. Устройство по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что третий направляющий ролик установлен подпружиненно в направлении, перпендикулярном к оси центральной трубы, с возможностью перемещения посредством регулирующего гидроцилиндра. 7. Устройство по пп. 2 и 6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью регулировки направляющей ролика, амортизатор выполнен в виде гидроцилиндра, внутренняя полость которого сообщена с регулирующим гидроцилиндром посредством гидравлической линии. 8. Устройство п о п . 1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что двигатель фрезерной головки установлен на выступающем корпусе, размещенном на центральной трубе. 9. Устройство по п. 8, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что двигатель фрезерной головки выполнен редукторным. 10. Устройство по пп. 8-9, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что двигатель фрезерной головки связан с ней посредством муфты и передачи, размещенной в выступающем корпусе. 11. Устройство по пп. 7 и 10, о т л и ч аю щ е е с я тем, что гидравлическая линия сообщена с корпусом передачи посредством дополнительной линии с регулируемым редукционным вентилем. 12. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щее с я тем, что поперечное сечение центральной трубы равно поперечному сечению измерительного зонда и/или зонда для отбора пробы. 13. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что транспортное средство представляет собой манипулятор. 14. Устройство по п. 13, о т л и ч а ю щее с я тем, что манипулятор имеет рычаг и седло, установленное на нем с возможностью регулировки по высоте, а устройство для очистки головки размещено на седле. 15. Устройство п о п . 1 4 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рычаг манипулятора состоит из двух самостоятельных частей, нижняя из которых установлена с возможностью регулировки по высоте относительно верхней 11 1722233 12 положены с противоположных сторон центральной трубы. части вдоль направляющей вертикальной планки, закрепленной на верхней части рычага. 16. Устройство по пп. 1, 8-10, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено L-образным бугелем, один конец которого закреплен на центральной трубе, а на другом конце установлен противовес, при этом двигатель фрезерной головки и противовес рас 17. Устройство по п. 16, о т л и ч а ю щее с я тем, что противовес закреплен в виде накопителя энергии. 18. Устройство по п. 17, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что противовес представляет собой батарею. 10 7J п 5$ V 60 8 55 64 39 W Фиг.1 1722233 79 82 96 Фиг. 2 83 1722233 К 80 85 81 і. \ \ I ,78 M 83 L.. tl ; 8i 77 8l" 38 IB J5 -9 II f 35 40 45 50 Редактор И. Ванюшкина Составитель Е. Хлудов Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун Заказ 968 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101