УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ШИХТЫ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКУЮ ПЕЧЬ
MECHANISM USED TO LOAD CHARGE INTO METALLURGICAL FURNACE

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к дозированной загрузке шихтовых материалов в ванные плавильные печи для плавки цветных металлов.
Известен аналог - система загрузки печи для обработки алюминия (источник информации патент США №5032173, МКИ 5 F27В 1/20, С22В 7/00), содержащая, как и в заявленной установке для загрузки шихты в металлургическую печь (далее установка для загрузки шихты), платформу и загрузочный узел, снабженный выталкивателем, который сталкивает металл в печь. В заявленном устройстве только платформа перемещается по рельсам, а роль выталкивателя играет толкающий реечный механизм с толкателем и приводом, сталкивающий шихту с технологической тары в печь.
Недостатки заключаются в том, что:
- в системе загрузки печи для обработки алюминия нет устройства для взвешивания шихты;
- система громоздкая и сложная в обслуживании и управлении.
Из-за перечисленных выше недостатков невозможно получить технический результат.
Известен аналог - установка для загрузки шихты (источник информации В.И.Врублевский и др. Дозирование литейных материалов. Киев: Наукова думка, 1973, стр.37-38), содержащая, как и заявленном устройстве, ленточный конвейер, состоящий из прорезиненной ленты, огибающей приводной и натяжной барабаны, бункер.
Недостатки заключаются в том, что:
- в установке для загрузки шихты нет устройства для взвешивания шихты;
- низкая эксплуатационная надежность питателя.
Ввиду указанных выше недостатков установка для загрузки шихты не может обеспечить решение технической задачи.
Ближайшим аналогом (прототипом) является установка для загрузки шихты в металлургическую печь (источник информации патент РФ №2231724), содержащая раму, на которой установлена подставка под бункер, механизм подачи шихты в печь. В заявленном устройстве имеется рама, на которую непосредственно установлены два бункера. Так же как и в заявленной установке для загрузки шихты имеется механизм подачи шихты в печь.
Недостатки заключаются в том, что:
- в установке для загрузки шихты нет устройства для взвешивания шихты;
- транспортерная лента и привод изменения направления движения транспортерной ленты работают в зоне высоких температур (вырывающихся газов из печи), поэтому срок службы их, я полагаю, будет небольшим. Из-за перечисленных выше недостатков невозможно получить технический результат.
Задачей изобретения является создание надежной, с высокой степенью механизации конструкции установки для загрузки шихты в металлургическую печь, имеющей: передвижную платформу с установленной на ней технологической тарой, приводом перемещения по рельсам, устройством для сталкивания шихты в печь, устройством для взвешивания шихты. Также в конструкции должно быть предусмотрено устройство загрузки шихты в технологическую тару.
Технический результат - разработанная установка для загрузки шихты является надежной, с высокой степенью механизации конструкцией, имеющей: передвижную платформу с установленной на ней технологической тарой, приводом перемещения по рельсам, устройством для сталкивания шихты в печь, устройством для взвешивания шихты, кроме того, имеется устройство для загрузки шихты в технологическую тару.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установку для загрузки шихты, содержащую раму, на которой установлен бункер с шихтовыми материалами, механизм подачи шихты в печь, согласно предлагаемому изобретению введено устройство для взвешивания шихты. Устройство для взвешивания шихты состоит: из кассетницы, которая фиксируется четырьмя упорами, закрепленными на верхней плите передвижной платформы, размещенными в кассетнице тензометрических весов, выносного цифрового табло, установленного сбоку на верхней плите передвижной платформы. Устройство для взвешивания шихты позволяет оперативно контролировать по выносному цифровому табло вес компонентов загружаемой шихты (например, моторный лом, бытовой лом и т.д. при переплавке алюминиевых ломов). Тензометрические весы имеют предел измерения от 0 до 2 тонн и позволяют взвешивать любую шихту весом до 2 тонн.
Существенно отметить, что в состав установки для загрузки шихты вводится передвижная платформа с установленной на ней технологической тарой и приводом перемещения ее по рельсам, который состоит из реверсивного двигателя, муфты, редуктора и клиноременной передачи. Технологическая тара устанавливается на четыре болта-штыря, закрепленных в верхней плите передвижной платформы. Снимаемая с болтов-штырей технологическая тара делает установку для загрузки шихты универсальной. Например, назовем это первым вариантом - шихту по первому варианту можно загружать в технологическую тару с помощью конвейеров, подавая передвижную платформу с установленной технологической тарой под бункера, далее после заполнения технологической тары шихтой, перемещать ее к печи для загрузки, а по второму (запасному) варианту снимать технологическую тару с передвижной платформы, краном везти ее на погрузку на склад шихты, после погрузки шихты доставлять им же к печи.
Кроме того, введено устройство для сталкивания шихты в печь, в которое входит реечный механизм с приводом. Реечный механизм размещен на передвижной платформе и состоит из двух реек, закрепленных на салазках, перемещающихся по направляющим, причем, на салазках закреплены два кронштейна, внутри которых крепится толкатель, а между ними находится плита. Привод реечного механизма состоит из реверсивного двигателя, редуктора, двух муфт, вала с двумя насаженными на него зубчатыми колесами. Передвижная платформа с находящимся на ней устройством для сталкивания шихты в печь делает установку для загрузки шихты надежной, так как ответственные узлы и механизмы не подвержены действию высоких температур при загрузке шихты, как в прототипе (транспортерная лента подвержена действию вырывающихся газов из завалочного окна печи).
Вместе с тем, в состав установки для загрузки шихты вводится устройство для загрузки шихты в технологическую тару, которое состоит из двух ленточных конвейеров желобчатой формы, двух бункеров, расположенных над рельсами, снабженных челюстными затворами с пневмоприводом, рамы и четырех опор. В два бункера шихта доставляется двумя ленточными конвейерами желобчатой формы со склада шихты. На бункерах установлены пневмовибраторы, которые препятствуют зависанию шихты.
Два бункера приварены к раме, которая опирается на четыре опоры, установленные на полу участка плавки.
Предложенная конструкция установки для загрузки шихты отличается надежностью и высокой степенью механизации.
На представленных четырех фигурах изображена установка для загрузки шихты, а также ее отдельные устройства.
На фиг.1 - вид в плане подвижной платформы.
На фиг.2 - вид А подвижной платформы.
На фиг.3 - вид Б подвижной платформы.
На фиг.4 - общий вид установки для загрузки шихты.
Предлагаемая конструкция установки для загрузки шихты в металлургическую печь состоит: из передвижной платформы с установленной на ней технологической тарой, привода перемещения передвижной платформы по рельсам, устройства для сталкивания шихты в печь, устройства для взвешивания шихты. Также в конструкции предусмотрено устройство загрузки шихты в технологическую тару. Установка для загрузки шихты в основном используется для дозированной загрузки шихтовых материалов в ванные плавильные печи для плавки цветных металлов.
Существенно отметить, что главным элементом конструкции установки для загрузки шихты является передвижная платформа, которая состоит из стальной нижней плиты 1 и стальной верхней плиты 2, между которыми находятся швеллеры 3 №30 и швеллеры 4 №20, фиг.1, 2. Крепление швеллеров 3, 4 к нижней плите 1 верхней плите 2 осуществляется болтами 5, пружинными шайбами 6 и гайками 7. Передвижная платформа имеет две оси 8, на концах которых имеются четыре катка 9 диаметром 300 мм, которые опираются на рельсы 10, фиг.3. В кронштейнах 11 находятся два подшипника качения, поэтому передвижная платформа катится по рельсам 10 легко. Кронштейны 11 крепятся к нижней плите 1 передвижной платформы гайками, болтами и пружинными шайбами (не показано). Передвижная платформа перемещается по рельсам 10 с помощью привода, который состоит из реверсивного двигателя 12, муфты 13, редуктора 14 и клиноременной передачи 15. В приводе передвижной платформы используется реверсивный двигатель 12 мощностью 1,6 кВт тип МТ-4, а также двухступенчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом 40. Шихта загружается в технологическую тару 16. Технологическая тара 16 устанавливается на четыре болта-штыря 17, закрепленных в верхней плите 2 передвижной платформы. Технологическая тара 16 имеет П-образную форму, сварена из листовой стали обыкновенного качества марки Сталь Ст.3 толщиной 5 мм. По бокам технологическая тара 16 имеет ребра жесткости 18, выполненные из стального уголка 45×45, также усиливают конструкцию четыре стальные укосины 19 толщиной 8 мм, приваренные с двух сторон. Кроме того, по бокам технологической тары 16 приварены швеллеры 20 №12. Наконец, для большей жесткости сверху приварен швеллер 21 №14. Для транспортировки технологической тары 16 с наружных сторон боковых стенок приварены четыре петли 22. Внизу по бокам технологическая тара 16 имеет четыре приваренных кронштейна 23 с отверстиями. По ширине технологическая тара 16 расширяется к плавильной печи на 40 мм, чтобы предотвратить заклинивание шихты и ее «заторы». Технологическая тара 16 имеет длину 2500 мм, ширина со стороны толкателя 1200 мм, со стороны печи 1240 мм, высота 750 мм. Снимаемая с болтов-штырей 17 технологическая тара 16 делает установку для загрузки шихты универсальной. Например, назовем это первым вариантом - шихту можно загружать в технологическую тару 16 с помощью конвейеров, подавая передвижную платформу с установленной технологической тарой 16 под бункера 24, далее, после заполнения технологической тары 16 шихтой, перемещать ее к печи для загрузки, а по второму варианту (запасному) снимать технологическую тару 16 с передвижной платформы краном (не показан), везти ее на погрузку на склад шихты, после погрузки шихты доставлять им же к печи, фиг.4. Запасной вариант используется в случае поломки конвейеров или челюстных затворов (будут рассмотрены ниже).
В конструкцию установки для загрузки шихты введено устройство для сталкивания шихты в печь, в которое входит реечный механизм с приводом. Реечный механизм размещен на передвижной платформе и состоит из двух реек 25, закрепленных на салазках 26, перемещающихся по направляющим 27, причем, на салазках 26 закреплены два кронштейна 28, внутри которых крепится толкатель, состоящий из вала 29 с приваренной на конце плитой 30. Каждая рейка 25 шириной 160 мм крепится к салазкам 26 шестью болтами 31. Нижняя направляющая 27 имеет три «гребня» и крепится к верхней плите 2 передвижной платформы 30-ю болтами 32 и 30-ю пружинными шайбами 33. Каждый кронштейн 28 крепится к салазкам 26 четырьмя болтами 34. Дополнительно, во избежание опрокидывания кронштейнов 28, между ними размещена плита 35, которая тоже входит в состав реечного механизма и закреплена на салазках 26 восемнадцатью болтами 36. Каждая боковая направляющая 27 крепится к верхней плите 2 передвижной платформы 14-ю болтами 37, 14-ю гайками 38, 14-ю пружинными шайбами 39. Вал 29 толкателя ⌀ 60 мм в каждом кронштейне 28 крепится тремя болтами 40 M12. Для сталкивания с технологической емкости 16 шихты в печь включается привод реечного механизма. Привод реечного механизма состоит из реверсивного двигателя 41, муфты 42, редуктора 43, муфты 44, вала 45 с двумя насаженными на него зубчатыми колесами 46 ⌀ 230 мм. В приводе реечного механизма платформы используется реверсивный двигатель 41 мощностью 3,6 кВт тип МТ-3,6, а также двухступенчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом 40. Во время сталкивания шихты в печь 47 плита 30 толкателя скользит по днищу технологической тары 16. Передвижная платформа с находящимся на ней устройством для сталкивания шихты в печь делает установку для загрузки шихты надежной, так как ответственные узлы и механизмы не подвержены действию высоких температур при загрузке шихты, как имеет место в прототипе (транспортерная лента подвержена действию вырывающихся газов из завалочного окна печи).
В состав установки для загрузки шихты введено устройство для взвешивания шихты. Устройство для взвешивания шихты состоит: из кассетницы 48, которая фиксируется четырьмя упорами (не показаны), закрепленными на верхней плите 2 передвижной платформы, размещенных в кассетнице тензометрических весов 49, выносного цифрового табло 50, установленного сбоку на верхней плите 2. Устройство для взвешивания шихты позволяет оперативно контролировать по выносному цифровому табло 50 вес компонентов загружаемой шихты (например, моторный лом, бытовой лом и т.д. при переплавке алюминиевых ломов). Тензометрические весы 49 имеют предел измерения от 0 до 2 тонн и позволяют взвешивать любую шихту весом до 2 тонн.
3
Вместе с тем, в состав установки для загрузки шихты вводится устройство для загрузки шихты в технологическую тару, которое состоит из двух ленточных конвейеров 51 желобчатой формы, двух бункеров 24, снабженных челюстными затворами 52 с пневмоприводом 53, рамы 54 и четырех опор 55. В два бункера 24 сварной конструкции шихта доставляется двумя ленточными конвейерами 51 со склада шихты. В ленточных конвейерах желобчатой формы используется тканевая прорезиненная лента шириной 800 мм. На складе шихты установлен шредер, предназначенный для измельчения шихты. Как показали эксперименты, при такой ширине ленты и при наличии шредера потери шихты очень малые или они вообще отсутствуют. На бункерах 24 установлены пневмовибраторы 56, которые препятствуют зависанию шихты. Пневмопривод челюстных затворов 52 и пневмовибраторы 56, установленные на бункерах 24, работают от сети сжатого воздуха давлением 6 ати. Два бункера 24 приварены к раме 54, которая опирается на четыре опоры 55, установленные на полу участка плавки. Емкость каждого бункера составляет 3 м. Следует отметить, что привод передвижной платформы и привод реечного механизма имеет общий выносной пульт управления, кроме того, в подоконнике 57 печи 47 имеются два упора 58 с концевыми выключателями (не показаны). При загрузке печи 47 шихтой, заслонка 59 поднята вверх, завалочное окно 60 открыто, часть технологической тары 16 находится в окне (расстояние от упоров 58 до края технологической тары 16, находящейся в окне равно 650 мм).
Экспериментальная установка для загрузки шихты проверена в работе на действующей газовой ванной плавильной печи отражательного типа для плавки алюминиевых ломов в ООО «Промышленное литье» г.Пенза и показала высокую надежность и минимальные потери дозируемых материалов. Вес передвижной платформы с пустой технологической тарой и находящимися на ней устройствами и механизмами составляет 1160 кг.
Работа установки для загрузки шихты происходит следующим образом. На складе шихты шредером (не показано) измельчается шихта и подается ленточными конвейерами 51 в бункера 24. Первый плавильщик металла и сплавов с помощью выносного пульта управления включает привод перемещения передвижной платформы, передвижная платформа катится по рельсам 9 и останавливается под соответствующим бункером (например, левым) 24 под загрузку. Первый плавильщик металла и сплавов включает пневмовибратор 56 левого бункера 24, далее, включает пневмопривод 53 челюстного затвора 52 левого бункера 24. Шихта из левого бункера 24 заполняет технологическую тару 16, после заполнения шихтой технологической тары 16, плавильщик металла и сплавов закрывает челюстной затвор 52 левого бункера 24, включает привод перемещения передвижной платформы и подает передвижную платформу к печи 47 до упоров 58, находящихся в подоконнике 57 (срабатывает концевой выключатель). При этом часть технологической тары 16 находится в окне (расстояние от упоров 58 до края технологической тары равно 650 мм). Существенно отметить, что перед подъездом к печи 47 второй плавильщик металла и сплавов поднимает заслонку 59 завалочного окна 60. Далее первый плавильщик металла и сплавов включает с выносного пульта управления привод реечного механизма устройства для сталкивания шихты в печь, при этом вращение от электродвигателя 41, через муфту 42, редуктор 43, муфту 44 передается на вал 45 с закрепленными на нем двумя зубчатыми колесами 46. Зубчатые колеса 46 перемещают рейки 25, которые закреплены на салазках 26 вправо. Вместе с салазками 26 перемещается и закрепленный на них толкатель, который своей плитой 30 сталкивает шихту в печь 47. После сталкивания шихты в печь 47, первый плавильщик металла и сплавов подает передвижную платформу влево. Второй плавильщик металла и сплавов закрывает заслонку 59 завалочного окна 60 и включает горелки (не показаны) печи 47. После проплавления загруженной порции шихты процесс повторяется. При большой емкости печи загружают несколько порций, а затем все сразу плавят. Предложенная конструкция установки для загрузки шихты отличается высокой степенью механизации.