ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕНЫ ВЫПУСКНОГО ЖЕЛОБА
TRANSFERRING DEVICE FOR CHANGING OF HOT RUNNER

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к перемещающему устройству для замены желоба, в частности к главному выпускному желобу доменной печи для чугуна.
Предпосылки к созданию изобретения
На литейном дворе доменной печи чугун и чугунный шлак разделяются в главном выпускном желобе, который сообщается с выпускным отверстием доменной печи. Такой главный желоб выстилается огнеупорной футеровкой, которая нуждается в периодическом обновлении. Полная замена огнеупорной футеровки главного желоба занимает обычно по меньшей мере одну неделю, в течение которой соответствующее выпускное отверстие не работает. Для сокращения времени простоя выпускного отверстия предлагается просто заменять главный желоб на резервный желоб вместо замены его огнеупорной футеровки на месте. Однако габаритные размеры главного желоба современных доменных печей могут составлять, например, до 20 м в длину, 3 м в ширину и 2 м в высоту при массе до 400 тонн. Очевидно, что замена главного желоба на резервный вызывает серьезные проблемы перемещения.
Для замены главного желоба предусмотрено использование крана, который обычно имеется на литейном дворе. Однако для подъема тяжелого главного желоба кран литейного двора и его опорные конструкции должны быть существенно усилены, что часто очень дорого и даже невозможно по причине хронического дефицита свободного места вокруг доменной печи. Кроме того, манипулирование такими тяжелыми объектами, как главный желоб большой доменной печи, с помощью крана в условиях ограниченного пространства вызывает серьезные проблемы в области техники безопасности.
В патенте ЕР 0279165 описано использование подъемного устройства, включающего в себя вертикальные тяговые элементы, которые могут быть гибкими или жесткими и зафиксированными на площадке на выпускном уровне или по другому варианту на желобе, для подъема главного желоба вертикально между нижним рабочим уровнем и верхним выпускным уровнем. Аналогичный подход описан в патенте DE 3624266. В соответствии с этим документом вертикальные подъемные элементы располагаются на нижнем уровне цеха доменного производства.
Хотя подъемные устройства, являющиеся прототипами и описанные в патенте ЕР 0279165 и в патенте DE 3624266, позволяют проводить замену главного желоба, для них требуются трудоемкие и дорогие вертикальные подъемные средства, которые несут с собой, кроме того, риск в плане техники безопасности. Это особенно верно, если главный желоб очень тяжелый и громоздкий.
Цель изобретения
Целью настоящего изобретения является предложить усовершенствованное перемещающее устройство для замены желоба, обеспечивающее простое, быстрое и безопасное перемещение очень тяжелых желобов между нижним рабочим уровнем и верхним выпускным уровнем на литейном дворе.
Подробное описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением цель достигается перемещающим устройством, включающим в себя наклоняемый мост, выполненный с возможностью удержания желоба в рабочем положении перед выпускным отверстием доменной печи. Этот мост может наклоняться, образуя наклонную плоскость, по которой желоб поднимается или опускается. Другими словами, желоб может быть перенесен с верхнего выпускного уровня на нижний рабочий уровень и наоборот, перемещая его по наклонной плоскости. Это позволяет просто, быстро и безопасно заменить очень тяжелые желоба на литейном дворе. Скольжение желоба по наклоняемому мосту действительно требует значительно меньших усилий, чем его вертикальный подъем. Следовательно, устройства привода для перемещения очень тяжелого желоба по наклонной плоскости могут быть проще, менее мощными и громоздкими, а также менее дорогими, чем подъемные устройства для вертикального подъема желоба. Более того, перемещение большой массы по наклонной плоскости очевидно более безопаснее, чем ее вертикальный подъем. Дополнительным немаловажным преимуществом является то, что все основные элементы перемещающего устройства в соответствии с настоящим изобретением могут быть расположены ниже уровня выпускной площадки. Другими словами, перемещающее устройство в соответствии с настоящим изобретением не является громоздким препятствием на выпускной площадке или над ней.
Особенно компактный и простой вариант воплощения перемещающего устройства включает в себя нижний участок моста и верхний участок моста, выполненные с возможностью наклона по отдельности и совместно для образования наклонной плоскости.
Таким образом, нижний участок моста может быть установлен в горизонтальное положение, обеспечивая на нижнем рабочем уровне замену желоба, находящегося на этом нижнем участке моста. Верхний участок моста может быть установлен в рабочем положении на верхнем уровне выпускной площадки, в котором желоб, установленный на этот верхний участок моста, может эксплуатироваться перед выпускным отверстием доменной печи.
Для облегчения перемещения желоба вдоль наклоняемого моста желоб лучше всего установить на опорную тележку для желоба. Такой тележкой является, например, рельсовое транспортное средство, при этом наклоняемый мост включает в себя рельсы для направления этого рельсового транспортного средства.
Для обеспечения простой замены опорных тележек для желоба на нижнем участке моста предпочтительно организовать две рабочие зоны по обе стороны нижнего участка моста. Для легкого перемещения опорной тележки для желоба с нижнего участка моста в поперечном направлении в одну из этих двух рабочих зон и наоборот предпочтительно наличие колес на опорной тележке для желоба, выполненных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.
Может использоваться любой вид устройства привода для перемещения тележки по наклоняемому мосту. В предпочтительном варианте воплощения изобретения устройство привода включают в себя гидравлический подъемник. Однако устройство привода может, например, также включать в себя лебедку или кремальеру.
В предпочтительном варианте воплощения наклоняемый мост включает в себя нижний участок моста и верхний участок моста, выполненные с возможностью наклона по отдельности и совместно для образования наклонной плоскости, а гидравлический подъемник включает в себя корпус подъемника, встроенный в нижний участок моста, и телескопический поршень подъемника, направляемый по направляющему устройству на нижнем участке моста или на верхнем участке моста.
В предпочтительном варианте воплощения наклоняемый мост наклоняется при вращении вокруг по меньшей мере одной приблизительно горизонтальной оси, предпочтительно посредством по меньшей мере одного гидравлического подъемника. Последний преимущественно включает в себя по меньшей мере одну шарнирную опору, используемую в качестве опоры в ненаклонном положении и/или в наклоняемом положении.
А также для повышения безопасности перемещающее устройство преимущественно включает в себя запорное устройство для прикрепления желоба к наклоняемому мосту. Запорное устройство выполняет две функции. Во-первых, оно позволяет закрепить желоб или опорную тележку для желоба в рабочем положении перед выпускным отверстием. Во-вторых, оно служит для закрепления желоба или опорной тележки для желоба на верхнем участке наклоняемого моста, когда тот находится в наклонном положении. Для предотвращения бесконтрольного соскальзывания желоба по наклонной плоскости запорное устройство преимущественно сконструировано таким образом, чтобы опираться только после того, как соответствующее устройство привода, например гидравлический подъемник, приняло на себя массу желоба или опорной тележки для желоба. В данном предпочтительном воплощении запорное устройство включает в себя присоединенный предохранительный механизм, позволяющий освободить запорное устройство только в том случае, если зажимная головка гидравлического поршня вошла в зацепление с тележкой, занявшей рабочее положение перед выпускным отверстием.
Краткое описание чертежей
Другие особенности и преимущества изобретения будут показаны в приведенном ниже подробном описании предпочтительного воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи. На этих чертежах изображено следующее:
фиг.1 - вид в разрезе перемещающего устройства в соответствии с изобретением, где перемещающее устройство поддерживает желоб в рабочем горизонтальном положении перед выпускным отверстием доменной печи;
фиг.2 - вид в разрезе перемещающего устройства по фиг.1 в конфигурации замены желоба, когда желоб находится в поднятом положении;
фиг.3 - вид в разрезе перемещающего устройства по фиг.1 в конфигурации замены желоба, когда желоб находится в опущенном положении;
фиг.4 - вид сверху зоны замены желоба перемещающего устройства по фиг.1 (смотри разрез по линии А-А на фиг.1);
фиг.5 - вид в разрезе зоны замены желоба перемещающего устройства по фиг.1 (смотри разрез по линии В-В на фиг.1);
фиг.6 - вертикальный разрез запорного устройства для желоба; и
фиг.7 - горизонтальный разрез запорного устройства по фиг.6 (смотри разрез по линии С-С на фиг.6).
Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
На фиг.1 изображен вид в разрезе литейного двора доменной печи 10, на котором имеется выпускное отверстие 12, а главный желоб 14 сообщается с этим выпускным отверстием 12. Позиция 16 обозначает выпускную площадку литейного двора. Главный желоб 14 изображен на уровне выпускной площадки 16 в выпускном положении под выпускным отверстием 12. Желоба для чугуна и шлака (не показаны) располагаются ниже и вдоль главного желоба 14 и служат для направления чугуна (стали) в ковши, а шлака - в шлакосборники или шлакоприемники (не показаны).
Перемещающее устройство в соответствии с настоящим изобретением обозначено общей позицией под номером 20. Оно включает в себя наклоняемый мост 26, состоящий из наклоняемого первого участка моста 24 и наклоняемого второго участка моста 34. Первый участок моста 24 установлен на цокольном этаже 44 литейного двора перед выпускным отверстием 12. На фиг.1 наклоняемый первый участок моста 24 изображен в горизонтальной конфигурации, в которой он поддерживает желоб 14 в выпускном положении перед выпускным отверстием 12. На фиг.2 и 3 наклоняемый первый участок моста 24 изображен в наклонной конфигурации замены желоба. Второй участок моста 34 установлен в рабочем подвале 42 под цокольным этажом 44 литейного двора в осевом совмещении с первым участком моста 24. На фиг.1 наклоняемый второй участок моста 34 показан в ненаклонной горизонтальной конфигурации на уровне рабочей площадки в рабочем подвале 42. На фиг.2 и 3 наклоняемый второй участок моста 34 изображен в наклонной конфигурации замены желоба, в которой он взаимодействует с наклоняемым первым участком моста 24, образуя наклонную плоскость, по которой желоб 14 может быть поднят или опущен.
Позиция под номером 22 обозначает опорную тележку для желоба, поддерживающую главный желоб 14. Эта опорная тележка для желоба 22 сконструирована как рельсовое транспортное средство, направляемое по рельсам 40, имеющимся на обоих участках моста 24, 34. Запорное устройство 28 позволяет запирать опорную тележку для желоба 22 во входном конце первого участка моста 24. Позиция под номером 32 обозначает вторую опорную тележку для желоба, несущую заменяемый главный желоб 36. На фиг.1 эта вторая опорная тележка для желоба 32 припаркована на рабочей площадке в рабочем подвале 42 сбоку вдоль опущенного второго участка моста 34.
В последующем более подробно будет описан наклоняемый первый участок моста 24. Он включает в себя опорную дорожку 46 для опорной тележки для желоба 22. Следует отметить, что опорная дорожка 46 существенно длиннее опорной тележки для желоба 22, что позволяет разместить удлиненный желоб (не показано) ниже главного желоба 14, когда последний находится в выпускном положении, изображенном на фиг.1. Позиция под номером 58 обозначает термоизоляцию 58, защищающую нижнюю поверхность опорной дорожки 46 от теплового излучения в этом выпускном положении. Конец опорной дорожки 46, ближайший к выпускному отверстию 12, опирается на шарнирную стойку 50. Последняя включает в себя первый кронштейн 52, прикрепленный к опорной дорожке 46, и второй кронштейн 54, закрепленный в основании, находящемся на площадке литейного двора 44. Два кронштейна 52, 54 соединены приблизительно горизонтальным поворотным валом 56, позволяющим опорной дорожке 46 вращаться вокруг приблизительно горизонтального поворотного вала 56. Линейный привод, например гидравлический подъемник 62, опирающийся шарнирно одним концом на площадку 44 и соединенный шарнирно другим своим концом с опорной дорожкой 46, используется для вращения опорной дорожки 46 вокруг поворотного вала 56, тем самым приводя наклоняемый первый участок моста 24 либо в его горизонтальную выпускную конфигурацию, либо в его наклонную конфигурацию замены желоба. Одна или более поворотных опор 64 опираются на основания 65 на площадке 44, формируя дополнительную опору для опорной дорожки 46 в горизонтальном положении для разгрузки гидравлического подъемника 62 при нахождении опорной дорожки 46 в своем горизонтальном положении. Эти опоры 64 выполнены с возможностью вращения вокруг шарнира, связанного с опорной дорожкой 46 и приводимого в действие посредством гидравлических подъемников 66. Сравнивая фиг.1 и 2, хорошо видно, как достигается наклонная конфигурация первого участка моста 24 за счет поворота первой группы опор 64 и втягивания первого привода 62. Следует отметить, что в наклонной конфигурации по фиг.2 задний конец опорной дорожки 46 опирается на малые опоры 88 на тех же основаниях 65, на которые опираются более длинные опоры 64 в горизонтальной конфигурации.
Наклоняемый второй участок моста 34 включает в себя опорную дорожку 46′, взаимодействующую в конфигурации замены по фиг.2 и 3 с опорной дорожкой 46, формируя непрерывную наклонную дорожку, ведущую от выпускного отверстия 12 в рабочий подвал 42. Конец опорной дорожки 46′, наиболее удаленный от выпускного отверстия 12, опирается на шарнирную опору 70 в рабочем подвале 42 для поворота опорной дорожки 46′ вокруг приблизительно горизонтальной оси. Линейный привод, например гидравлический подъемник 72, шарнирно опирающийся одним своим концом на площадку рабочего подвала 42, а другим своим концом шарнирно прикрепленный к опорной дорожке 46′, используется для поворота опорной дорожки 46′ вокруг шарнирной опоры 70, приводя, таким образом, наклоняемый второй участок моста 34 либо в его горизонтальную конфигурацию, изображенную на фиг.1, либо в его наклонную конфигурацию замены желоба, изображенную на фиг.2 или 3. Так же, как первый участок моста 24, второй участок моста 24 дополнительно оборудован одной или более опорами 90 с возможностью их удаления. Эти опоры 90 поддерживают опорную дорожку 46′ в наклонном положении для возможности разгрузить второй привод 72 после подъема опорной дорожки 46′ в ее наклонное положение.
Позиция под номером 80 обозначает телескопический подъемник 80, используемый для перемещения опорной тележки для желоба 22 (или 32) по наклонной плоскости, образованной опорными дорожками 46, 46′, когда перемещающее устройство 20 находится в конфигурации замены желоба, изображенной на фиг.2 или 3. В ненаклонной конфигурации по фиг.1 втянутый телескопический подъемник 80 размещен внутри опорной дорожки 46′. Следует отметить, что гидравлический подъемник 62 является предпочтительно подъемником двойного действия для возможности противодействия крутящему моменту, прикладываемому телескопическим подъемником 80 на шарнирную опору 50. Фактически, таким образом, усилие растяжения прикладывается приводом 62 к первому участку 24, когда выдвигающийся телескопический подъемник 80 толкает тележку 22. Это позволяет компенсировать этот момент и предотвратить повреждение устройства замены 20. Как лучше всего изображено в увеличенном фрагменте Z на фиг.2, телескопический подъемник 80 включает в себя головку-держатель 82, вступающую в свободный контакт с кронштейном 84 под опорной тележкой для желоба 22, для удержания тележки 22 на наклонной плоскости. Головка-держатель 82 и телескопический поршень подъемника 80 оборудованы направляющими колесами, которые направляют и поддерживают поршень и головку-держатель 82 внутри направляющих рельсов опорных дорожек 46, 46′. Когда наклоняемый мост 26 находится в конфигурации замены желоба, изображенного на фиг.2, а запорное устройство 28 освобождено, тележку 22, поддерживающую желоб 14, который заменяется, можно контролируемо опустить посредством телескопического подъемника 80.
На фиг.3 изображено расположение после завершения движения вниз тележки 22 по наклоняемому мосту 26. Такое расположение достигается при полном втягивании телескопического подъемника 80. После этого тележка 22 полностью удерживается на нижнем участке моста 34. При удалении опор 90 второй привод 72 может повернуть нижний участок моста 34 в его горизонтальное положение. Первую тележку 22, поддерживающую изношенный желоб 14, можно заменить второй тележкой 32, поддерживающей обновленный желоб 36. Эта операция выполняется на рабочей площадке в подвале 42.
На фиг.4 изображен вид сверху рельсов в подвале 42. Две горизонтальные зоны 100 и 102 для парковки и обновления выполнены по обе стороны нижнего участка моста 34. Поперечные рельсы 106 расположены перпендикулярно рельсам 40 участка 34 и предназначены для возможности легкого удаления первой тележки 22 с участка 34 и постановки на него второй тележки 32. Для замены простой тягой одной из тележек 22, 32 обе тележки 22 и 32 могут быть жестко сцеплены друг с другом боками. Позиции под номерами 108 обозначают лебедки для такого поперечного перемещения тележек. Поперечные упоры 110 размещены на некоторых поперечных рельсах 106 для ограничения поперечного перемещения тележек 22 и 32. Концевые упоры 114 располагаются на продолжениях рельсов 40 в нисходящем направлении для ограничения движения вниз тележки 22, соответственно тележки 32. На фиг.4 также изображены вертикальные подъемники 112, расположенные вдоль нижнего участка моста 34 для подъема тележки 22 (соответственно 32) с рельсов 40, как описано в следующем абзаце.
На фиг.5 изображен вид в разрезе тележки 22 и 32 в подвале 42. Тележки 22 и 32 находятся в подвале 42 в процессе операции замены. Для поперечного перемещения по рельсам 106, изображенным на фиг.4, каждое из колес 120 для перемещения тележек 22 и 32 установлено на кронштейнах 122, выполненных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Для изменения ориентации ходовых колес 120 из продольного направления (как у тележки 22 на фиг.5) в поперечное направление (как у тележки 32 на фиг.5) и наоборот тележка 22 или соответственно 32 поднимается посредством вертикальных подъемников 112. При поднятии тележки 22 или 32 ее ходовые колеса 120 могут быть повернуты на 90°, позволяя выбирать между продольным или поперечным перемещениями. Тележка 22 или 32 затем опускается на свои ходовые колеса 120, которые запирают кронштейн 122 в выбранном направлении перемещения. На фиг.5 также изображены желоба 14, 36, установленные в тележках 22 или 32 с окружным зазором 124. В действительности желоба 14 или 36 установлены на скользящих пластинах или ходовых штоках (не изображены) внутри тележек 22 и 32 и прикреплены к последним только в одной конкретной точке (не изображена) по всей длине. Такой вид монтажа допускает термальное расширение желобов 14 или 36 в процессе работы перед выпускным отверстием 12.
На фиг.5 также изображен вид в разрезе конструкции нижнего участка моста 34. Более конкретно, нижний участок моста 34 включает в себя две продольные параллельные балки 130, например две стальные балки. Балки 130 скреплены вдоль своей длины множеством верхних 132 и нижних 134 поперечин, приваренных к внутренним стенкам 136 балок 130. Предусмотрено пространство между балкой 130 и верхними 132 и нижними 134 поперечинами для выдвижения телескопического подъемника 80. Опорные колеса 92 для подъемника 80 направляются и опираются на участки 138, прикрепленные к внутренним сторонам участков 24, 34. Рельсы 40 приварены к балкам 130 непосредственно над их наружными станками 140 для устойчивости. Верхний участок моста 24 имеет аналогичную конструкцию. Следует понимать, что такая конструкция дает возможность получить прочный, надежный и компактный наклоняемый мост 26.
Когда тележка 22, поддерживающая замененный желоб 14, который заменяется, поднимается и заменяется тележкой 32, поддерживающей обновленный желоб 36 на рельсах 40 нижнего участка моста 34, последний снова поднимается для формирования наклоняемого моста 26. Перед поднятием тележки 34 конфигурация становится идентичной изображенной на фиг.3 (кроме замененного желоба и замененной тележки). После поднятия тележки 32 телескопическим подъемником 80 образуется конфигурация, изображенная на фиг.2 с соответствующими изменениями.
Возврат верхнего 22 и нижнего 34 участков моста в горизонтальное положение выполняется первым 62 или по другому варианту вторым приводом 72, опоры 90 предварительно убраны и вместо них потом выставлены опоры 64. Когда операция замены главного желоба 14 на обновленный главный желоб 36 завершена, конфигурация перемещающего устройства 20 опять соответствует изображенной на фиг.1, за исключением того, что новый обновленный желоб 36 стоит в рабочем положении перед выпускным отверстием 12.
Возвращаясь к фиг.1 и 2, необходимо отметить, что запорное устройство 28 выполняет важную функцию. В действительности, оно обеспечивает закрепление главного желоба 14 перед выпускным отверстием 12 в рабочем положении и невозможность перемещения по верхнему участку моста 24 при его наклоне опорной тележки для желоба 22 на наклонном мосту 26 в конфигурации замены желоба.
На фиг.6 изображен вертикальный разрез предпочтительного воплощения запорного устройства 28, которое включает в себя запорный поршень 200, скользящий по направляющей 202 с усиленными стенками 204. В запертом положении, как изображено на фиг.6, запорный поршень 200 входит в зацепление с зажимным кольцом 206, имеющимся на опущенном элементе 208 опорной тележки для желоба 22 или 32. Механизм для перемещающего устройства 28 размещен в корпусе 210, прочно прикрепленном к верхнему участку моста 24, предпочтительно вблизи выпускного отверстия 12. Этот механизм включает в себя подъемник с гидравлическим приводом 212, используемым для введения в зацепление или выведения из него с зажимным кольцом 206 запорного поршня 200. Приводной подъемник 212 установлен на опорном кронштейне 214 в корпусе 210.
На фиг.7 изображено запорное устройство 28 по фиг.6 в горизонтальном разрезе по линии С-С на фиг.6. Видно, что перемещающее устройство 28 включает в себя дополнительный внутренний предохранительный механизм 216. Точнее механизм 216 включает в себя предохранительный хомут 218, выполненный с возможностью вращения на шарнире 220. Предохранительный хомут входит в зацепление с пазом 222 запорного поршня 200 для его фиксации, то есть для гарантии невозможности случайного выведения запорного поршня 200 из крепежного кольца 206. Рычаг 224 обычно удерживает предохранительный хомут 218 в пазу 222 с подпружиненным натяжением, возникающим за счет пружины 226. Предохранительный хомут выводится из зацепления кулачком 228, воздействующим на толкатель 230, предусмотренный на предохранительном хомуте 218 со стороны, обращенной к участку 24. Кулачок 228 закреплен на головке-держателе 82 телескопического подъемника 80. Предпочтительно, чтобы два устройства 28 размещались симметрично на обеих сторонах верхнего участка моста 24 (с их оснасткой на тележках 22, 32, участком 24 и головкой-держателем 82). Следует понимать, что запорный поршень 200 может высвобождать тележку 22 или 32 только тогда, когда присутствует головка-держатель 82, то есть в том случае, когда телескопический подъемник 80 в состоянии удерживать тележку 22 или соответственно 32.
Следует добавить, что предусмотрены конечные путевые выключатели для дополнительной безопасности, предпочтительно, на всех подвижных элементах или двигателях перемещающего устройства для замены желоба 20. Такими элементами, в частности, являются участки моста 24 и 34, головка-держатель 82, запорное устройство 28, опоры 64 и 90, вертикальные подъемники 112, лебедки 108 и приводы 62, 72. В случае телескопического подъемника 80 конечные путевые выключатели предпочтительно имеются для каждого его элемента и позволяют, в данном случае, постоянно управлять скоростью его втягивания/выдвижения.