УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ КОВШЕЙ

Заявляемый объект относится к металлургии и может быть использован для нагрева и сушки футеровки металлургических ковшей перед их наполнением и разливкой металла.
Известно устройство для сушки ковшей (Авт. св. СССР №376168, MПK B22D 41/00, опубл. 05.04.1973), содержащее крышку с горелкой, механизм перемещения крышки, воздуховоды и газопроводы. Крышка выполнена из двух шарнирно соединенных частей, ее подвижная часть оборудована опорным роликом, при этом крышка уравновешена пружинным механизмом, соединенным с механизмом перемещения с помощью системы рычагов и тяг.
У заявляемого объекта и аналога совпадают следующие существенные признаки: оба устройства содержат крышку с горелкой, механизм перемещения крышки, воздуховоды и газопроводы.
Достижению ожидаемого технического результата при использовании аналога препятствуют следующие причины. Использование сложной конструкции механизма перемещения крышки с большим количеством рычагов, тяг и пружинных узлов, использование крышки из двух частей, нестабильное положение частей крышки и необходимость использования опорного ролика приводит к снижению надежности и эффективности работы устройства, что в целом приводит к снижению эффективности процесса сушки ковша.
Наиболее близким к заявляемому объекту по совокупности признаков является устройство для сушки ковшей (Патент RU 2164193, MПK B22 D41/05, опубл. 20.03.2001), содержащее крышку с опорными элементами и горелкой, опорную площадку с механизмом вертикального перемещения крышки и проемом, центрирующее устройство, трубопровод для подвода топливного газа и воздуховод для подвода воздуха горения. Каждый из опорных элементов крышки выполнен Г-образной формы и закреплен на ней с возможностью перемещения в вертикальной плоскости с последующим стопорением и взаимодействием в рабочем положении с центрирующий устройством опорной площадки.
У заявляемого объекта и выбранного прототипа совпадают следующие существенные признаки. Оба устройства содержат крышку с горелкой, опорную площадку с механизмом вертикального перемещения крышки и проемом, центрирующее устройство, трубопровод для подвода топливного газа и воздуховод для подвода воздуха горения.
Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины. Использование крышки с меньшим размером, чем горловина ковша, и особенности установки опорных элементов не позволяют обеспечить полное и надежное накрытие ковша крышкой, кроме того, из-за выхода разогретых газов, проникающих из под крышки через неплотности наружу в атмосферу цеха, обуславливается коробление металлоконструкций устройства по прототипу, увеличение времени на сушку ковша, снижение температуры нагрева ковша и загрязнение окружающей среды, что приводит к снижению надежности и эффективности работы устройства. Кроме того, устройство по прототипу характеризуется сложностью конструкции, повышенной металлоемкостью и необходимостью использования значительной производственной площади для его применения. Конструктивные особенности установки крышки на ковш требуют перед установкой крышки осуществлять тщательную зачистку футеровки горловины ковша для обеспечения установки крышки на ковше без перекосов.
В основу заявляемого объекта поставлена техническая задача создать такое устройство для сушки ковшей, в котором усовершенствования путем введения новых элементов и связей между ними позволят при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности и надежности работы устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для сушки ковшей, содержащем крышку с горелкой, опорную площадку с механизмом перемещения крышки и проемом, центрирующее устройство, трубопровод для подвода топливного газа и воздуховод для подвода воздуха горения, согласно заявляемому объекту, центрирующее устройство выполнено в виде корпуса цилиндрической формы, который соединен с крышкой и установлен в стационарных направляющих с возможностью вертикального осевого перемещения в проеме опорной площадки, при этом трубопровод для подвода топливного газа к горелке расположен в корпусе центрирующего устройства, а воздуховод для подвода воздуха горения к горелке размещен в дополнительном проеме опорной площадки и выполнен из частей, соединенных с помощью скользящего коаксиального соединения.
В отдельных случаях использования заявляемое устройство может характеризоваться тем, что:
- устройство оборудовано крышкой, площадь сечения которой превышает площадь сечения горловины ковша;
- крышка снабжена патрубком для отвода отработанных газов.
При использовании заявляемого объекта, обеспечивается достижение технического результата, заключается в повышении эффективности и надежности работы устройства для сушки ковшей при расширении функциональных возможностей центрирующего устройства.
Между существенными признаками заявляемого устройства для сушки ковшей и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь. Выполнение центрирующего устройства в виде корпуса цилиндрической формы, который жестко соединен с крышкой и установлен в стационарных направляющих с возможностью вертикального осевого перемещения в проеме опорной площадки, расположение трубопровода для подвода топливного газа к горелке в цилиндрическом корпусе центрирующего устройства, а также размещение воздуховода для подвода воздуха горения к горелке в дополнительном проеме опорной площадки и выполнение воздухопровода для подвода воздуха горения из частей, соединенных с помощью скользящего коаксиального соединения, позволяет конструктивно просто обеспечить надежное вертикальное поднятие и опускание крышки при соблюдении герметичности соединения подвижных частей заявляемого устройства, обеспечить надежное перекрытие горловины ковша крышкой во время его сушки, что, в свою очередь, обеспечивает повышение эффективности и надежности работы заявляемого устройства при расширении функциональных возможностей центрирующего устройства и повышении эффективности сушки ковшей.
Выполнение центрирующего устройства в виде цилиндрического корпуса, жесткое соединение цилиндрического корпуса центрирующего устройства с крышкой и его установки в стационарных направляющих позволяет использовать его также как корпус для прокладки в нем трубопровода для подвода топливного газа к горелке в крышке, что, в свою очередь обеспечивает повышение эффективности и надежности работы заявляемого устройства при расширении функциональных возможностей центрирующего устройства. Кроме того, центрирующее устройство выполняет функцию тяги для подъема и опускания крышки, что обеспечивает перемещение в вертикальном осевом направлении с большой точностью всех конструктивных элементов заявляемого устройства, а именно крышки с горелкой, трубопровода для подвода топливного газа к горелке, воздухопровода для подвода воздуха горения.
Выполнение в опорной площадке дополнительного проема, размещение в этом проеме воздухопровода для подвода воздуха горения к горелке с его выполнением из частей, которые соединены с помощью скользящего коаксиального соединения, позволяет обеспечить свободное герметичное перемещения в вертикальной плоскости частей воздуховода при подъеме или опускании крышки из центрирующего устройства, что, в свою очередь, обеспечивает повышение эффективности и надежности работы заявляемого устройства при расширении функциональных возможностей центрирующего устройства.
Оборудование заявляемого устройства крышкой, площадь сечения которой будет превышать площадь сечения горловины ковша, который может использоваться с заявляемым устройством, оборудование крышки патрубком для отвода отработанных газов позволяет конструктивно просто обеспечить полное и надежное перекрытие горловины ковша при его сушки и отвод отработанных газов через установленный в крышке патрубок в систему дымоудаления, что, в свою очередь, обеспечивает повышение эффективности и надежности работы устройства при обеспечении полного и надежного накрывания ковшей различного типа.
Кроме того, использование заявляемого устройства обеспечивает полное и надежное накрытие ковша крышкой, сокращение времени на сушку ковша, повышение температуры нагрева ковша, предотвращает неконтролируемый выход разогретых отработанных газов процесса сушки наружу в атмосферу цеха и загрязнение окружающей среды.
Суть заявляемого объекта поясняется графическим материалом, на котором изображено устройство для сушки ковшей.
На графическом материале позициями обозначены следующие элементы:
1 - опорная площадка;
2 - механизм перемещения крышки;
3 - крышка;
4 - ковш;
5 - проем опорной площадки;
6 - корпус центрирующего устройства цилиндрической формы;
7 - стационарные направляющие;
8 - трубопровод для подвода топливного газа;
9 - горелка;
10 - воздуховод для подвода воздуха горения;
11 - узел скользящего коаксиального соединения;
12 - привод механизма перемещения крышки.
В конкретном примере выполнения в состав заявляемого устройства для сушки ковшей входит опорная площадка 1, на которой установлен механизм 2 перемещение крышки 3 (вверх-вниз) для накрытия ковша 4 (например, сталеразливного) во время его сушки. В опорной площадке 1 выполнен проем 5 для коаксиального размещения в нем центрирующего устройства 6, которое выполнено в виде корпуса цилиндрической формы. Центрирующее устройство 6 жестко связано с крышкой 3 и установлено в стационарных направляющих 7. В цилиндрическом корпусе 6 расположен трубопровод 8 для подвода топливного газа с горелкой 9, к которой подведен воздуховод 10 для подвода воздуха горения. Воздуховод 10 для подвода воздуха горения оборудован узлом скользящего коаксиального соединения 11. Кроме того, на опорной площадке 1 установлен привод 12 механизма перемещения крышки 3.
В конкретном примере выполнения устройство для сушки ковшей, например, сталеразливных, работает следующим образом.
Ковш 4, например, сталеразливной, подается в рабочую зону и устанавливается под крышкой 3, которая находится в начальном верхнем положении. Включается привод 12 и механизмом перемещения 2 центрирующее устройство 6 с жестко соединенной с ним крышкой 3 опускается сквозь проем 5 по стационарным направляющим 7 вниз, накрывая ковш 4 крышкой 3. Центрирующее устройство 6 выполняет функцию тяги для перемещения крышки 3 в вертикальной плоскости. Крышка 3 устанавливается на ковш 4, а центриующим устройством 6 обеспечивается ее стабильное и точное положение относительно горловины ковша 4. При этом расположенный в цилиндрическом корпусе центрирующего устройства 6 трубопровод 8 для подвода топливного газа с горелкой 9 также опускается вниз. Воздуховод 10 для подвода воздуха, подсоединенный к горелке 9, также движется вниз в узле 11 скользящего коаксиального соединения. После установки крышки 3 на ковш 4 по трубопроводу 8 и воздуховоду 10 к горелке 9 подводится, соответственно, топливный газ и воздух горения, включается горелка и происходит процесс сушки ковша 4, отвод отработанных газов осуществляется, например, через установленный в крышке 3 патрубок в систему дымоудаления (на чертежах не показано). После завершения процесса сушки крышка 3 поднимается вверх в исходное положение, а ковш 4 перемещается далее на следующие операции в зависимости от технологических требований процесса производства.