ШЛАКОВОЗ
SLAG CAR

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к транспортным средствам для приема, перевозки и выгрузки жидкого шлака.
Шлаковозом является устройство, предназначенное для приема выпускаемого из сталеплавильной печи жидкого шлака и транспортирования его к местам переработки, в отвал или грануляционную установку с последующей выгрузкой шлака.
Известен шлаковоз (патент RU №2081176, МПК С21В 3/10, опубл. 10.06.1997), включающий корпус с горловиной и съемную насадку, выполненную суживающейся книзу под углом 25-45° к вертикальной оси шлаковоза, при этом ее длина составляет 0,5-0,8 длины горловины в верхней части, а высота 0,6-0,9 высоты горловины в месте ее продольного примыкания к корпусу шлаковоза.
Известен шлаковоз миксерного типа (а.с. SU №1301842, МПК С21В 3/10, опубл. 07.04.1987), состоящий из корпуса в виде двух эллиптических конусов, соединенных с горловиной платформы, с ходовыми тележками и механизмом кантования, причем под заливочной горловиной расположены охлаждаемые плиты, а на наружной поверхности корпуса закреплены полые шпангоуты и стрингеры, соединенные с системой охлаждения.
Известен шлаковоз (а.с. SU №1744117, МПК С21В 3/10, опубл. 30.06.1992), содержащий ходовые тележки, раму, опорное кольцо, чашу и механизм опрокидывания чаши, включающий зубчатые катки с направляющими, опорные катки с направляющими и привод с сектором открытой зубчатой передачи и тормозом, причем снабжен расположенными на опорном кольце поперечными ребрами жесткости, на которых размещены сектор открытой зубчатой передачи, направляющие опорных катков и тормоз.
Известен шлаковоз (а.с. SU №1130607, МПК С21В 3/10, опубл. 23.12.1984), ближайший по технической сущности к заявляемому устройству и принятый за прототип, содержащий ходовые тележки, раму, чашу с опорным кольцом, размещенные на нем опорные катки и механизм кантования чаши, имеющий шарнирно установленный на раме винтовой привод.
Однако известные устройства для транспортировки жидкого шлака отличаются сложностью изготовления, высокими эксплуатационными затратами, сложностью технологии, требующей дополнительного времени и ресурсов при очистке шлаковой чаши или кузова, а также при использовании устройств необходимы дополнительные коммуникации, связанные с охлаждением шлаковой чаши или кузова, необходимостью транспортных коммуникаций для перемещения в зону выгрузки шлака, при этом срок эксплуатации зависит от срока службы шлаковой чаши или кузова.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства для перевозки жидкого шлака с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении прочности конструкции шлаковоза, надежности его в эксплуатации, снижении себестоимости и, следовательно, в увеличении срока службы.
Технический результат достигается тем, что в шлаковозе, содержащем ходовую тележку с рамой, кузов, установленный на раме на опорных элементах и механизм кантования кузова, новым является то, что механизм кантования кузова содержит гидропривод по меньшей мере с одним телескопическим гидроцилиндром для подъема и опускания кузова, расположенным перед кузовом, при этом кузов выполнен прямоугольным, его продольная и передняя стенки расположены под углом к вертикальной плоскости, а поперечное сечение его днища имеет форму трапеции, причем с задней стороны кузова с возможностью ее открытия и закрытия выполнена крышка с кронштейнами, расположенными на наружной ее стороне, и системой шарнирно закрепленных на раме рычагов, в пазах которых установлены с возможностью перемещения закрепленные на упомянутых кронштейнах цилиндрические ползуны, кузов имеет наружные ребра жесткости-охлаждения, расположенные снаружи на боковых стенках перпендикулярно продольной оси, с охватом упомянутых боковых стенок и части дна кузова, при этом их нижние части, расположенные под дном кузова, являются опорными элементами при установке кузова на раму шлаковоза.
Кузов выполнен съемным и шарнирно соединен с рамой. Конструкция кузова выполнена сварной из листового горячекатаного проката.
Внутренняя часть кузова покрыта раствором извести для исключения налипания шлака.
Максимальный угол подъема кузова составляет 44°.
Шлаковоз содержит автоматическую систему управления гидроцилиндрами и системой рычагов.
Ходовая тележка выполнена на колесном ходу с прицепным устройством к трактору, ее колеса выполнены в виде цельнолитых шин, а гидропривод с одним телескопическим гидроцилиндром для подъема и опускания кузова закреплен на раме в передней части ходовой тележки.
Ходовая тележка выполнена на рельсовом ходу и состоит из двух металлических платформ, соединенных друг с другом с возможностью отсоединения и установленных на металлические рельсовые колеса, при этом гидропривод с тремя телескопическими гидроцилиндрами для подъема кузова при выгрузке шлака закреплен на ходовой тележке в ее передней части.
На ходовой тележке на рельсовом ходу по ее боковым сторонам имеются дополнительные опорные элементы и два дополнительных боковых гидроцилиндра для установки рамы с кузовом на вышеупомянутые опорные элементы.
Ходовая тележка на рельсовом ходу является самоходной, содержит в передней платформе встроенный электродвигатель и выполнена с возможностью управления посредством кабельно соединенного с ней пульта.
Заявляемое устройство поясняется на чертежах: на фиг. 1 представлен вид шлаковоза на колесном ходу сбоку; на фиг. 2 - вид шлаковоза на колесном ходу спереди; на фиг. 3 - вид шлаковоза на колесном ходу сверху; на фиг 4 - вид шлаковоза на рельсовом ходу сбоку; на фиг 5 - вид шлаковоза на рельсовом ходу сзади; на фиг. 6 - вид шлаковоза на рельсовом ходу сверху; на фиг. 7 - шлаковоз на рельсовом ходу при опущенном кузове в проекции 3/4; на фиг. 8 - шлаковоз на рельсовом ходу при поднятом кузове в проекции 3/4.
Устройство состоит из следующих элементов:
1 - ходовая тележка на колесном ходу (фиг. 1, 2, 3) и на рельсовом ходу (фиг. 4-8); 2 - кузов; 3 - система рычагов; 4 - телескопические гидроцилиндры подъема и опускания кузова; 5 - крышка кузова; 6 - рама; 7 - ребра жесткости-охлаждения, являющиеся опорными элементами при установке кузова на раму; 8 - дополнительные боковые гидроцилиндры тележки на рельсовом ходу; 9 - дополнительные опорные элементы ходовой тележки на рельсовом ходу; 10 - кронштейны на крышке 5; 11 - цилиндрические ползуны.
Шлаковоз содержит ходовую тележку 1, раму 6, и кузов 2, шарнирно соединенный с рамой 6. При использовании ходовой тележки 1 на колесном ходу механизм кантования кузова 2, содержащий гидропривод с одним телескопическим гидроцилиндром 4 для подъема и опускания кузова, закреплен к раме 6 в ее передней части. При использовании ходовой тележки 1 на рельсовом ходу, механизм кантования кузова 2, содержащий гидропривод с тремя телескопическими гидроцилиндрами 4 для подъема и опускания кузова, закреплен к самой ходовой тележке 1 в ее передней части.
Для ходовой тележки 1 на колесном ходу используют один телескопический гидроцилиндр 4, а для более мощного шлаковоза на ходовой тележке 1 на рельсовом ходу используют три телескопических гидроцилиндра 4.
Кузов 2 содержит крышку 5 и систему рычагов 3 для ее открытия и закрытия при загрузке или выгрузке шлака. Система рычагов 3 шарнирно закреплена на раме 6. С наружной стороны крышки 5 на кронштейнах 10 закреплены цилиндрические ползуны 11, которые перемещаются в пазах вышеупомянутых рычагов 3 при открытии и закрытии крышки 5.
Наличие крышки 5 кузова 2 предотвращает потери шлака в процессе его перевозки и облегчает освобождение кузова 2 от шлака при выгрузке.
Кузов 2 установлен на раме 6 на шарнире и выполнен съемным для удобства транспортировки, заливки шлака в цеху и ремонтных работ.
Наружные ребра жесткости-охлаждения 7 расположены на боковых стенках кузова 2 перпендикулярно его продольной оси. Ребра жесткости-охлаждения 7 охватывают наружные боковые стенки кузова 2 и часть его дна. Нижние части ребер жесткости 7, расположенные под дном кузова 2, выполняют функцию опорных элементов при установке кузова 2 на раму 6. Ребра жесткости-охлаждения 7 придают прочность конструкции кузова 2, а также за счет них повышается эффективность теплоотведения, что позволяет устройству противостоять термическим напряжениям, возникающим от горячего шлака, как следствие, увеличивается ресурс эксплуатации шлаковоза.
Кузов 2 имеет прямоугольную форму, что позволяет увеличивать емкость и вместимость шлаковоза, его продольная и передняя стенки расположены под углом к вертикальной плоскости, поперечное сечение его днища имеет форму трапеции, что способствует быстрой выгрузке шлака из кузова.
Конструкция кузова 2 выполнена сварной из листового горячекатаного проката, а именно из жаропрочного материала - стали 12Х1МФ, выдерживающей температуру до 600 градусов.
За счет применения жаропрочного материала исключена футеровка кузова 2, что позволяет увеличить срок его эксплуатации.
Прочность листового горячекатанного проката выше, чем у литого металла, что также повышает прочность конструкции кузова 2. Выполнение кузова 2 сварным снижает затраты на его изготовление по сравнению с цельнолитой конструкцией и, таким образом, снижется его себестоимость.
Ходовая тележка 1 на рельсовом ходу имеет дополнительные опорные элементы 9, расположенные по ее боковым сторонам, которые являются ее частью, и содержит два дополнительных боковых гидроцилиндра 8 для установки рамы 6 с кузовом 2 на опорные элементы 9.
Для исключения налипания шлака внутреннюю поверхность кузова 2 перед загрузкой покрывают раствором извести.
Устройство имеет общие габариты по длине, высоте и ширине: 5494×2926×2866 мм.
Толщина стенки кузова 2 составляет 50 мм.
Максимальный угол подъема кузова 2 составляет 44 градуса.
Конструкция гидравлического привода исключает раскачивание заполненного шлаком кузова 2 во время транспортировки за счет рычажной системы и базирования ее на раме ходовой тележки 1 на колесном ходу или, при использовании тележки 1 на рельсовом ходу, на самой ходовой тележке 1.
Механизм кантования делает шлаковоз надежным в эксплуатации.
Гидравлический привод обладает мощностью, необходимой для кантования кузова 2, заполненного крупнотоннажным грузом (с остатками затвердевшего шлака).
Конструкция шлаковоза позволяет исключить присутствие человека для управления во время приема шлака за счет наличия автоматической системы управления телескопическими гидроцилиндрами 4 и системой рычагов 3 для открытия и закрытия крышки 5.
В зависимости от способа транспортирования шлаковоз может быть установлен на колесном ходу (фиг. 1, 2, 3) или, для больших объемов вывозимого шлака, - на рельсовом ходу (фиг. 4-8).
Шлаковоз, установленный на колесном ходу, выполнен с возможностью буксирования его трактором. Для этого ходовая тележка 1 на колесном ходу содержит прицепное устройство к трактору, в колесах ходовой тележки 1 использованы цельнолитые шины. На ходовой тележке 1 закреплен кузов 2 совместно с рамой 6.
При использовании ходовой тележки на колесном ходу, кузов 2 устанавливается на раму 6, которая закрепляется к ходовой тележке 1 болтами. На раме 6 также закрепляется гидропривод с одним телескопическим гидроцилиндром 4.
Шлаковоз, установленный на рельсовом ходу (фиг. 4-8), в качестве ходовой тележки 1 содержит две сцепленные друг с другом металлические платформы, на которых установлены кузов 2 совместно с рамой 6 и гидропривод с тремя телескопическими гидроцилиндрами 4.
Платформы выполнены с возможностью отцепления друг от друга.
Ходовая тележка 1 на рельсовом ходу самоходная, может передвигаться в одну или другую сторону рельсовых путей на металлических рельсовых колесах, имеет встроенный электродвигатель и управляется посредством пульта (не показан).
Устройство работает следующим образом.
Для заливки жидкого шлака шлаковоз на колесном ходу, буксируемый трактором, подъезжает непосредственно к зоне загрузки шлака. После этого трактор отсоединяется от ходовой тележки 1 и отъезжает из зоны заливки шлака. После заливки шлака в кузов 2 трактор с прицепным устройством подъезжает и увозит ходовую тележку 1 с кузовом 2 в зону выгрузки.
При использовании рельсовых путей шлаковоз на самоходной ходовой тележке 1 на рельсовом ходу с электродвигателем, управляемой пультом, который имеет с ней кабельное соединение, подъезжает к месту заливки шлака. После постановки кузова 2 под заливку шлака ходовая тележка 1 на рельсовом ходу с электродвигателем отсоединяется от рамы 6 с кузовом 2 и выезжает из зоны заливки шлака.
После окончания процесса заливки отъехавшая ранее ходовая тележка 1 на рельсовом ходу подъезжает под раму 6 шлаковоза и устанавливает раму 6 с кузовом 2 на опорные элементы 9, являющиеся конструктивным элементом ходовой тележки 1, с помощью встроенных гидроцилиндров 8 (два боковых гидроцилиндра 8 на каждой платформе ходовой тележки 1 на рельсовом ходу).
Нагруженный шлаком шлаковоз на колесном ходу с помощью трактора или на рельсовом ходу с помощью ходовой тележки 1 на рельсовом ходу с электродвигателем переезжает из зоны заливки шлака к месту выгрузки шлака, при этом задняя торцевая часть кузова 2 оказывается ориентированной непосредственно к шлакоприемнику.
В зоне выгрузки шлака, с помощью одного (при использовании ходовой тележки на колесном ходу), или с помощью трех (при использовании ходовой тележки на рельсовом ходу) телескопических гидроцилиндров 4, происходит подъем кузова 2. Крышка 5 кузова 2, с помощью системы рычагов 3, цилиндрических ползунов 11 перемещающихся по пазам в рычагах 3, открывается, и жидкий шлак выливается из кузова 2 в шлакоприемник.
При опускании кузова 2, с помощью телескопических гидроцилиндров 4, крышка 5 закрывается с помощью системы рычагов 3.
Далее, разгруженный шлаковоз снова следует в зону заливки шлака.
Таким образом, предлагаемая конструкция шлаковоза обеспечивает надежность, большой ресурс в эксплуатации и может успешно применяться на действующем производстве для приема и выгрузки горячего жидкого шлака.