УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО УСТРОЙСТВА
FUSED METAL DISPENSER AND METHOD OF ITS MAKING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к закрывающему механизму для емкости с отверстием в дне для дозирования расплавленного металла и к способу изготовления такого закрывающего механизма.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известный закрывающий элемент для литника, выходящего из дна ковша для кратковременного хранения расплавленного металла, содержал перемещаемый вверх и вниз стержень стопора, соединенный с подъемной тягой, проходящей через поверхность расплавленного металла. При этом проблемой является точное направление стержня стопора к летке для закрывания литника после разливки расплавленного металла. Кроме того, стержень стопора быстро изнашивается.
Для решения этих задач стопоры летки были заменены пневматическими затворами, как описано, например, в патентной публикации FI №92022. Пневматический затвор состоит из горизонтальной пластины, установленной у заднего конца вертикального литника с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и имеющей отверстие, которое может быть совмещено с концом литника для его открывания и может быть отведено от литника для его закрывания. Пластина, осуществляющая пневматический затвор, поддерживается на громоздкой раме, предназначенной для передачи вращения к пластине. Такое устройство трудно установить, оно является громоздким и ненадежным.
С другой стороны, в патентной публикации EP №0332867 A1 описан закрывающий механизм, соединенный с дном емкости, в котором литник для разливки расплавленного металла в виде отверстия в дне осуществляется путем поворота отверстия, имеющегося в круглом стержне, в концентричное положение с отверстием, проходящим через остальную часть закрывающего устройства. Такая конструкция является сложной и неудобной, а также связана с высокими производственными затратами.
Кроме того, из патентной публикации WO 2005/042190 A1 известно металлическое устройство, собранное из подвижных пластин, в котором средняя пластина из набора, содержащего три пластины, может быть смещена относительно верхней и нижней неподвижных пластин для закрывания и открывания выпускного отверстия, проходящего через пластины. Изготовленный из стали набор пластин монтируется при помощи отдельной сборной громоздкой стальной рамы, удерживающей весь набор. Такая конструкция является сложной, очень тяжелой и громоздкой.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является создание закрывающего механизма, приспосабливаемого к дну с отверстием металлоразливочного ковша, лишенного недостатков известных закрывающих элементов, но хорошо действующего также при высоких температурах металлического литья.
Решение этой задачи в соответствии с настоящим изобретением позволяет изготавливать экономически эффективный закрывающий механизм и присоединять указанный закрывающий механизм как единую деталь.
Преимуществами настоящего изобретения является простота, низкие производственные затраты и простая замена устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Ниже изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.
На Фиг.1 представлен закрывающий механизм в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.2 представлен закрывающий механизм в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг.1 представлен разрез закрывающего механизма 1. Закрывающий механизм 1 состоит из трех наложенных друг на друга керамических пластин 2, 3 и 4, каждая из которых содержит отверстие 5. На Фиг.1 закрывающий механизм 1 представлен в полностью открытом положении, когда все три отверстия 5 выровнены вдоль общей оси 6. Смещение средней пластины 3 относительно верхней и нижней пластин 2 и 4 вовнутрь закрывающего механизма, как показано стрелкой 14, позволяет закрыть отверстие 5, проходящее через пластины, и остановить течение расплавленной массы из ковша с отверстием в дне.
Набор из трех пластин 2, 3 и 4 собирается путем заливки в керамической рамной конструкции 7, которая в соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения окружает набор пластин с пяти сторон непрерывно, за исключением направленного вниз металловыпускного желоба 8, расположенного вдоль оси 6 соосно отверстию 5 неподвижно установленных нижней и верхней пластин, и за исключением верхней поверхности 9 верхней пластины 2, плотно прилегающей к дну разливочного ковша (не показано). Вокруг рамной конструкции 7, отливаемой из керамической массы, имеется металлическая литейная форма/наружный корпус 10, в который помещаются набор пластин и огнеупорная литейная масса на этапе изготовления закрывающего механизма 1. В соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения непосредственно у поверхности дна ковша и его летки расположена верхняя пластина 2 набора пластин, имеющая соответствующую конфигурацию. Закрывающий механизм 1 может быть прикреплен к дну ковша, например, болтами 11 и взаимодействующими с ними скобами/шайбами 12. Закрывающий механизм 1 имеет среднюю пластину 3, которая приводится в действие при помощи направляющего элемента 13 для открывания и закрывания металловыпускного желоба, как показывает стрелка 14. Поскольку литая структура является по существу герметически закрытой, имеется воздуховод 17, обеспечивающий перемещение средней пластины 3 из свободного пространства 16, причем указанный воздуховод проходит через керамическую рамную конструкцию 7 и металлическую литейную форму 10. Тот же самый воздуховод 17 может использоваться для выпуска материала, используемого в процессе литья, так называемого наполнителя/чернового ручья, препятствующего прохождению литейных материалов в определенные зоны (рабочая зона средней пластины). В качестве такого наполнителя может использоваться любой обычный для литейной технологии материал, такой как, например, уретан, воск и т.п.
В качестве альтернативы прикрепление закрывающего механизма 1 к поверхности дна ковша обеспечивается, например, при помощи зажимных устройств, постоянно прикрепленных к поверхности дна ковша, которые можно отпускать и зажимать для простой замены всего закрывающего механизма. Основным отличием настоящего изобретения является простой закрывающий механизм 1, легко заменяемый в виде единого узла.
Керамическую отливку 7 формуют, по меньшей мере, на двух сторонах набора пластин. В этом случае указанными сторонами набора пластин являются стороны, представленные в плоскости чертежа. Далее формовка керамической отливки 7 может быть продолжена пошагово с различными вариациями для заключения набора пластин в отливку со всех шести сторон, за исключением, разумеется, участков, важных для работы (воздуховод 17, металловыпускной желоб 8, подающее отверстие в верхней части конструкции для подачи расплавленной массы к набору пластин и полость, необходимая для управления средней пластиной).
На Фиг.2 представлен закрывающий механизм 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. При желании вдоль сторон керамических пластин 2, 3 и 4 могут дополнительно иметься керамические, в основном вертикальные опоры 15 для упрощения сборки набора пластин и изготовления закрывающего механизма 1. Ни один из представленных вариантов осуществления настоящего изобретения в отличие от известных описанных решений не требует наличия отдельных пружин для прижима пластин 2, 3 и 4 друг к другу. Для упрощения сборки керамические пластины 2, 3 и 4 могут быть, по меньшей мере, частично прикреплены друг к другу любым известным способом, таким как использование связующего вещества или механического соединения.
Закрывающий механизм 1 в соответствии с настоящим изобретением также позволяет разрабатывать варианты осуществления, имеющие один или более описанных признаков, как, например:
- литейная масса 7 может быть нанесена только на две стороны, а именно на обе продольные стороны набора пластин;
- литейная масса 7 может быть нанесена не только на указанные две стороны, но также произвольно на одну или более других сторон, включая верхнюю и нижнюю поверхности набора пластин;
- металловыпускной желоб 8 закрывающего механизма 1, ведущий из керамической отливки 7 и металлической литейной формы/наружного корпуса 10, может быть также изготовлен из керамической втулки 18 и заранее установлен в контакте с нижней керамической пластиной 4, вследствие чего керамическая отливка не должна обязательно проходить до устья металловыпускного желоба (втулка 18 показана на чертеже пунктирными линиями);
- от 1 до 4 опор 15 могут быть произвольно смонтированы на вертикальной стороне, перпендикулярной плоскости пластин.
Керамические пластины 2, 3 и 4 могут быть изготовлены путем обжига или литья и соединены в единый узел путем заливки в огнеупорную литейную массу 7 при помощи металлического наружного корпуса 10.
Закрывающий механизм 1 в соответствии с настоящим изобретением особенно пригоден для использования для расплавленной стали (температура приблизительно 1500°C), но, разумеется, может использоваться для любого расплавленного металла (температура расплавленного цинка 370°C). Ограничивающим фактором является термостойкость керамических пластин, составляющая приблизительно 1600°C для обычных промышленных изделий, используемых в сталелитейных процессах. С другой стороны, если пластины изготавливаются с использованием специальной керамики, могут достигаться более высокие температуры.
Способ изготовления закрывающего механизма 1 включает в себя следующие этапы:
- сборка набора пластин, содержащего три готовые пластины 2, 3 и 4 из обработанных с высокой точностью закрывающих пластин, используемых в сталелитейной промышленности, и, необязательно, вертикальных опор, причем сборку осуществляют с применением при необходимости, например, связующего вещества, механического соединения и т.п.;
- установка набора из трех пластин 2, 3 и 4 в надлежащем положении внутри литейной формы 10 путем использования необходимых литейных опор;
- оборудование набора пластин необходимыми закупоривающими средствами для предотвращения попадания керамической отливки 7 в нежелательные зоны (свободное пространство 16 у конца средней пластины 3, воздуховод 17 из свободного пространства 16 у средней пластины 3, металловыпускной желоб 8) путем применения способов, известных в литейной промышленности;
- осуществление отливки керамической массы 7 при комнатной температуре в положении, представленном на Фиг.1 или, в качестве альтернативы, в перевернутом положении;
- сушка/отверждение керамической литейной массы 7 при комнатной температуре в течение периода времени, необходимого для литейной массы (обычно приблизительно недели), или, в качестве альтернативы, использование литейной массы, пригодной для сухого прессования.
Кроме этих этапов способ может при необходимости включать в себя один или более следующих этапов:
- в том случае, если керамическая отливка 7 осуществляется таким образом, чтобы покрывать также верхнюю поверхность закрывающего механизма 1 (верхнюю пластину 2), впускной конец металловыпускного желоба может быть установлен заранее с необходимыми соединяющими элементами/уплотнениями между закрывающим механизмом и ковшом, так чтобы, по меньшей мере, частично быть утопленным в отливку;
- последний этап изготовления осуществляют путем повышения температуры от приблизительно 400°C, причем литейную массу 7 освобождают от возможного содержания воды (литейная масса также может быть изначально безводной, или могут использоваться, например, массы, пригодные для сухого прессования) и/или в форме используют так называемую заполняющую/закупоривающую среду.
Специалисту понятно, что различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются приведенными примерами, но могут изменяться в пределах объема охраны изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.