УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА И ОПУСКАНИЯ ЗАСЛОНКИ ПЕЧИ
DEVICE FOR FURNACE SHUTTER LIFTING AND LOWERING

Устройство для подъема и опускания заслонки печи относится к области оборудования нагревательных печей и может быть использовано в ванных печах отражательного типа для плавки алюминиевых сплавов.
Известен аналог - устройство для подъема заслонки нагревательной печи (источник информации А.С. №1252638), содержащее заслонку как в заявленном устройстве, которая перемещается вверх-вниз, закрывая и открывая окно печи. Заслонка в нижнем положении так же, как в поданной заявке на предполагаемое изобретение, опирается на порог (подоконник) окна печи.
Недостатки заключаются в том, что:
- устройство имеет заслонку, которая неплотно прилегает к раме окна печи, и это приводит к большим потерям тепла;
- использование системы двуплечих рычагов с контргрузами делает конструкцию большой по габаритам.
Из известных наиболее близким по технической сущности (прототипом) является устройство для подъема и опускания заслонки печи (патент РФ №2229075), содержащее как и в предлагаемом изобретении привод с гибкой связью, защитный экран. Еще общее в устройствах то, что заслонка перемещается вверх-вниз, открывая и закрывая окно печи. В поднятом верхнем положении заслонка располагается напротив защитного экрана, а в нижнем - рабочем - заслонка опирается на упоры.
В прототипе герметизацию создает эластичный огнеупорный материал, который уложен по периметру заслонки, а в предлагаемом варианте использовано соединение фрезерованных поверхностей заслонки и охлаждаемого короба, по которому протекает проточная вода для его охлаждения.
Недостатки прототипа заключаются в том, что:
- конструкция сложная;
- уплотнитель печи не закрывает металлоконструкцию заслонки и металлическую раму окна печи от действия раскаленных газов, поэтому газы, находящиеся в печи, контактируют и нагревают металлическую раму окна печи и металлическую раму заслонки, вызывая коробление и, как следствие, неплотности между ними;
- вследствие образующихся неплотностей будут иметь место значительные теплопотери;
- в заслонке нет теплоизоляционного слоя, поэтому потери будут больше, чем если бы он был;
- низкая эксплуатационная надежность из-за большого количества пружин, уплотнений, створок заслонки.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение герметичности закрываемого окна, повышение эксплуатационной надежности, снижение теплопотерь печи, увеличение срока службы.
Технический результат - повышение надежности герметизации печи, снижение теплопотерь, упрощение конструкции устройства, повышение эксплуатационной надежности, увеличение срока службы.
Это достигается тем, что в устройство для подъема и опускания заслонки печи, содержащее привод, соединенный с заслонкой посредством гибкой связи, водоохлаждаемый короб и ограничительные упоры у окна печи, на которые опирается заслонка, защитный экран. Привод выполнен электрическим в виде мотор-редуктора, содержащего сдвоенный блок роликов и два одинарных блока роликов, соединенных гибкой связью в виде цепей между собой и противовесом, при этом валы сдвоенного и одинарных блоков роликов закреплены в пазах плит печи с обеспечением перемещения заслонки по водоохлаждаемому коробу и с возможностью регулирования ее положения с пульта управления, а водоохлаждаемый короб с цепью образует с вертикалью угол в 1°, заслонка содержит П-образный короб с внутренними ребрами и крышкой, выполнена литой из жаростойкого чугуна с ребрами и Т-образными полостями, футерованными огнеупорной набивной массой.
Введение в конструкцию заслонки, которая охлаждается воздухом, приводит к меньшему ее нагреву, отсутствию коробления и «поводки». Отсутствие коробления и поводок приводит к надежной герметизации и снижению теплопотерь печи.
Кроме того, заслонка литая и имеет внутри Т-образные полости, футерованные огнеупорной набивной массой, имеющей высокую огнеупорность и жаропрочность.
Выполнение в заслонке Т-образных полостей, футерованных огнеупорной набивной массой, защищает большую часть литой заслонки от непосредственного действия раскаленных печных газов. Заслонку не коробит, не «ведет», не образуется щелей и неплотностей, поэтому заслонка имеет больший срок службы. Использование в конструкции заслонки огнеупорной набивной массы позволяет производить многократный ее ремонт.
Состав огнеупорной набивной массы следующий: мертель шамотный МШ-39 ТУ 14-199-199-2000, лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89, порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495-99, фоскон (алюмохромофосфатная смесь) ТУ 2149-150-10964029-01, вода.
Вместе с тем заслонка имеет литые ребра, которые дополнительно придают ей жесткость и устойчивость против коробления и «поводок». В случае интенсивной эксплуатации заслонки (при трехсменной работе печи более года) и начинающегося обрушения, обсыпания огнеупорной набивной массы, нужно на старую огнеупорную набивную массу набить новую. Кроме того, для повышения герметичности плоскость заслонки, имеющей Т-образные полости, рекомендуется обработать на фрезерном станке, снять слой в 2 мм. Заслонку можно использовать 5-6 лет.
Заслонка отлита из жаростойкого (жаростойкость - способность не окисляться при высоких температурах) чугуна марки ЧХ 28 ГОСТ 776-82. Вследствие этого заслонка и отличается высокой стойкостью к короблению и имеет большой срок эксплуатации.
При этом заслонка имеет П-образный литой короб, который выполнен с ребрами для лучшей отдачи заслонкой тепла проходящему охлаждающему воздуху.
Существенно отметить, что в предложенном варианте устройства можно производить регулировку положения заслонки относительно окна печи. При движении заслонки вверх-вниз она перемещается по металлическому охлаждающемуся водой зафутерованному в печь коробу, который образует с вертикальной плоскостью угол 1°. Удерживающие заслонку цепи образуют с вертикалью угол 1°. Регулировка положения заслонки относительно окна печи производится путем перемещения одинарных и сдвоенных блоков роликов привода по пазам плит крепления этих блоков роликов привода. Такое конструктивное решение значительно снижает теплопотери. Регулировка положения заслонки относительно окна печи производится после каждого ремонта заслонки.
Существенно отметить, что заслонка имеет отличный от прототипа привод - электрический, состоящий из мотора - редуктора МЧ - 125-80-12,5-56-1-УЗ, сдвоенного блока роликов, противовеса, двух одинарных блоков роликов и цепей 1-11-33. Предложенная конструкция привода отличается простотой и надежностью. Приводом может управлять рабочий плавильщик металла и сплавов, рабочий заливщик металла с пульта управления расположенного около печи, а также водитель мульдозагрузчика с переносного дистанционного пульта управления. Использование электрического привода позволяет плавно подниматься и опускаться заслонке, обеспечивает простоту всей конструкции, высокую эксплуатационную надежность и хорошую герметичность.
Кроме того, предлагаемая конструкция устройства подъема и опускания заслонки печи не содержит ни одной пружины, ни шаровых шарниров, ни створок, ни уплотнений между створками.
Отсутствие указанных элементов в устройстве обеспечивает простоту конструкции и высокую эксплуатационную надежность. Введение в конструкцию устройства для подъема и опускания заслонки печи вышеперечисленного позволяет успешно решить поставленную задачу.
На фиг.1 приведена схема устройства для подъема и опускания заслонки печи.
На фиг.2 (вид сверху) изображено предлагаемое изобретение, установленное на газовой ванной печи.
На фиг.3 - разрез А-А (эскиз).
На фиг.4 - вид Б.
На фиг.5 - предлагаемая заслонка с разрезом Г-Г.
На фиг.6 - разрезы В-В, Д-Д, увеличение Ж.
На фиг.7 - разрез З-З.
На фиг.8 - разрез И-И.
Для наглядности на фиг.1 приведена схема устройства для подъема и опускания заслонки печи. Предлагаемое изобретение состоит из заслонки 1, которая отливается из жаростойкого чугуна ЧХ 28 ГОСТ 776-82 (Cr 25-30%). Вследствие этого заслонка отличается высокой стойкостью к короблению и имеет большой срок эксплуатации. Заслонка 1 охлаждается воздухом, который подается по эластичной впускной трубе 2, далее через соединитель 3 и подводящий патрубок 4 поступает в П -образный, отлитый заодно с заслонкой, короб 5. Для улучшения охлаждения воздухом заслонки 1 П-образный короб 5 имеет внутри литые ребра 6, которые увеличивают площадь теплоотдачи. Пройдя вдоль литых ребер 6 П-образного короба 5, нагретый воздух поступает в отводящий патрубок 7, далее через соединитель 8 и эластичную трубу 9 - в горелки печи (не показано). Охлаждение воздухом приводит к меньшему нагреву заслонки 1, отсутствию ее коробления и «поводки». Отсутствие коробления и «поводок» приводит к надежной герметизации и снижению теплопотерь. При формовке заслонки 1 в будущие приливы 10 укладываются, как закладные элементы, петли 11, с помощью которых, в дальнейшем, заслонка подвешивается к цепям 12 привода. Формовка заслонки 1 производится со стержнями на фурановых смолах, что дает после выбивки отливки из формы и удаления стержней Т-образные полости в отливке. Далее отливка фрезеруется по двум плоскостям и в Т-образные полости набивается огнеупорная набивная масса 13. Излишки огнеупорной набивной массы удаляются линейкой. Огнеупорная набивная масса имеет следующий состав:
Мертель шамотный МШ-39 ТУ 14-199-199-2000
53,2
Лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89
5
Порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-00-001045
1,2
Фоскон (алюмохромофосфатная смесь) - ТУ 214-150-10964029-01
3
Вода
19,6
Содержание компонентов приведено по весу в %. Огнеупорную набивную массу затем прокаливают при температуре 250-300°С в течение 5-6 часов. Выполнение в заслонке Т-образных полостей, футерованных огнеупорной набивной массой, защищает большую часть литой заслонки от непосредственного действия раскаленных печных газов. Заслонку 1 не коробит, не «ведет», не образуется щелей и неплотностей. Следует отметить также, что заслонка 1 имеет литые ребра 14, которые дополнительно придают ей жесткость и устойчивость против коробления и «поводок». По экспериментальным данным при эксплуатации такой заслонки в составе 12-ти тонной газовой ванной печи отражательного типа в течение 12,5 месяцев начало происходить обрушение, обсыпание огнеупорной набивной массы. Конструкция заслонки позволяет продлить срок ее службы. Нужно поступить следующим образом. Снять заслонку, удалить из Т-образных пазов осыпанную огнеупорную набивную массу, для улучшения герметичности снять слой металла 2 мм на фрезерном станке, на старую огнеупорную набивную массу нанести кисточкой слой фоскона и на этот слой произвести набивку приготовленной новой огнеупорной набивной массы. Удалить излишки смеси, прокалить огнеупорную набивную массу при температуре 250-300°С в течение 5-6 часов, приварить петли 11 к цепям 12 привода и произвести регулировку положения заслонки 1 относительно окна 15 печи. Заслонку 1 таким образом можно ремонтировать 5-6 раз, следовательно, срок службы заслонки составляет 5-6 лет. Это очень важный фактор в работе привода. Использование огнеупорной набивной массы указанного выше состава и большая толщина стенки заслонки 1 позволяет резко увеличить срок ее службы.
Следует отметить, что П-образный короб 5 выполнен герметичным потому, что после отливки заслонки 1 и ее фрезеровки изготавливается П-образная крышка короба 16. П-образная крышка короба 16 приваривается по периметру к П-образному коробу 5. При движении заслонки 1 вверх-вниз она перемещается по металлическому охлаждающемуся водой зафутерованному в печь коробу (короб окна печи) 17 открывая и закрывая окно 15 печи. Выступающая из стены 18 печи плоскость зафутерованного в печь короба (короб окна печи) 17 образует с вертикальной плоскостью угол в 1°. Удерживающие заслонку 1 цепи 12 привода образуют с вертикалью угол 1°. В поднятом положении заслонка 1 располагается напротив защитного экрана 19. В пороге 20 (подоконнике) печи, опирающемся на швеллеры и укосины 21, имеются четыре упора 22, на которые опирается заслонка 1, находясь в нижнем (закрытом) положении. Верхняя плоскость четырех упоров 22 имеет угол наклона в сторону печи, равный углу наклона нижних ребер П-образного короба 5. В нижнем (закрытом) положении заслонка 1 опирается на четыре упора 22 и за счет уклона упоров, уклона цепей 12, уклона металлического охлаждающегося водой короба 17 она плотно прилегает к коробу 17 (короб окна печи). Практика показала, что вышеуказанные условия являются оптимальными для плавного подъема и опускания заслонки 1 и герметизации печи.
Прилегание плотное, так как заслонка 1 и короб 17 (короб окна печи) имеют механическую обработку. Порог 20 печи обрамлен металлическими листами 23.
Привод устройства для подъема и опускания заслонки печи - электрический. Он содержит: мотор-редуктор МЧ-125-80-12,5-56-1-УЗ, сдвоенный блок роликов, противовес, два одинарных блока роликов и цепей 1-11-33. На фиг.2, 3, 4 показана установка на газовой ванной 12-ти тонной печи предлагаемого устройства для подъема и опускания заслонки печи. Мотор-редуктор 24 крепится болтами с гайками на стальной плите, которая приваривается к продольным балкам печи, изготовленным из швеллера №20, положенного на ребро. Вращение от мотора-редуктора 24 передается на вал с насаженными на него роликами 25, которые закреплены шпонкой. На ролики 25 наброшены цепи 12, причем левые концы (по отношению к сдвоенному блоку роликов) цепей (у левой заслонки фиг.4) соединены через серьгу 26 с противовесом 27. Ролики 25 вращаются в подшипниках скольжения 28. Правый конец одной цепи переброшен через одинарный блок ролика 29 и приварен к левой петле заслонки 1. Правый конец другой цепи переброшен через одинарный блок ролика 29 и приварен к правой петле заслонки 1. Одинарный блок ролика 29 состоит из вала 30, двух подшипников скольжения 28, размещенных в корпусах подшипников 31. Ролик одинарного блока 29 установлен на валу шпонкой 32. Крепление корпусов подшипников 31 к швеллерам 33 производится болтами 34 с гайками 35 и пружинными шайбами 36. Одинарный блок ролика 29 крепится к плите (не показано), которая приваривается к продольным балкам печи. После монтажа на печи устройства для подъема и опускания заслонки печи производится регулировка. Во-первых, вес заслонки 1 должен быть уравновешен противовесом 27. Во-вторых, добиваются плотного прилегания заслонки 1 к охлаждаемому водой коробу 17. В-третьих, добиваются легкого, плавного подъема и опускания заслонки 1. Приводом может управлять рабочий плавильщик металла и сплавов, рабочий заливщик металла с пульта управления, расположенного около печи, а также водитель мульдозагрузчика с переносного дистанционного пульта управления. Использование электрического привода позволяет плавно подниматься и опускаться заслонке, обеспечивая простоту всей конструкции, высокую эксплуатационную надежность и хорошую герметичность.
Кроме того, предлагаемая конструкция устройства подъема и опускания заслонки печи не содержит ни одной пружины, ни шаровых шарниров, ни створок, ни уплотнений между створками.
Отсутствие указанных элементов в устройстве обеспечивает простоту конструкции и высокую эксплуатационную надежность.
Устройство для подъема и опускания заслонки печи работает следующим образом.
При включении привода заслонки 1 нажатием кнопки «Вверх» на пульте управления включается мотор-редуктор 24 и заслонка 1 поднимается вверх и, как только она встанет напротив экрана 19, нажатием кнопки «Стоп» производится остановка привода. Следует отметить, что в поднятом положении заслонки 1 окно 15 печи открыто полностью. Для того чтобы опустить заслонку 1 необходимо нажать кнопку «Вниз» на пульте управления. Мотор-редуктор 24 обладает реверсом, поэтому после нажатия кнопки «Вниз» включается реверс и заслонка 1 опускается вниз, закрывая при этом окно 15 печи.
По окончании хода вниз заслонка 1 оказывается прижатой к коробу (короб окна печи) 17 и опирающейся на четыре упора 22.
По всему периметру контакта заслонки 1 и короба (короба окна печи) 17 обеспечивается надежная герметизация.
Предлагаемое устройство для подъема и опускания заслонки печи отличается простотой конструкции, позволяет добиться надежной герметизации, повышает эксплуатационную надежность, снижает теплопотери, а также увеличивает срок службы.