ЗАТРАВКА МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК
STARTING STUB FOR CONTINUOUS CASTING MACHINE

Предлагаемое изобретение относится к металлургическому машиностроению, а именно к криволинейным машинам непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), в частности к радиальным МНЛЗ, и может быть использовано при проектировании и эксплуатации оборудования МНЛЗ, а именно затравки, в той ее части, где происходит отделение головки затравки от слитка.
Аналогом предлагаемого устройства является радиальная МНЛЗ Волжского трубного завода (поставленная фирмой ITALIMPIANTI в 1992 г.), на которой отделение слитка от затравки происходит путем выдавливания снизу с помощью гидроцилиндра головки из зацепления со слитком. При этом под действием гидроцилиндра головка, шарнирно соединенная с телом затравки, поворачивается вокруг оси шарнира на угол, при котором головка полностью выходит из зацепления с головной частью слитка и при котором обеспечивается такой зазор между ними, который позволяет затравке на увеличенной скорости оторваться от слитка для того, чтобы возвращенная в горизонтальное положение головка не мешала движению слитка вперед.
Недостатком этого устройства является то, что необходимо иметь специальное устройство, оснащенное гидроцилиндром, для которого необходимо иметь гидросистему с автоматически срабатывающими клапанами, с датчиками, фиксирующими положение слитка и головки затравки и дающими команду на своевременное срабатывание гидроцилиндра. Причем малейший сбой автоматически приводит либо к потере ручья, либо к необходимости держать наготове систему и персонал для аварийной порезки головки части слитка, соединенного с затравкой.
Наиболее близким по технической сущности прототипом к предлагаемому изобретению является цепная затравка, используемая до сих пор на радиальной блюмовой МНЛЗ Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК), изготовленная в 1984 году.
Эта цепная затравка после полного выхода из тянуще-правильного устройства оказывается подвешенной за хвостовую часть на тросе, основная часть которого намотана на барабан механической лебедки. В конце подъема затравки ее головка, сцепленная со слитком, поворачивается примерно на 90°, самопроизвольно выходит из зацепления со слитком и отделяется от него.
Недостатком этого устройства является то, что затравку необходимо убирать вверх и хранить с помощью громоздкого привода, тяжелой лебедки и системы автоматического слежения за натяжением троса. Последнее обстоятельство особенно важно, так как ослабленный трос не позволит затравке отделиться от слитка (головка затравки не повернется на нужный угол), а перетянутый трос может оборваться и многотонная затравка длиной до 20 метров может рухнуть, выведя из строя оборудование и персонал МНЛЗ.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является, с одной стороны, сохранение принципа автоматического самопроизвольного отделения затравки от слитка, которое происходит автоматически без срабатывания каких-либо механизмов по сигналу каких-либо датчиков, а с другой стороны, исключение из состава оборудования устройств, следящих за положением головной части затравки и дающих команду на срабатывание исполнительного механизма, отделяющего головку затравки от слитка, а также то, что существенно упрощается конструкция МНЛЗ и увеличивается ее эксплуатационная надежность. Практически это означает, что специального устройства для отделения затравки от слитка не требуется, а за счет сочетания предлагаемой новой конструкции головной части затравки и последней по ходу слитка пары обычных тянущих валков, которые всегда являются частью любой МНЛЗ, происходит самопроизвольное автоматическое отделение затравки от слитка.
Технический результат достигается тем, что в затравке машины непрерывного литья заготовок, содержащей головку и звенья, шарнирно соединенные между собой, головка выполнена в виде двух участков разной толщины, при этом больший участок сопряжен с меньшим наклонной поверхностью, образующей с продольной осью головки угол 2α, где α - угол поворота головки при расцеплении ее с заготовкой, причем больший участок расположен впереди меньшего, кроме того, меньший участок расположен впереди большего.
Угол поворота головки во время прохождения наклонной поверхностью головки створа тянущих валков  выбран исходя из оптимальных условий поворота головки затравки, позволяющих гарантированно отделиться затравке от слитка.
Предлагаемое изобретение показано на чертежах:
на фиг.1 показан вариант, когда звенья затравки имеют толщину, большую, чем толщина слитка;
на фиг.2 показан вариант, когда звенья затравки имеют толщину, меньшую, чем толщина слитка;
1
на фиг 3. показана головка затравки в положении, когда начинает действовать момент М, возникающий под действием силы P;
на фиг.4 показана головка затравки в положении, когда М=0.
Предлагаемая затравка машины непрерывного литья заготовок состоит из головки 1, шарнирно соединенной со звеном 2, при этом головка 1 выполнена в виде двух участков 3 и 4, различных по толщине, сопряженных между собой наклонной поверхностью 5, образующей с продольной осью головки угол 2α, где α - угол поворота головки при ее расцеплении с заготовкой 6. Позициями 7 и 8 показаны тянущие валки, при этом нижний валок 7 является стационарным, а верхний валок 8 - прижимной и может перемещаться по вертикали благодаря гидроцилиндру 9. Позицией 10 показаны ролики горизонтального рольганга.
«Р» - сила воздействия валков 7 и 8 на головку 1;
«М» - момент, поворачивающий головку.
Следует отметить, что при реализации данного предложения возможны два варианта. Первый - когда тело затравки имеет толщину, большую, чем толщина слитка. Этот вариант показан на фиг.1, и второй - когда толщина тела затравки меньше, чем толщина слитка (см. фиг.2).
Устройство работает следующим образом.
При вытягивании заготовки 6 из криволинейной машины непрерывного литья (не показана) отделение головки 1 от заготовки 6 осуществляется в валках 7 и 8 правильно-тянущей клети, после которой выпрямленная заготовка поступает на горизонтальный рольганг.
В первом случае (фиг.1) головка 1 поворачивается вверх, как только верхний валок 8 наезжает на наклонную поверхность 5 головки 1, во втором случае (фиг.2) поворот головки 1 происходит вниз, как только верхний валок 8 наезжает на наклонную поверхность 5 головки 1.
Рассмотрим образование опрокидывающего момента «М» при прохождении головки 1 через валки 7 и 8 (см. фиг.3), при этом:
1
Р - вертикальная сила воздействия нижнего валка 7 на головку 1, а также вертикальная составляющая силы P верхнего валка 8, перпендикулярной к наклонной поверхности 5 головки 1.
2
1
Р - горизонтальная составляющая силы P верхнего валка 8.
2
2
Сила Р верхнего валка 8 и сила Р нижнего валка 7 как равные и противоположно направленные взаимно уничтожаются. Оставшаяся сила Рсоздает момент М, равный М=Р·L, где L - расстояние от точки контакта нижнего ролика с головкой затравки до горизонтальной оси верхнего ролика. Момент М поворачивает головку 1 затравки по часовой стрелке относительно точки А.
Воздействие момента М на головку 1 будет происходить до тех пор, пока головка 1 не повернется на угол α (фиг.4), после чего установится равновесие сил, воздействующих на головку 1 от валков 7 и 8.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для литья заготовок сечением от 100×100 мм до 300×450 мм из конструкционных и углеродистых сталей, применяемых в различных отраслях промышленности.
Предлагаемая затравка позволяет увеличить эксплуатационную надежность конструкции МНЛЗ при значительном упрощении конструкции:
- так как отделение затравки от заготовки происходит при помощи новой конструкции головной части затравки и пары обычных тянущих валков;
- так как отделение затравки от заготовки происходит автоматически и самопроизвольно, чему способствуют участки головки затравки с параметрами, достаточными для отделения ее от заготовки;
- так как головка затравки может быть выполнена с расположением большего участка впереди меньшего или наоборот, в зависимости от эксплуатационной необходимости.