КОРПУС УСТРОЙСТВА ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ И ЗАМЕНЫ ПЛИТ ДЛЯ РАЗЛИВКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА
DEVICE HOUSING FOR RETENTION AND REPLACEMENT OF PLATES FOR POURING MOLTEN METAL

Область применения изобретения
Настоящее изобретение имеет отношение к области непрерывной разливки расплавленного металла.
Предпосылки к созданию изобретения
Уже известно устройство для удержания и замены плит или труб для перемещения расплавленного металла, содержащегося в металлургическом резервуаре. Такое устройство может быть расположено непосредственно под металлургическим резервуаром и использовано для перемещения расплавленного металла из верхнего металлургического резервуара в нижний металлургический резервуар, например, из разливочного ковша в разливочный желоб или из разливочного желоба в литейную форму.
Плита обычно содержит металлический кожух, охватывающий или облицовывающий огнеупорный материал. Плиту используют для перемещения расплавленного металла, либо в виде свободного потока, либо через трубу, жестко связанную с плитой. В последнем случае, плиту часто называют "разливочной трубой", "внешним соплом", погруженным соплом или разливочным стаканом. Далее будет использован термин "плита" для обозначения как плиты для перемещения расплавленного металла в виде свободного потока, так и плиты, снабженной трубой, называемой разливочной трубой.
Имеющиеся на рынке устройства для удержания и замены плит или труб могут иметь различные названия, например устройство для замены трубы, устройство для введения и/или удаления разливочного стакана, устройство для замены тарированного (калиброванного) сопла, и т.п.
Устройство для удержания и замены плиты для разливки расплавленного металла из резервуара обычно содержит корпус с разливочным отверстием, причем указанный корпус выполнен с возможностью прикрепления к нижней стороне резервуара для разливки металла и содержит первую, верхнюю часть и вторую, нижнюю часть, которые соединяются в средней плоскости сечения, образующей плоскость, в которой верхний огнеупорный элемент и нижний огнеупорный элемент образуют скользящий контакт, причем:
- верхняя часть корпуса содержит средство для приема и зажима на месте в его положении разливки верхнего огнеупорного элемента, так что сквозное отверстие верхнего огнеупорного элемента имеет флюидную связь с разливочным отверстием;
- нижняя часть корпуса содержит:
- проход, идущий вдоль первой оси первого направления (X) между впускным отверстием и выпускным отверстием, позволяющий принимать и перемещать плиту от указанного впуска к указанному выпуску, в положении разливки совмещенный с разливочным отверстием корпуса;
- средство для перемещения и средство для направления плиты из резервного положения в положение разливки, где она будет совмещена с разливочным отверстием корпуса, и, возможно, для направления плиты к выпуску, причем указанное направляющее средство идет в основном параллельно первому направлению (X);
- расположенное в основном параллельно первому направлению (X) и идущее от направляющего средства на уровне положения разливки разливочного стакана, средство для прижима плиты в ее положении разливки в направлении верхней части корпуса (в направлении металлургического резервуара).
Более конкретно, устройство обычно содержит корпус, содержащий две направляющие и коромысла или толкатели для взаимодействия с плитой или с плитой разливочной трубы. Средство для перемещения плиты обычно содержит механический, пневматический или гидравлический рычаг или цилиндр.
Корпус устройства для удержания и замены плит обычно представляет собой отливку и он мало подвержен износу. Однако такие детали как зажимные средства, направляющие средства и прижимные средства, такие как зажимы, направляющие, коромысла или пружины являются быстроизнашиваемыми частями устройства. Эти детали проверяют при каждой операции технического обслуживания устройства и заменяют при необходимости.
Плита, расположенная под резервуаром, изнашивается в ходе разливки металла, например, за счет шлаковой эрозии. Разливочное отверстие с течением времени также может становиться забитым или закупоренным. Поэтому необходимо заменять плиту во время разливки, с использованием устройства для удержания и замены плит. Такие устройства известны, например, из патента ЕР 0192019 A1, в котором описано устройство для замены разливочных труб, и из патента US 6019258, в котором описано устройство для замены калиброванных плит. Плиту заменяют в положении разливки за счет продвижения вперед со скольжением новой плиты, которая находилась в резерве, при этом указанная новая плита толкает изношенную плиту, так что она выталкивает изношенную плиту и заменяет ее в положении разливки. Такие устройства обычно содержат направляющие средства, такие как направляющие или салазки, и создающие давление или толкающие средства, такие как пружины. Направляющие и смещающие средства используют для направления и перемещения плиты в ее рабочее положение или для удаления плиты из ее рабочего положения. Создающие давление (нажимные) или толкающие средства используют для удержания плиты в тесном контакте с огнеупорным элементом, расположенным выше по течению, когда плита находится в рабочем положении.
Создание поверхности герметизации или поверхности отсечки или пустой поверхности на плите, расположенной позади разливочного отверстия плиты, известно из публикации WO 2004/065041 A1. Эта поверхность герметизации предназначена для герметизации (перекрытия) разливочного канала металлургического резервуара в случае необходимости, например, при аварии. В самом деле, может быть необходимо останавливать (прерывать) разливку металла в аварийной ситуации. Для этого, просто необходимо толкать (перемещать вперед) плиту, находящуюся в положении разливки, на расстояние, больше чем диаметр разливочного канала или равное ему, так чтобы поверхность герметизации блокировала (закрывала) канал.
В устройстве для удержания и замены плит, позволяющем прерывать разливку в аварийной ситуации, смещающее средство может занимать два последовательных положения:
- положение разливки, в котором плита имеет флюидный контакт с разливочным каналом; и
- положение герметизации, в котором поверхность герметизации плиты перекрывает разливочный канал. Такие устройства обычно требуют использования так называемого «толкателя» или «цилиндра с двойным ходом», причем короткий ход необходим для перемещения плиты в положение разливки, а длинный ход необходим для перемещения плиты в положение герметизации. Положение герметизации называют также положением отсечки или положением закрытия.
Условились считать направлением вперед плиты, корпуса или устройства для замены плит такое направление замены плиты в устройстве для замены плит, при котором плита движется вперед, чтобы занять следующие последовательные положения: резервное положение, положение разливки (когда разливочное отверстие идет от разливочного канала), положение герметизации (когда поверхность герметизации герметизирует разливочный канал) и положение удаления (когда разливочную плиту удаляют из устройства).
Одна из проблем заключается в том, что можно по ошибке ввести новую плиту в неправильном направлении в устройство для удержания и замены плит. В этом случае поверхность герметизации будет расположена не позади, а впереди разливочного отверстия. В результате, когда новую плиту толкают в положение разливки, ее разливочное отверстие не будет идти точно от разливочного канала и, более того, если затем новую плиту толкают в положение герметизации, в аварийной ситуации, ее поверхность герметизации не будет расположена напротив разливочного канала, так что разливка не будет полностью прервана. Это может иметь серьезные последствия для установки для разливки металла и для рабочих на месте разливки, связанные с тем, что невозможно прервать разливку.
На фиг. 1 показан пример, в котором плита 10 в соответствии с известным уровнем техники введена в неправильном направлении в устройство 90 для удержания и замены плит. Устройство 90 используют для перемещения расплавленного металла в установке для непрерывной разливки, например для непрерывной разливки стали, например, из разливочного желоба в литейную форму. Плита 10 заменяет изношенную плиту 12, за счет сдвига со скольжением плиты 10 в направлении 14, соответствующем первой оси X поступательного перемещении, под нажимом устройства смещения, например гидравлического цилиндра. На фиг. 1 плита 10 находится в положении, которое должно быть положением разливки, если она была введена в правильном направлении.
Плита 10 содержит поверхность 16 скольжения, которая находится в контакте с расположенным выше по течению огнеупорным элементом, причем направление потока расправленного металла соответствует оси Z. Более конкретно, верхняя поверхность 16 находится в контакте с внутренним соплом 18 резервуара, предусмотренным на дне резервуара, причем указанное внутреннее сопло 18 содержит разливочный канал 20.
Поверхность 16 скольжения содержит разливочное отверстие 22, которое должно совпадать с каналом 20, когда плита 10 введена в правильном направлении в положение разливки, и поверхность 24 герметизации (отсечки), предназначенную для герметизации (закрывания) канала 20, когда плита перемещена в положение герметизации (отсечки).
Как это показано на фиг. 1, когда плита 10 находится в положении разливки и введена в неправильном направлении, образуется только зазор 26 между разливочным каналом 20 и разливочным отверстием 22. Таким образом, несмотря на то, что требуется максимальный расход расправленного металла, металл может проходить только через зазор 26. Более того, если в аварийной ситуации необходимо прервать разливку, за счет проталкивания плиты 10 в положение герметизации, зазор 26 расширяется и разливочный канал 20 не будет перекрыт поверхностью 24 герметизации, так что расправленный металл будет проходить через него.
Этот зазор даже может быть причиной утечки, позволяющей металлу просачиваться в устройство для замены плит и вызывать серьезное повреждение установки для разливки.
Задачей настоящего изобретения является улучшение безопасности установки для непрерывной разливки простым образом.
Тот факт, что оператор может вводить плиту в неправильном направлении, обсуждается в патенте US 5211857 или в патенте US 5011050. Устройства, описанные в этих патентах, имеют два направления, перпендикулярные друг к другу, а именно одно направление введения плиты или направление загрузки, и одно направление замены плиты. Направление загрузки перпендикулярно к направлению замены плиты. Направление замены плиты параллельно литейной форме. Введение плиты в устройство производят за счет ее скольжения в направляющих загрузки. Система обеспечения безопасности содержит ограничитель с калиброванным отверстием, позволяющим проходить через него плите только в заданной ориентации, когда плиту загружают в устройство. В области загрузки, направляющие загрузки являются асимметричными или имеют уступ локализации, который при взаимодействии с ограничителем не позволяет плите дойти до положения загрузки, если ориентация плиты является неправильной. В частности, в указанных патентах описано устройство, имеющее две различные направляющие загрузки. Например, одна из направляющих имеет выступ, который входит в зацепление с канавкой, выполненной на поверхности скольжения плиты. В направлении замены плиты, две кромки плиты являются одинаковыми и не имеют асимметрии. Таким образом, основная часть устройства, которая производит замену плит, не имеет внутренних изменений и в основном соответствует другим известным устройствам.
Устройства, описанные в патентах US 5211857 и US 5011050, имеют некоторые недостатки. Они требуют использования блока ограничителя и его надлежащей установки. Выступ, канавка или уступ локализации должны быть надлежащим образом предусмотрены на одной из направляющих загрузки. Более того, выступы и канавки имеют относительно малые размеры. Поэтому существует вероятность того, что оператор не поймет, что плита расположена в неправильном направлении. С течением времени происходит износ как направляющих, так и выступов. Также возможно, что по истечении определенного периода времени, выступы больше не будут выполнять свою функцию. Направляющие также изнашиваются и требуют регулярной замены. Во время сборки или технического обслуживания устройства, оператор легко может сделать ошибку при установке направляющих загрузки и/или блока ограничителя. Например, он может поменять левую направляющую на правую направляющую или забыть поставить уступ локализации.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение преимущественно направлено на создание устройства, позволяющего избежать вышеупомянутых недостатков. Операции сборки и технического обслуживания такого устройства защищены от неосторожного или неумелого обращения оператора.
Для этого, в соответствии с настоящим изобретением предлагается корпус для устройства для удержания и замены плит для разливки расплавленного металла из резервуара, который делает операции сборки и технического обслуживания такого устройства защищенными от неосторожного или неумелого обращения оператора.
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию корпуса для устройства для удержания и замены плит для разливки расплавленного металла из металлургического резервуара, имеющего разливочный канал, причем ось разливочного канала образует ось (Z) разливки;
при этом корпус содержит разливочное отверстие, выполненное с возможностью совмещения с разливочным каналом резервуара в рабочем положении; причем корпус выполнен с возможностью прикрепления к нижней стороне металлургического резервуара;
при этом корпус содержит первую, верхнюю часть и вторую, нижнюю часть, которые соединяются в средней плоскости сечения, образующей плоскость, в которой верхний огнеупорный элемент и плита образуют скользящий контакт; причем указанная плоскость в основном перпендикулярна к оси (Z) разливки;
- верхняя часть корпуса содержит средство для приема верхнего огнеупорного элемента, когда собрано устройство, находящееся в рабочем положении в непосредственной близости от разливочного канала металлургического резервуара;
- нижняя часть корпуса содержит:
- проход, идущий между впускным отверстием и выпуском вдоль первой оси (X) поступательного перемещения, соответствующей направлению замены плиты, причем указанный проход позволяет вводить плиту в корпус и удалять плиту из корпуса за счет перемещения вдоль направления замены плиты; при этом ось (X) поступательного перемещения параллельна средней плоскости сечения и, вместе с осью (Z) разливки, образует центральную продольную плоскость;
- кожух, расположенный в указанном проходе между впускным и впускным отверстиями, служащий для приема и удержания плиты, когда собрано устройство, в рабочем положении в непосредственной близости от разливочного канала металлургического резервуара, причем указанный кожух содержит первую и вторую противоположные стенки, в основном параллельные центральной продольной плоскости и расположенные с разных сторон от нее, при этом каждая из первой и второй стенок кожуха содержит выемки для приема средств прижима, служащих для прижима плиты, в рабочем положении, в направлении верхней части корпуса;
отличающийся тем, что ортогональная проекция на центральную продольную плоскость выемок, расположенных на первой стенке кожуха, смещена вертикально от ортогональной проекции на указанную центральную продольную плоскость выемок, расположенных на второй стенке кожуха.
Более конкретно, ортогональные проекции на центральную продольную плоскость выемок, расположенных на соответствующих стенках кожуха, смещены друг от друга вертикально. Другими словами, выемки, расположенные на разных стенках кожуха, расположены на разных уровнях или расположены со сдвигом друг от друга. В предпочтительном варианте осуществления, ортогональные проекции каждого набора выемок могут слегка перекрываться, но все еще являются смещенными друг от друга.
Выемки должны совпадать со средствами прижима. Средства прижима уже известны специалистам в данной области и обычно представляют собой толкатели, содержащие пружины и коромысла.
Выемки преимущественно представляют собой одну или несколько комбинаций следующих характерных особенностей:
(a) отверстия для приема средств сжатия, а преимущественно для приема пружин;
(b) канавки для сопряжения с толкателями, а преимущественно для сопряжения с коромыслами; и
(c) пазы, имеющие оси для шарнирного присоединения толкателей.
Выемки преимущественно являются в основном одинаковыми на разных сторонах кожуха. Таким образом, одинаковые средства прижима могут быть использованы на разных сторонах кожуха.
Корпус преимущественно дополнительно содержит по меньшей мере два фиксирующих выреза, расположенные у впускного отверстия на каждой стороне кожуха, для прикрепления направляющих для направления плит в кожух. Ортогональные проекции на центральную продольную плоскость фиксирующих вырезов, расположенных на каждой стороне кожуха, смещены друг от друга вертикально. Фиксирующие вырезы являются в основном одинаковыми. Таким образом, одинаковые направляющие могут быть использованы на разных сторонах кожуха.
Корпус также может содержать по меньшей мере два фиксирующих выреза (116, 117), расположенные у выпускного отверстия на каждой стороне кожуха, для прикрепления направляющих (66, 68) для направления плит из кожуха. Как и для фиксирующих вырезов, расположенных у впуска, ортогональные проекции на центральную продольную плоскость вырезов, расположенных на каждой стороне кожуха, смещены друг от друга вертикально. Фиксирующие вырезы являются в основном одинаковыми, так что одинаковые направляющие могут быть использованы на разных сторонах кожуха.
Фиксирующие вырезы преимущественно расположены так, что закрепленные в них направляющие идут от толкателей, введенных в выемки, расположенные на той же самой стороне кожуха. Таким образом, плита перемещается из резервного положения в рабочее положение и из рабочего положения в положение выброса в основном вдоль горизонтальной плоскости.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается защищенная от неосторожного или неумелого обращения система, гарантирующая, что невнимательный оператор не может собрать детали устройства в неправильном направлении, по той причине, что все эти детали являются одинаковыми. Асимметрия создана за счет корпуса, а корпус предназначен для приема стандартных одинаковых деталей в специфической области.
Так как возможно использовать корпус с одинаковыми средствами прижима и с одинаковыми направляющими на всех сторонах кожуха, то упрощается формирование запаса комплектующих.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением требуется использование плиты, в которой зажимные кромки, то есть участки для приема усилия от средств прижима, не являются симметричными. Такая плита может быть введена в кожух корпуса только в одной ориентации, что обеспечивает ее надлежащую работу, как при разливке металла, так и для прерывания указанной разливки, если это необходимо.
Для совмещения толкателей устройства, плита содержит пару противоположных зажимных кромок, смещенных друг от друга вертикально.
Плита преимущественно содержит пару противоположных кромок плиты, причем первая кромка плиты имеет первую толщину, а вторая кромка плиты имеет вторую толщину, которая больше, чем указанная первая толщина; причем нижняя поверхность кромок плиты соответствует зажимным кромкам.
Вторая толщина преимущественно по меньшей мере на 5 мм больше, чем первая толщина, а предпочтительнее по меньшей мере на 10 мм больше.
Термин "толщина кромки плиты" относится к расстоянию, в вертикальном направлении, между верхней поверхностью и нижней поверхностью кромки плиты. Обычно, верхняя поверхность кромки находится заподлицо с поверхностью скольжения плиты, а нижняя поверхность представляет собой поверхность, которая со скольжением входит в контакт с нижней стенкой направляющей, предусмотренной в устройстве для удержания и замены плит. Например, каждая из кромок плиты имеет в основном прямоугольное поперечное сечение, причем высота одного из двух прямоугольников меньше, чем высота другого прямоугольника.
В случае, показанном на чертежах, нижняя поверхность кромки плиты соответствует поверхности скольжения и поверхности прижима.
Настоящее изобретение также имеет отношение к сборке средств прижима и корпуса, в которой средства прижима введены в выемки на каждой стенке кожуха.
Сборка дополнительно содержит плиту, имеющую пару противоположных первой и второй кромок сопряженных средств прижима в рабочем положении. Плита преимущественно соответствует описанной здесь выше плите. За счет ее асимметричных кромок, плита может быть введена в устройство для замены плит только вдоль единственного направления, причем асимметричные кромки играют роль ключа. В самом деле, так как две зажимные кромки не являются симметричными, то упрощается их различение и преимущественно исключается введение одной зажимной кромки вместо другой зажимной кромки в устройство для замены плит. Кроме того, если новая плита в резервном положении установлена в неправильном направлении, то асимметричные зажимные кромки указывают, что это направление является неправильным. Например, оператор может понять, что направление является неправильным, если он обратит внимание на то, что поверхность скольжения плиты в резервном положении не расположена правильно в кожухе или что разливочная труба не расположена перпендикулярно (вертикально). В соответствии с другим примером, асимметричные кромки, неправильно расположенные относительно устройства для замены плит, не позволяют ввести плиту в устройство. Асимметричные кромки также не позволяют ввести плиту за счет взаимодействия кромок плиты с толкателями корпуса.
Обычно плита содержит огнеупорный элемент, имеющий поверхность скольжения и разливочное отверстие, и металлическую оболочку, которая облицовывает часть огнеупорного элемента, но не поверхность скольжения. Металлическая оболочка преимущественно содержит зажимные кромки.
Огнеупорный элемент может иметь разливочную трубу, имеющую разливочное отверстие и выступающую из металлической оболочки.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания неограничительных примеров осуществления изобретения, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано продольное сечение устройства для удержания и замены плит в соответствии с известным уровнем техники, иллюстрирующее сценарий, в котором плита введена в неправильном направлении.
На фиг. 2 показан вид в перспективе корпуса устройства для удержания и замены плит, иллюстрирующий плиту в положении разливки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 3 схематично показан разрез по линии III-III на фиг. 2.
На фиг. 4 показан вид в перспективе плиты сборки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 5 показан вид в перспективе металлического кожуха плиты, показанной на фиг. 4.
На фиг. 6 и 7 приведены изображения, аналогичные показанным на фиг. 2 и 3, поясняющие невозможность введения плиты в корпус в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 8 показано продольное сечение устройства для удержания и замены плит, где показана плита в положении разливки и плита в резервном положении.
На фиг. 9 показано средство прижима.
На фиг. 10 показан вид в перспективе снизу корпуса в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 11 показан вид в перспективе снизу корпуса в соответствии с настоящим изобретением, частично собранного со средством прижима.
Подробное описание изобретения
Вертикальным направлением считают направление потока расплавленного металла из выпуска металлургического резервуара. Продольным направлением кожуха, плиты, корпуса или устройства для удержания и замены плит считают направление, в котором плиту заменяют из резервного положения в положение разливки. Наконец, поперечным направлением считают направление, перпендикулярное к вертикальному и продольному направлениям, так что продольное, поперечное и вертикальное направления образуют трехмерную ортогональную систему координат. Следует иметь в виду, что продольное и поперечное направления заданы со ссылкой на направление перемещения плит во время их замены в устройстве, так что эти направления могут быть специфически использованы для плит, в которых сторона скольжения имеет квадратную или прямоугольную общую форму, вне зависимости от ориентации прямоугольника. Центральная продольная ось соответствует продольной оси стороны скольжения плиты или разливочного отверстия корпуса. Эта продольная ось проходит через центр разливочного отверстия плиты, которое возможно имеет круглую или продолговатую форму, и через центр поверхности его герметизации, соответствующий центру, совпадающему с центром разливочного канала, когда плита находится в положении герметизации.
В дальнейшем описании, вертикальное направление, соответствующее направлению разливки, называют направлением Z, продольное направление, соответствующее направлению перемещения плиты, называют направлением X, а поперечное направление называют направлением Y. Направления X, Y, Z являются ортогональными друг относительно друга. В соответствии с настоящим изобретением, направление замены плиты также называют направлением введения плиты. Поток металла протекает из верхнего огнеупорного элемента в нижний огнеупорный элемент, в частности, из внутреннего сопла 18 в плиту 34.
В случае плиты с прямоугольным контуром, центральная продольная плоскость может быть определена как плоскость, содержащая вертикальную ось, проходящую через центр разливочного отверстия и медиану двух длинных сторон прямоугольника, в который вписана плита. Центральная продольная ось в рабочем положении соответствует плоскости XZ.
В случае плиты с квадратным контуром, в которой разливочное отверстие смещено от центра, центральная продольная ось представляет собой ось, которая содержит центр разливочного отверстия и пересечение диагоналей квадрата, в который вписана плита. Продольная ось соответствует оси X, когда плита находится в рабочем положении.
Как это лучше всего показано на фиг. 10, корпус 30 устройства 90 (не показано) содержит разливочное отверстие 21, которое в рабочем состоянии должно быть совмещено с разливочным каналом резервуара. Трехмерную ортогональную систему координат устанавливают в центре разливочного отверстия 21, чтобы облегчить понимание настоящего изобретения. Ось X поступательного перемещения соответствует направлению перемещения плиты, которое также показано стрелкой 14. Ось Z соответствует направлению разливки, а ось Y соответствует поперечному направлению, которое перпендикулярно к двум другим осям.
Корпус содержит первую верхнюю часть и вторую нижнюю часть, которые соединяются в средней плоскости 51 сечения, образующей плоскость, в которой внутреннее сопло 18 и плита 34 имеют скользящий контакт. Средняя плоскость 51 сечения показана на фиг. 3. Верхняя часть корпуса расположена над плоскостью 51, а нижняя часть корпуса расположена под плоскостью 51. Скользящая поверхность внутреннего сопла 18 и скользящая поверхность 16 плиты 34 соединяются в средней плоскости 51 сечения. Верхняя часть корпуса содержит средство для приема и зажима внутреннего сопла в рабочем положении. Нижняя часть корпуса описана со ссылкой на фиг. 10.
Корпус 30, показанный на фиг. 2 и 3, образует кожух 32 для приема плиты 34 и удержания ее в положении разливки относительно металлургического резервуара (не показан), расположенного над указанной плитой. Центральная продольная плоскость 50 корпуса параллельна плоскости XZ, или совпадает с ней.
Как это показано на фиг. 10 и 11, на которых изображен вид снизу нижней части корпуса, нижняя часть корпуса содержит проход, идущий вдоль первой оси (X) последовательного перемещения между впускным отверстием и выпускным отверстием, соответствующей направлению 14 замены плиты. Плиту 34 вводят в корпус 30 у впуска и перемещают в рабочее положение за счет перемещения вдоль направления 14 замены плиты. Когда новая плита будет введена в корпус, изношенную плиту 34 удаляют из корпуса 30 в направлении выпуска. Плоскость XZ соответствует центральной продольной плоскости 50, а плоскость XY параллельна средней плоскости 51 сечения. В рабочем положении, плита 34 введена в кожух 32 и удерживается в кожухе 32 в непосредственной близости от разливочного отверстия 21. Кожух 32 содержит две стенки 100, 101, в основном параллельные направлению 14 введения плиты, причем каждая стенка 100, 101 кожуха 32 содержит выемки 110 для приема средства 120 для прижима плиты, в направлении верхней части корпуса. Выемки в стенке 100 не находятся на таком же уровне, как выемки в стенке 101. Они смещены на расстояние d вдоль оси Z.
Как уже было указано здесь выше, на каждой стороне кожуха 32, относительно центральной продольной плоскости 50, корпус 30 содержит выемки для приема средства 120 прижима, когда устройство будет собрано, чтобы прикладывать усилие к плите 34 в направлении верхней части корпуса. Средство 120 прижима содержит толкатели 54, например, коромысло 56, перпендикулярное к продольной оси 58 и шарнирно установленное относительно указанной оси 58. Коромысло 56 имеет конец 60 для поддержки средства сжатия, которое в этом случае представляет собой пружину 62 сжатия. Пружины 62 прикладывают давление вниз к концу 60 коромысла, которое прикладывают давление вверх параллельно оси Z на своем противоположном конце 64. Средства прижима показаны схематично на фиг. 3 и детально на фиг. 9.
Выемки 110 содержат отверстия 111 и канавки 112 для приема пружин 62 и коромысел 56, а также пазы 113, имеющие оси (58), для шарнирного соединения с коромыслами (56).
Выемки для приема средства 120 прижима на каждой стороне от центральной продольной плоскости 50 расположены так, что ортогональная проекция на центральную продольную плоскость (50) выемок (110), расположенных на первой стенке (100) кожуха (32), будет смещена вертикально от ортогональной проекции на центральную продольную плоскость (50) выемок (110), расположенных на второй стенке (101) кожуха (32). В самом деле, толкатели 54 в этом случае расположены так, что высота кожуха 32 рядом с толкателями на одной стороне кожуха будет отличаться от высоты кожуха 32 рядом с толкателями на другой стороне кожуха. Таким образом, толкатели 54, расположенные на разных сторонах кожуха 32 корпуса 30, имеют разную высоту вдоль оси Z. Это создает асимметрию кожуха 32 вдоль центральной продольной плоскости 50, то есть в направлении введения плиты.
Эта асимметрия кожуха 32 позволяет создать ключевую характеристику устройства, гарантирующую, что невнимательный оператор не может ввести плиту 34 в ошибочном направлении в кожух 32, за счет того, что выемки для средств 120 прижима, в частности, для толкателей 54, расположенные по разным сторонам от центральной продольной плоскости 50 кожуха 32, не являются симметричными.
Как это показано на фиг. 10 и 11, корпус 30 также содержит вырезы 114, 115 у впускного отверстия, для приема соответственно первой и второй направляющих 66, 68. Вырезы смещены друг от друга вертикально (вдоль оси Z) на расстояние d. Направляющие закреплены в вырезах при помощи известных средств крепления. После установки, первая и вторая направляющие 66, 68 будут расположены асимметрично относительно центральной продольной плоскости 50. Они также смещены друг от друга на расстояние d. Расстояние d оказано на фиг. 7.
Вырезы расположены на корпусе 30 так, что направляющие выступают из толкателей 54, введенных в выемки, расположенные на той же самой стороне кожуха 32. То, что направляющие "выступают из" толкателей, означает, что плита 34, введенная в устройство для удержания и замены плит, может быть со скольжением по направляющим 66 и 68 введена в кожух 32, где она затем может быть прижата к внутреннему соплу 18 при помощи толкателей 54. Таким образом, направляющие 66 и 68 могут быть слегка смещены относительно толкателей 54.
Корпус 30 также может содержать аналогичные направляющие 116, 117, расположенные у выпускного отверстия (фиг. 10). Эти направляющие используют для направления изношенной плиты в положение выталкивания. Как и направляющие 66 и 68, эти направляющие 116, 117 выступают из толкателей 54, введенных в выемки, расположенные на той же самой стороне кожуха 32.
В показанном случае, направляющие 66 и 68 являются стандартными и одинаковыми, но расположены на корпусе на разных высотах вдоль оси Z. При сборке корпуса 30 или во время операций технического обслуживания, невнимательный оператор не может неправильно собрать направляющие, так как все направляющие являются одинаковыми и плотно входят в вырезы. В этом конструктивном варианте, направляющие 66, 68 прикрепляют к корпусу 30 при помощи известных крепежных средств, например, при помощи винтов (фиг. 11).
На фиг. 11 показан корпус, частично собранный со средствами прижима и направляющими. Как это показано на фиг. 11, средства прижима и направляющие являются одинаковыми на обеих сторонах корпуса. Асимметрия создается за счет расположения выемок и расположения вырезов.
Как это показано на фиг. 4, плита 34 в соответствии с настоящим изобретением содержит огнеупорный элемент 46 и металлическую оболочку 52 для установки огнеупорного элемента 46. Огнеупорный элемент 46 содержит разливочную трубу 47, идущую от разливочного канала 20 к боковым выпускам 48, через которые протекает расплавленный металл. Разливочная труба выступает вниз из металлической оболочки 52, в направлении потока расплавленного металла. Однако следует иметь в виду, что базовая плита, содержащая огнеупорный элемент 46 и металлическую оболочку 52, также может быть выполнена вообще без трубчатого удлинения или с коротким трубчатым удлинением 47.
Плита 34, а более конкретно огнеупорный элемент 46, содержит поверхность 16 скольжения. В положении разливки, поверхность 16 скольжения находится в контакте с расположенным выше по течению огнеупорным элементом, в направлении потока расплавленного металла. Более конкретно, поверхность 16 находится в контакте с внутренним соплом 18, частично встроенным в нижнюю стенку металлургического резервуара, причем указанное внутреннее сопло 18 содержит разливочный канал 20.
Поверхность 16 скольжения содержит разливочное отверстие 22 с центром на геометрической оси 70, которое должно совпадать с каналом 20, когда плита 34 находится в положении разливки. Более того, поверхность 16 скольжения содержит сзади от отверстия 22, поверхность герметизации или поверхность 24 отсечки, предназначенную для перекрытия канала 20, когда плита 34 перемещается в положение герметизации. Центр отверстия 22 вместе с центром поверхности 24 герметизации лежит на продольной оси 72, которая вместе с геометрической осью 70 разливочного отверстия 22 образует центральную плоскость (70, 72). Центральная плоскость соответствует центральной продольной плоскости 50 кожуха 32, когда плита 34 введена в устройство.
Эта плита 34 содержит, на каждой стороне разливочного отверстия относительно центральной плоскости, зажимные кромки 74, 76, на которые воздействует усилие, приложенное при помощи толкателей 54, когда плита введена в устройство. Зажимные кромки 74, 76 не совпадают с планарной симметрией, заданной при помощи центральной плоскости. В показанном случае, кромки скольжения плиты, позволяющие вводить плиту со скольжением в устройство для удержания и замены плит, совпадают с зажимными кромками 74, 76.
Таким образом, эти зажимные кромки 74, 76 являются асимметричными относительно центральной плоскости или центральной продольной плоскости 50, так что возможно единственное направление для введения плиты 34 в устройство для замены плит. Более конкретно, в этом примере, кромки 78, 80 плиты являются асимметричными вдоль вертикального направления Z, так что они имеют разные толщины вдоль всей их направляющей длины. В самом деле, каждая кромка 78, 80 содержит три смежные поверхности, ортогональные друг к другу, а именно: горизонтальную верхнюю поверхность 78а, 80а, которая слегка утоплена относительно поверхности 16 скольжения огнеупорного элемента 46, в основном вертикальную боковую поверхность 78b, 80b, параллельную центральной плоскости, и горизонтальную нижнюю поверхность 78c, 80c, в этом случае совпадающую с зажимными кромками 74, 76. Толщина или высота 84 первой кромки 80 больше, чем толщина 82 второй кромки 78. Другими словами, расстояние в направлении Z ортогональной проекции кромки 82 на центральную плоскость будет меньше, чем для кромки 80 на величину d, как это лучше всего показано на фиг. 5.
Как это показано на фиг. 4, боковые выпуски 48 совмещены с продольной осью 72 и идут в основном параллельно зажимным кромкам 74, 76 плиты 34.
Металлическая оболочка 52, показанная на фиг. 5, является толстой и изготовлена из литейного чугуна, однако следует иметь в виду, что она может быть изготовлена и из другого материала. Она служит для облицовки огнеупорного элемента 46 плиты, показанного на фиг. 4. Сборка оболочки 52 и огнеупорного элемента 46 образует плиту 34 для перемещения жидкого металла. В частности, оболочку 52 используют для повышения жесткости огнеупорного элемента 46.
Оболочка 52 является намного более стойкой, чем огнеупорный элемент 46, к режимам разливки расплавленного металла. Поэтому ее можно использовать повторно при вводе в нее нового огнеупорного элемента 46. Как уже было указано здесь выше, огнеупорный элемент выступает из металлической оболочки. Таким образом, поверхности 78а и 80а слегка подняты относительно поверхности 16 скольжения.
За счет асимметрии кромок 78, 80 плиты 34 и асимметрии толкателей 54 и направляющих 66,68, невозможно ввести плиту 34 в неправильном направлении в устройство для замены и удержания плит, как это показано на фиг. 6 и 7, где можно видеть, что если оператор пытается ввести плиту 34 в неправильном направлении, то есть при расположении поверхности 24 герметизации впереди, то при этом кромка 78 не может войти в кожух 32, так как ее толщина 84 больше, чем высота кожуха 32 в этой точке. Более того, если корпус 30 содержит направляющие 66, 68 сзади от кожуха 32, то оператор может ввести плиту 34 со скольжением на эти направляющие, однако он быстро заметит свою ошибку, так как ось разливочной трубы не будет совпадать с направлением Z разливки и плита 34 не может войти в кожух 32.
В примере, показанном на фиг. 3, асимметрия создана в металлической оболочке. Оболочка 52 имеет пару противоположных боковых кромок различной толщины, однако содержит огнеупорный элемент 46 стандартного типа, то есть не имеющий асимметрии относительно центральной плоскости. Однако следует иметь в виду, что также может быть использован огнеупорный элемент 46, асимметричный относительно центральной плоскости.
Теперь будет описана работа устройства 90 со ссылкой на фиг. 8.
Когда плита 12 находится в положении разливки, новую плиту 10 перемещают в резервное положение на устройстве 90. Для замены плиты 12, плиту 10 толкают в направлении X, так что она смещает плиту 12. Плиту 12 сначала перемещают в положение герметизации, а затем, под действием дополнительного усилия, перемещают в ее точное положение. После замены плиты 12 плитой 10 в положении разливки, другая новая плита опять может быть установлена в резервном положении.
Следует иметь в виду, что, за счет асимметрии зажимных кромок 74, 76 плиты 34 и асимметрии корпуса 30 (что приводит к асимметрии средств 120 прижима и направляющих (66, 68)), плита 10 может быть гарантировано введена в ее правильном направлении в устройство 90.
Следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничено описанными здесь выше вариантами его осуществления.
Позиционные обозначения
10 Новая плита
12 Изношенная плита
14 Направление скольжения
16 Поверхность скольжения
18 Внутреннее сопло
20 Разливочный канал
21 Разливочное отверстие
22 Разливочное отверстие
24 Поверхность герметизации или поверхность отсечки
26 Зазор
30 Корпус
32 Кожух
34 Плита
46 Огнеупорный элемент
47 Труба разливки огнеупорного элемента
48 Выпуски
50 Центральная продольная плоскость
51 Средняя плоскость сечения
52 Металлический кожух 54 Толкатели
56 Коромысло
58 Ось паза
60, 64 Конец рычага
62 Средства сжатия
66,68 Направляющие плиты
70 Геометрическая ось (=ось разливочного отверстия)
72 Продольная ось
78, 80 Кромка плиты
78а, 80а Верхняя поверхность кромки
78b, 80b Боковая поверхность кромки
78c, 80c Нижняя поверхность кромки
82, 84 Толщина кромки
90 Устройство
100, 101 Стенка кожуха
110 Выемки
111 Отверстие
112 Канавка
113 Паз
114, 115, Вырез
116, 117
120 Средства прижима.