Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЗАГРУЗОЧНОЙ КОРЗИНЫ

Изобретение касается устройства позиционирования отклоняемой загрузочной корзины у загрузочного отверстия плавильной печи, плавильной печи, которая включает в себя шахту с загрузочным отверстием, и шибер шахты, служащий для открытия и закрытия загрузочного отверстия, способа позиционирования загрузочной корзины, а также другого способа загрузки плавильной печи.

Известны различные способы наполнения плавильной печи, предназначенной для расплавления шихтой. Часто при этом в качестве устройств для транспортировки шихты применяются загрузочные корзины, которые посредством крана транспортируются до загрузочного отверстия плавильной печи. Шихта, которая, например, в случае печи для плавки металла содержит преимущественно металлический лом, а также добавки и тому подобное, выгружается в загрузочное отверстие и плавится в плавильной печи.

При транспортировке загрузочной корзины от станции загрузки, в которой пустая загрузочная корзина наполняется шихтой, до плавильной печи загрузочная корзина обычно свободно висит на крановом канате. Вследствие бокового движения и затормаживания в области загрузочного отверстия происходит отклонение загрузочной корзины, которое приводит к колебанию или качанию загрузочной корзины. Это затрудняет правильное и быстрое позиционирование загрузочной корзины над загрузочным отверстием.

Немецкое описание изобретения к патенту № 560 041 уже описывает загрузочное устройство для плавильных печей, которое уменьшает отклонение, и, как следствие, колебание или, соответственно, движение качания движимой посредством крана загрузочной емкости или загрузочной корзины. Для этого поднятая загрузочная емкость опирается на ходовую часть крана и как бы неподвижно соединено с ней, так что возникновение колебания или качания при транспортировке невозможно. Зафиксированная таким образом загрузочная емкость транспортируется до выгрузки в этом положении. Изменение расстояния между ходовой частью крана и загрузочной емкостью больше не происходит, так что ходовые рельсы крана и/или загрузочное отверстие должны быть расположены соответствующим образом, чтобы загрузочная емкость могла подъехать непосредственно к загрузочному отверстию и выгрузить шихту.

На практике такой образ действий чаще всего невозможен. Так, как правило, из-за местных условий необходимо поднимать загрузочную корзину посредством крана, транспортировать на определенное расстояние и затем снова опускать. По меньшей мере при опускании загрузочная корзина свободно висит на крановом канате или на цепях, и происходит отклонение, которое вызывает колебание или движение качания. Неравномерная загрузка приводит, к тому же, к висению загрузочной корзины с перекосом. Поэтому быстрое и одновременно точное позиционирование загрузочной корзины, как и прежде, осуществляется с трудом. Наконец, выгрузка загрузочной корзины также приводит к отклонению загрузочной корзины, вследствие этого могут происходить огромные повреждения в области загрузочного отверстия и его периферии.

Поэтому задачей изобретения является обеспечение возможности улучшенного позиционирования отклоняемой загрузочной корзины у загрузочного отверстия плавильной печи.

Задача решается с помощью устройства позиционирования отклоняемой загрузочной корзины у загрузочного отверстия плавильной печи, снабженного расположенной у загрузочного отверстия системой направляющих планок, которая

- включает в себя по меньшей мере две горизонтально расположенные направляющие планки, которые выполняют функцию боковой направляющей для загрузочной корзины,

- включает в себя по меньшей мере один упор, до которого загрузочная корзина может направляться по меньшей мере по двум направляющим планкам, и

- включает в себя по меньшей мере одно блокировочное устройство, посредством которого может предотвращаться отклонение загрузочной корзины у загрузочного отверстия.

При этом термин «отклоняемая загрузочная корзина» означает, что загрузочная корзина снабжена подвеской, которая позволяет осуществляться боковому отклонению по меньшей мере в двух направлениях. Сюда относится, например, канатная подвеска, цепная подвеска, маятниковая подвеска и т.п.

Система направляющих планок предлагаемого изобретением устройства позволяет осуществлять особенно быстрый и удобный подвод отклоняемой загрузочной корзины к расположенному напротив крана произвольным образом загрузочному отверстию. Возникающее при подводе загрузочной корзины колебание или качание загрузочной корзины воспринимается системой направляющих планок и останавливается. Благодаря этому сокращается время простоя плавильной печи, причем на одном процессе загрузки может быть сэкономлено примерно до одной минуты времени. Это соответствует повышению производительности примерно от 3 до 5%.

К тому же по меньшей мере одно блокировочное устройство системы направляющих планок надежно предотвращает отклонение загрузочной корзины во время выгрузки шихты, так что не происходит повреждения загрузочного отверстия или расположенных в области загрузочного отверстия конструктивных элементов загрузочной корзиной. При этом упор может являться составной частью такого блокировочного устройства или же быть расположен отдельно от него.

Позиционирование загрузочной корзины здесь происходит не только в том случае, когда загрузочная корзина горизонтально во всех направлениях неподвижно зафиксирована в устройстве, но и тогда, когда загрузочная корзина в заблокированном положении с малым зазором остается подвижной в горизонтальном направлении. Под малым зазором при этом понимается, что загрузочная корзина в заблокированном состоянии в устройстве горизонтально в каждом направлении может двигаться на расстояние, составляющее максимум до 50 мм, в частности максимум до 30 мм.

Оказалось целесообразным, если по меньшей мере две направляющие планки расположены на расстоянии и по меньшей мере в отдельных областях параллельно друг другу таким образом, чтобы загрузочная корзина могла направляться по направляющим планкам между ними по меньшей мере до одного упора. По меньшей мере две направляющие планки ограничивают загрузочную корзину в этом варианте осуществления с двух ее сторон, так что боковое отклонение предотвращается.

По меньшей мере две направляющие планки могут альтернативно или в комбинации с этим быть расположены на расстоянии друг от друга и по меньшей мере в отдельных областях таким образом, чтобы загрузочная корзина могла направляться по направляющим планкам между ними по меньшей мере до одного упора, при этом расстояние между направляющими планками в направлении по меньшей мере одного упора уменьшается. Это предпочтительно, в частности, тогда, когда колебание или движение качания загрузочной корзины между направляющими планками должно медленно затормаживаться.

Особенно предпочтительно при этом, если на первом участке системы направляющих планок, который первым приходит в соприкосновение с загрузочной корзиной, расстояние между направляющими планками в направлении по меньшей мере одного упора уменьшается, а на втором, если смотреть в направлении движения загрузочной корзины, последующем участке системы направляющих планок направляющие планки расположены по существу параллельно друг другу.

По меньшей мере один упор системы направляющих планок препятствует дальнейшему движению вперед загрузочной корзины, так что она предпочтительно ограничивается в свободе своего передвижения с двух сторон направляющими планками, а с третьей стороны упором.

По меньшей мере одно блокировочное устройство предпочтительно выполнено таким образом, что конструктивные элементы по меньшей мере одного блокировочного устройства и загрузочной корзины входят в зацепление друг в друга и/или находятся в зубчатом зацеплении друг с другом. По меньшей мере одно блокировочное устройство фиксирует загрузочную корзину на системе направляющих планок так, что свобода ее передвижения ограничена также в направлении четвертой стороны. Горизонтальное отклонение загрузочной корзины у загрузочного отверстия больше невозможно из-за стопорения или зубчатого зацепления загрузочной корзины по меньшей мере в одном блокировочном устройстве.

Предпочтительно по меньшей мере одно блокировочное устройство включает в себя по меньшей мере две выполненные в виде втулок расположенные вертикально зоны, в которые могут вводиться вертикально расположенные на загрузочной корзине цапфы. Например, цапфы могут также находиться на системе направляющих планок, а выполненные в виде втулок зоны - на загрузочной корзине, и т.д. Но альтернативно здесь без затруднений возможно применение и других систем, входящих в зацепление друг в друга или находящихся в зубчатом зацеплении друг с другом, которые расположены на загрузочной корзине и на устройстве и работают по принципу ключа и замка.

Оказалось целесообразным, если устройство также снабжено воронкой для помещения загрузочной корзины, которая расположена между системой направляющих планок и загрузочным отверстием. Воронка должна, в частности, полностью вмещать шихту, затормаживать падение шихты и направлять это падение в желаемое направление.

В частности, воронка при этом снабжена с одной стороны крышкой воронки. Эта крышка находится предпочтительно на той стороне воронки, с которой подводится загрузочная корзина. Крышка воронки предпочтительно приводится в действие механическим или гидравлическим приводом. При подводе загрузочной корзины к системе направляющих планок крышка воронки открывается и одновременно опускается, загрузочная корзина вводится в воронку, и крышка воронки снова закрывается. Это позволяет расположить донную область загрузочной корзины внутри воронки. Благодаря этому предотвращается попадание частей шихты при выгрузке загрузочной корзины рядом с плавильной с печью вместо попадания внутрь нее.

Если воронка выполняется без крышки воронки, воронка предпочтительно располагается или подвешивается между загрузочным отверстием и системой направляющих планок так, чтобы загрузочная корзина по меньшей мере во время процесса подвода без затруднений могла перемещаться над воронкой. При этом также оказалась целесообразной воронка, перестанавливаемая по высоте.

Плавильная печь, которая включает в себя шахту с загрузочным отверстием и шибер шахты, служащий для открытия и закрытия загрузочного отверстия, и оснащена предлагаемым изобретением устройством, оказалась особенно предпочтительной. Плавильная печь в одном из предпочтительных вариантов осуществления представляет собой печь для плавки металла, в частности электродуговую печь. В качестве шихты для печи для плавки металлов используется преимущественно металлический лом.

Устройство расположено у плавильной печи предпочтительно над загрузочным отверстием. При этом загрузочное отверстие может располагаться вертикально под устройством, так чтобы шихта могла непосредственно туда падать. Но альтернативно устройство может также располагаться, будучи смещенным в боковом направлении над загрузочным отверстием, при этом шихта направляется в загрузочное отверстие по наклонному желобу.

Кроме того, оказался целесообразным способ позиционирования отклоняемой загрузочной корзины у загрузочного отверстия плавильной печи, которая оснащена предлагаемым изобретением устройством, при этом способ включает в себя следующие шаги:

a) подвод загрузочной корзины посредством крана по меньшей мере к двум направляющим планкам устройства;

b) перемещение загрузочной корзины посредством крана по меньшей мере по двум направляющим планкам в направлении по меньшей мере одного упора до достижения по меньшей мере одного упора; и

c) опускание загрузочной корзины посредством крана, причем загрузочная корзина посредством по меньшей мере одного блокировочного устройства блокируется относительно загрузочного отверстия.

Благодаря этому становится возможным быстрое и точное позиционирование загрузочной корзины относительно загрузочного отверстия.

Предпочтительно в шаге a) загрузочная корзина перемещается по меньшей мере между двумя направляющими планками в направлении по меньшей мере одного упора. Альтернативно направляющие планки могли бы быть расположены таким образом, чтобы они опирали и направляли загрузочную корзину только с одной стороны. В этом случае загрузочная корзина перемещалась бы не между направляющими планками, а только по ним и прислонялась бы к ним.

Предпочтительно загрузочная корзина после шага c) дальше полностью транспортируется краном. Благодаря этому надежно предотвращается отсоединение загрузочной корзины от подвески крана и впоследствии невозможность ее быстрого отвода после выгрузки.

Кроме того, оказался целесообразным способ загрузки шихтой плавильной печи, которая включает в себя шахту с загрузочным отверстием и шибер печи, служащий для открытия и закрытия загрузочного отверстия, и которая оснащена предлагаемым изобретением устройством, включающий в себя следующие шаги:

a) подвод отклоняемой загрузочной корзины, содержащей шихту, посредством крана по меньшей мере к двум направляющим планкам устройства;

b) перемещение загрузочной корзины посредством крана по меньшей мере по двум направляющим планкам в направлении по меньшей мере одного упора до достижения по меньшей мере одного упора; и

c) опускание загрузочной корзины посредством крана, причем загрузочная корзина посредством по меньшей мере одного блокировочного устройства блокируется относительно загрузочного отверстия;

d) открытие шибера шахты; и

e) открытие по меньшей мере одной донной крышки на загрузочной корзине при выгрузке шихты в шахту.

Благодаря такому способу позиционирования загрузочной корзины относительно загрузочного отверстия прежде, чем откроется шибер шахты, экономится время для процесса загрузки и повышается производительность плавильной печи.

Затем шибер шахты снова закрывается, и опорожненная загрузочная корзина посредством крана отводится.

При необходимости процесс загрузки может повторяться, пока не будет достигнут объем загрузки плавильной печи, необходимый для получаемого из шихты расплава.

В случае, если плавильная печь представляет собой печь для плавки металла, являющуюся электродуговой печью, перед открытием шибера шахты подача энергии в электродуговую печь прерывается.

По меньшей мере одна донная крышка на загрузочной корзине предпочтительно приводится в действие механическим, пневматическим или гидравлическим приводом. При этом донная крышка может быть выполнена не только в виде сплошной плиты, но и иметь отверстия и/или отделения. Предпочтительно загрузочная корзина имеет сводчатую донную область, которая образована двумя отклоняемыми сбоку донными крышками.

На фиг.1-5 в качестве примера поясняется один из вариантов осуществления изобретения. Таким образом, показано:

фиг.1: устройство на трехмерном виде;

фиг.2: устройство, показанное на фиг.1 над шибером шахты в покомпонентном изображении; и

фиг.3-5: осуществление способа позиционирования загрузочной корзины или, соответственно, загрузки плавильной печи.

На фиг.1 показано устройство 1, которое служит для позиционирования отклоняемой загрузочной корзины 100 над загрузочным отверстием 203 плавильной печи 200 (ср. в этой связи фиг.2 и 3). Устройство 1 снабжено системой направляющих планок, которая включает в себя две горизонтально ориентированные направляющие планки 2, 3, выполняющие функцию боковой направляющей для загрузочной корзины 100, два упора 4a, 4b, до которых может направляться загрузочная корзина 100 по двум направляющим планкам 2, 3, и два блокировочных устройства 5a, 5b, посредством которых загрузочная корзина 100 может блокироваться относительно загрузочного отверстия 203. Устройство 1 включает в себя также воронку 6, которая, впрочем, предусматривается только опционально. Воронка 6 с одной стороны снабжена крышкой 6a воронки, которая передвигается посредством гидравлических подъемных цилиндров 7a, 7b и в откинутом состоянии обеспечивает возможность ввода загрузочной корзины 100 в устройство 1 или вывода из него.

В области крышки 6a воронки направляющие планки 2, 3 имеют участки 2b, 3b, расстояние между которыми в направлении упоров 4a, 4b уменьшается. Благодаря этому облегчается продевание загрузочной корзины 100 между направляющими планками 2, 3. Далее направляющие планки 2, 3 имеют другие участки 2a, 3a, которые проходят параллельно или по существу параллельно друг другу.

На фиг.2 показано устройство 1, изображенное на фиг.1, над шибером 202 шахты в покомпонентном изображении. Шибер 202 шахты закрывает загрузочное отверстие 203, которое принадлежит не изображенной здесь ради наглядности плавильной печи 200 (ср. фиг.3). Шибер 202 шахты для открытия и закрытия загрузочного отверстия 203 может быть приводиться в действие гидравлическим, пневматическим или же механическим приводом.

На фиг.3-5 на виде сбоку показано осуществление способа позиционирования отклоняемой загрузочной корзины 100 над загрузочным отверстием 203 плавильной печи 200 или, соответственно, загрузки плавильной печи 200, которая оснащена устройством 1, показанным на фиг.1. Устройство 1 находится здесь над загрузочным отверстием 203, так что вводимая в устройство 1 загрузочная корзина 100 находится вертикально над загрузочным отверстием 203.

Загрузочная корзина 100 посредством крана 50, представляющего собой потолочный кран, который включает в себя портальный кран 50a, установленный на системе 60 ходовых рельсов, снабженной кареткой 50b, транспортируется в направлении плавильной печи 200 (см. стрелку). При этом загрузочная корзина 100 висит на крюковой траверсе 52, которая закреплена на крановых канатах 51 и может отклоняться горизонтально во всех направлениях, так что при транспортировке и выгрузке загрузочной корзины 100 может возникнуть колебание или движение качания загрузочной корзины 100.

Загрузочная корзина снабжена двумя донными крышками 102a, 102b, которые могут открываться и закрываться посредством гидропривода. Кроме того, с каждой стороны загрузочной корзины 100 расположены по две цапфы 101a, 101b. Соответственно цапфы 101b, которые первыми достигают устройства 1, блокируются в блокировочных устройствах 5a, 5b устройства 1. Две другие цапфы 101a применяются, например, когда загрузочная корзина 100 вводится в устройство 1, будучи повернутой на 180 градусов.

Только схематично изображенная плавильная печь 200 находится на платформе 300 печи и включает в себя шахту 201 с загрузочным отверстием 203 (см. фиг.2), которое закрыто шибером 202 шахты.

Загрузочная корзина 100, как показано на фиг.3, посредством крана 50 при открытой крышке 6a воронки подводится к направляющим планкам 2, 3 устройства 1 и движется по направляющим планкам 2, 3 между ними в направлении упоров 4a, 4b, пока не будут достигнуты упоры 4a, 4b и движение загрузочной корзины 100 остановлено ими.

На фиг.4 показана загрузочная корзина 100 и шибер 202 шахты, показанные на фиг.3, после ввода загрузочной корзины 100 в устройство 1. Изображение остальных показанных на фиг.3 конструктивных элементов здесь для лучшей наглядности отсутствует. Но эти элементы должны быть в наличии, как и прежде. Загрузочная корзина 100 введена в устройство 1 до упоров 4a, 4b. Крышка 6a воронки за загрузочной корзиной 100 была снова закрыта. На увеличенном изображении видна область, в которой находится блокировочное устройство 5b. Цапфа 101b загрузочной корзины 100 находится над выполненной в виде втулки зоной блокировочного устройства 5b, которое с одной стороны ограничено упором 4b, а с другой стороны стопорным элементом 8. В области не видимого здесь блокировочного устройства 5a находится другая цапфа загрузочной корзины в таком же положении.

Как показано на фиг.5, опускание загрузочной корзины 100 осуществляется посредством крана 50 (см. стрелку над загрузочной корзиной 100). При этом загрузочная корзина 100 посредством блокировочных устройств 5a, 5b блокируется над загрузочным отверстием 203 плавильной печи 200. Цапфы 101b на загрузочной корзине 100 входят в зацепление в выполненные в виде втулок зоны блокировочных устройств 5a, 5b, так что движение загрузочной корзины 100 против направления ввода в устройство 1 предотвращается стопорным элементом 8 каждого блокировочного устройства 5a, 5b.

Теперь загрузочная корзина 100 зафиксирована против отклонения в горизонтальном направлении направляющими планками 2, 3 и блокировочными устройствами 5a, 5b, в частности упорами 4a, 4b и соответствующим стопорным элементом 8. При этом загрузочная корзина 100, как и прежде, полностью висит на кране 50, так что крановые канаты 51 остаются натянутыми и не могут отсоединиться от загрузочной корзины 100.

Только после этого открывается шибер 202 шахты, который освобождает загрузочное отверстие 203 плавильной печи 200. При открытии донных крышек 102a, 102b (см. стрелки) шихта, которой была нагружена загрузочная корзина 100, падает через воронку 6 устройства 1 в загрузочное отверстие 203 и через шахту 201 в плавильную печь 200, где она после закрытия шибера 202 шахты расплавляется.

Во время выгрузки загрузочная корзина 100 зафиксирована и не может причинить повреждения при колебании или качании в области загрузочного отверстия 203 или других соседних конструктивных элементов плавильной печи.

Опорожненная загрузочная корзина 100 с открытыми или снова закрытыми донными крышками 102a, 102b может быть посредством крана либо отведена вверх из устройства 1, либо альтернативно после поднятия в положение, показанное на фиг.4, посредством крана 50 и открытия крышки 6a воронки снова выведена из устройства 1, пока снова не будет достигнуто положение, показанное на фиг.3.

Теперь опорожненная загрузочная корзина 100 может снова нагружаться шихтой, и процесс позиционирования может повторяться.

При этом, разумеется, что изображенная на фиг.3-5 загрузочная корзина представляет собой только один из возможных примеров такой корзины. Форма, принцип действия и подвеска загрузочной корзины могут быть, соответственно, выполнены различным образом, без отхода от основной идеи изобретения. Кроме того, специалист без затруднений сможет согласовать расположение и конфигурацию устройства 1 с каждой из подлежащих загрузке плавильных печей.