Результат интеллектуальной деятельности: МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Заявляемый объект относится к области металлургии и может быть использован для производства ферросплавов, в частности ферромарганца или ферросиликомарганца.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранный в качестве прототипа комплекс ферросплавного производства, содержащий мостовой кран, участок разливки ферросплава в изложницы и участок извлечения слитков ферросплава из изложниц. На участке разливки ферросплава в изложницы расположены перемещаемые изложницы и перемещаемый мостовым краном ковш для расплава ферросплава. Участок извлечения слитков ферросплава из изложниц оборудован средством для кантовки изложниц и выбивания слитка. На отдельном участке происходит механическое дробление слитков ферросплава на фракции, после чего дробленый ферросплав загружается в переносной короб и перемещается на склад готовой продукции (заявка на выдачу патента Российской Федерации №94016967/02, заявл. 12.05.1994, опубл. 27.06.1996).

У заявленного объекта и прототипа совпадают такие существенные признаки. Оба комплекса содержат мостовой кран, участок разливки ферросплава в изложницы, включающий перемещаемый ковш и перемещаемые изложницы, участок извлечения слитков ферросплава из изложниц, включающий средство для кантовки изложниц и средство для дробления слитков ферросплава, переносной короб для дробленого ферросплава.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют такие причины. Разливку ферросплава в изложницы осуществляют, преимущественно, на сложных разливочных машинах, которые занимают очень большую площадь. Такая разливка сопряжена с обязательным использованием шламонакопителей, а также известкового молока, что приводит к образованию известковой пыли при выгрузке ферросплава из разливочной машины. На большой территории ферросплавного производства очень сложно локализовать и обеспечить очистку образующихся пылегазовых смесей и предотвратить их попадание в цех. Слитки ферросплава после выбивания из изложниц для их дальнейшего механического дробления необходимо транспортировать к отдельно стоящим устройствам. Все это усложняет комплекс ферросплавного производства, существенно увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты и снижает эффективность улавливания образующихся пылегазовых смесей.

В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такой механизированный комплекс ферросплавного производства, в котором усовершенствования путем введения новых элементов и изменения взаимного расположения элементов позволят при использовании объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в упрощении механизированного комплекса ферросплавного производства и повышении эффективности улавливания образующихся при производстве ферросплавов пылегазовых смесей за счет их локализации.

Заявляемый механизированный комплекс ферросплавного производства содержит мостовой кран, участок разливки ферросплава в изложницы, включающий перемещаемый ковш и перемещаемые изложницы, участок извлечения слитков ферросплава из изложниц, включающий средство для кантовки изложниц, средство для дробления слитков ферросплава и переносной короб для дробленого ферросплава. Отличительной особенностью заявляемого комплекса является следующее. Участок разливки ферросплава в изложницы оборудован аспирационным укрытием, в котором установлены кантователь, приспособленный для регулируемого наклона ковша с расплавом ферросплава, и приспособленный к кантователю желоб для разливки расплава ферросплава в изложницы. При этом изложницы выполнены корытообразными и установлены на тележках с возможностью периодического перемещения под желоб для разливки расплава ферросплава в изложницы. Аспирационное укрытие оборудовано аспирационным приводным зонтом, установленным над желобом для разливки расплава ферросплава в изложницы, и аспирационным стационарным зонтом, установленным над местом разливки ферросплава в изложницы. Кроме того, в крыше аспирационного укрытия выполнен люк для обеспечения установки ковша с расплавом ферросплава в кантователь. Участок извлечения слитков ферросплава из изложниц оборудован пьедесталом для изложницы со слитком ферросплава и приемным столом для слитка ферросплава. При этом опорная поверхность пьедестала расположена выше приемного стола для обеспечения дробления слитка, выпавшего на приемный стол после кантовки изложницы на пьедестале, а приемный стол установлен с возможностью приводного наклона для перемещения дробленого ферросплава в переносной короб при выгрузке.

В отдельных случаях выполнения заявляемый объект характеризуется тем, что:

- пьедестал выполнен с возможностью регулирования высоты расположения на пьедестале изложницы со слитком ферросплава относительно приемного стола для слитка ферросплава;

- рабочая поверхность приемного стола для слитка ферросплава выполнена ребристой с параллельными выступами, которые ориентированы в направлении перемещении дробленого ферросплава в переносной короб при выгрузке.

При использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в упрощении механизированного комплекса ферросплавного производства и повышении эффективности улавливания образующихся при производстве ферросплавов пылегазовых смесей за счет их локализации.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом имеется такая причинно-следственная связь. Экспериментально установлено, что при падении слитка ферросплава на массивную горизонтальную плиту в объеме слитка возникают упругие волны напряжения, которые совместно с термическими напряжениями на границах зерен в слитке способствуют эффективному дроблению слитка ферросплава, толщина которого не превышает 150 мм. Оборудование участка разливки ферросплава в изложницы аспирационным укрытием, в котором установлены кантователь, приспособленный для регулируемого наклона ковша с расплавом ферросплава, и приспособленный к кантователю желоб для разливки расплава ферросплава в изложницы; оборудование аспирационного укрытия аспирационным приводным зонтом, установленным над желобом для разливки расплава ферросплава в изложницы, и аспирационным стационарным зонтом, установленным над местом разливки ферросплава в изложницы, выполнение в крыше аспирационного укрытия люка, открывающегося только для обеспечения установки ковша с расплавом ферросплава в кантователь; и установка изложниц на тележках с возможностью периодического перемещения под желоб для разливки расплава ферросплава в изложницы при разливке сравнительно конструктивно просто (например, без использования сложной и громоздкой разливочной машины) обеспечивает разливку расплава ферросплава в изложницы на участке сравнительно небольшой площади, и, следовательно, в небольшом объеме аспирационного укрытия. Это позволяет осуществить эффективное образование слитка ферросплава необходимой толщины в каждой изложнице и обеспечить эффективную газоочистку образующихся пылегазовых смесей, начиная непосредственно от мест их образования. Выполнение изложниц корытообразными, оборудование участка извлечения слитков ферросплава из изложниц пьедесталом для изложницы со слитком ферросплава и приемным столом для слитка ферросплава, расположение опорной поверхности пьедестала выше приемного стола для обеспечения дробления слитка, выпавшего на приемный стол после кантовки изложницы на пьедестале, и установка приемного стола с возможностью приводного наклона для перемещения дробленого ферросплава в переносной короб при выгрузке сравнительно конструктивно просто (без дополнительного устройства для выбивания слитка и дополнительного устройства для механического дробления) обеспечивает выпадение слитка ферросплава из каждой изложницы и падение этого слитка с высоты, достаточной для дробления слитка в момент его соударения с массивным приемным столом. Выполнение пьедестала с возможностью регулирования высоты расположения на пьедестале изложницы со слитком ферросплава относительно приемного стола для слитка ферросплава необходимо, в ряде случаев, при выплавке ферросплавов с разными механическими свойствами. Для обеспечения эффективного дробления слитка ферросплава при повышении механических свойств ферросплава необходимо увеличивать высоту, с которой слиток ферросплава падает на приемный стол. Регулирование высоты расположения на пьедестале изложницы со слитком ферросплава относительно приемного стола для слитка ферросплава можно обеспечить, например, путем установки опорной поверхности пьедестала на домкраты или путем закрепления на опорной поверхности пьедестала подставки определенной высоты для кантуемой изложницы. Выполнение рабочей поверхности приемного стола для слитка ферросплава ребристой с параллельными выступами, которые ориентированы в направлении перемещения дробленого ферросплава в переносной короб при выгрузке, способствует локализации в слитке ферросплава упругих волн напряжения и дальнейшему повышению эффективности дробления слитков ферросплава. Все это упрощает механизированный комплекс ферросплавного производства и повышает эффективность улавливания образующихся при производстве ферросплавов пылегазовых смесей за счет их локализации.

Сущность заявляемого объекта поясняется чертежами, на которых изображены участки механизированного комплекса ферросплавного производства:

- на фиг.1 - общий вид участка разливки ферросплава в изложницы;

- на фиг.2 - общий вид участка извлечения слитков ферросплава из изложниц.

На чертежах проставлены следующие обозначения:

1 - мостовой кран;

2 - ковш;

3 - изложница;

4 - аспирационное укрытие;

5 - кантователь;

6 - желоб;

7 - тележка;

8 - мостовой кран;

9 - аспирационный приводной зонт;

10 - аспирационный стационарный зонт;

11 - люк;

12 - кран-балка;

13 - пьедестал;

14 - приемный стол;

15 - переносной короб;

16 - выступы на приемном столе.

Механизированный комплекс ферросплавного производства содержит (фиг.1) мостовой кран 1, участок разливки ферросплава в изложницы, включающий перемещаемый ковш 2 с расплавом ферросплава и перемещаемые изложницы 3. Участок разливки ферросплава в изложницы оборудован аспирационным укрытием 4, в котором установлены кантователь 5, имеющий гидроцилиндр для обеспечения регулируемого наклона ковша 2 с расплавом ферросплава, и приспособленный к кантователю 5 огнеупорный желоб 6 для разливки расплава ферросплава в изложницы. При этом изложницы 3 выполнены корытообразными и установлены на приводных тележках 7 с возможностью периодического перемещения под желоб 6 для разливки расплава ферросплава в изложницы. Механизированный комплекс ферросплавного производства обслуживается мостовым краном 8. Аспирационное укрытие 4 оборудовано, аспирационным приводным зонтом 9, установленным над желобом 6 для разливки расплава ферросплава в изложницы и аспирационным стационарным зонтом 10, установленным над местом разливки ферросплава в изложницы. В крыше аспирационного укрытия выполнен люк 11 для обеспечения установки мостовым краном 1 ковша 2 с расплавом ферросплава в кантователь 5. Для обслуживания участка разливки ферросплава в изложницы предусмотрена кран-балка 12.

Участок извлечения слитков ферросплава из изложниц оборудован (фиг.2) компактно расположенными пьедесталом 13 для изложницы со слитком ферросплава, приемным столом 14 для слитка ферросплава и переносным коробом 15 для дробленого ферросплава. В соответствии с технологической схемой изложница 3 со слитком ферросплава установливается на пьедестале 13 с возможностью кантовки изложницы в сторону приемного стола 14. При этом опорная поверхность пьедестала 13 расположена выше приемного стола 14 на высоту, обеспечивающую дробление слитка, самопроизвольно выпавшего на приемный стол 14 после кантовки изложницы 3 на пьедестале 13. Приемный стол 14 установлен с возможностью приводного наклона для перемещения дробленого ферросплава в переносной короб 15 при выгрузке. Перемещение изложниц 3 на пьедестал 13, последующая кантовка изложниц для обеспечения самопроизвольного выпадения слитка ферросплава на приемный стол 14, наклон приемного стола 14 для перемещения дробленого ферросплава в переносной короб 15 и дальнейшая транспортировка переносного короба 15 осуществляется с использованием мостового крана 8.

В отдельном случае выполнения механизированного комплекса ферросплавного производства пьедестал 13 выполнен с возможностью регулирования высоты расположения на пьедестале изложницы со слитком ферросплава относительно приемного стола для слитка ферросплава путем установки опорной поверхности пьедестала на домкраты (на чертеже не показано). Еще в одном отдельном случае выполнения механизированного комплекса ферросплавного производства рабочая поверхность приемного стола 14 для слитка ферросплава может быть выполнена ребристой, при этом выступы 16 на приемном столе выполнены параллельными и ориентированы в направлении перемещения дробленого ферросплава при выгрузке с поверхности приемного стола 14 в переносной короб 15.

Механизированный комплекс ферросплавного производства работает следующим образом. Мостовой кран 1 перемещает ковш 2, в котором находится расплав ферросплава, например ферромарганца, от электропечи на участок разливки ферросплава в изложницы 3. Через открытый люк 11 в крыше аспирационного укрытия 4 ковш 2 с расплавом ферросплава устанавливают мостовым краном 1 в кантователь 5. Затем люк 11 закрывают с использованием кран-балки 12, изолируя аспирационное укрытие 4 для обеспечения эффективной газоочистки пылегазовых смесей, образующихся при разливке ферросплава и содержащих опасные для человека соединения марганца, начиная непосредственно от мест образования этих пылегазовых смесей, с использованием дымососов (на чертежах не показаны), аспирационного приводного зонт 9, установленного над желобом 6 для разливки расплава ферросплава в изложницы 3, и аспирационного стационарного зонта 10, установленного над местом разливки ферросплава в изложницы 3. Разливку ферросплава в перемещаемые изложницы 3 осуществляют по огнеупорному желоб 6 путем постепенного регулируемого гидроцилиндром наклона ковша 2 с расплавом ферросплава. Изложницы 3 перемещают на приводных тележках 7 под желоб 6 для разливки расплава ферросплава в изложницы с толщиной слоя 100-150 мм. После окончания разливки ферросплава, изложницы 3 с остывшими слитками ферросплава мостовым краном 8 последовательно перемещают на участок извлечения слитков ферросплава из изложниц 3. Изложницу 3 со слитком ферросплава устанавливают на пьедестале 13 и с использования мостового крана 8 кантуют в сторону приемного стола 14, обеспечивая выпадения слитка из корытообразной изложницы 3. Так как, опорная поверхность пьедестала 13 расположена значительно выше приемного стола 14, то слиток ферросплава, выпавший на приемный стол после кантовки изложницы на пьедестале, разбивается на части в момент его соударения с массивным приемным столом 14. Образовавшиеся куски ферросплава выгружают в переносной короб 15 путем наклона приемного стола 14. При этом куски ферросплава скользят по параллельным выступам 16 на приемном столе и перемещаются в переносной короб 15. Перемещение изложниц 3 на пьедестал 13, последующую кантовку изложниц для обеспечения выпадения слитков ферросплава на приемный стол 14, наклон приемного стола 14 для перемещения дробленого ферросплава в переносной короб 15 и дальнейшую транспортировку переносного короба 15 осуществляют с использованием мостового крана 8.