RU2047420C1

RU2047420C1 - Metallurgical ladle guniting apparatus

Info

Publication number: RU2047420C1
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Песчанский; Евгений Давыдович Ларионов; Николай Алексеевич Бородин; Валентин Владимирович Сапожко; Анатолий Иванович Хомишин; Юрий Николаевич Борисов; Александр Данилович Зражевский; Лев Михайлович Учитель; Марк Исерович Пикус
Original assignee: Днепровский металлургический комбинат им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1991-07-15
Filing date: 1991-07-15
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: apparatus has mixture preparing unit, gunite powder dosing and feeding unit, portal, buggy and manipulator mounted for displacement in horizontal and vertical planes and for rotation about its axis of rotation. Gunite mixture soakage unit and sprayer with nozzles are mounted on working tool, which is positioned on manipulator. Working tool has upper and lower chambers positioned in succession. Upper chamber is adapted for soaking gunite mixture and is provided with radially extending channels for supplying liquid component to dry gunite powder feed path zone. Upper chamber is positioned on rotary part of manipulator pipeline. Lower chamber is defined by sprayer with side and bottom nozzles and with side and bottom conical valves, which are rigidly coupled one with the other. Valves are positioned for alternative opening and closing of side and bottom nozzles. When in extreme upper position, apex of conical valve is above side nozzles, with space between them being equal to side nozzle diameter. Side nozzles are positioned at an angle of 12-18 deg one with respect to the other. Ratio of gunite mixture pipeline cross section area and areas of open nozzles is 1.3- 2.5. EFFECT: increased efficiency by providing continuous and uniform layer of gunite mixture on ladle surface, reduced unproductive losses and enhanced reliability in operation. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к механизированному торкретированию внутренней поверхности футеровки сталеразливочных промежуточных ковшей машин непрерывного литья заготовок, и может быть использовано в других отраслях промышленности. The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to mechanized gunning of the inner surface of the lining of steel casting intermediate ladles of continuous casting machines, and can be used in other industries.

Известно устройство для нанесения огнеупорных покрытий на внутреннюю поверхность металлургических ковшей (Рекламный материал итальянской фирмы "Daussan Italia"), содержащее узел приготовления и дозирования затворителя, узел приготовления и дозирования наполнителя, узел смешивания наполнителя и затворителя, насос и материалопровод с форсунками. A device for applying refractory coatings to the inner surface of metallurgical ladles (Promotional material of the Italian company "Daussan Italia"), comprising a unit for preparing and dispensing a coffer, a unit for preparing and dispensing a filler, a unit for mixing a filler and a coffer, a pump and a material pipe with nozzles.

Основным недостатком данного устройства является то, что при полностью механизированном процессе подготовки и изготовления жидкой торкретсмеси процесс непосредственного нанесения осуществляется вручную. При этом в устройстве режим нанесения покрытия выбирается оператором, который вручную, с помощью сопла, напыляет на футеровку торкретсмесь, а работа выполняется в условиях повышенной запыленности, повышенных температур. The main disadvantage of this device is that with a fully mechanized process for the preparation and manufacture of liquid gunite mixture, the process of direct application is carried out manually. At the same time, in the device, the coating mode is selected by the operator, who manually, using a nozzle, sprays the shotcrete mixture on the lining, and the work is performed under conditions of increased dust content and elevated temperatures.

Помимо этого в устройстве готовая жидкотекучая торкретсмесь (в виде шликера) подается от насоса до форсунки по трубопроводам, что требует после окончания процесса торкретирования их промывки. In addition, in the device, a ready-made fluid flowing gun mix (in the form of a slip) is supplied from the pump to the nozzle through pipelines, which requires rinsing after spraying.

Все это вызывает значительные непроизводительные потери. Надежность работы устройства в значительной степени зависит от квалификации оператора и качественного ухода за устройством. All this causes significant unproductive losses. The reliability of the device to a large extent depends on the skill of the operator and quality care of the device.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для торкретирования металлургических ковшей (Проспект японской фирмы "Toyo Menka Kaisha Ltd"), содержащее узел приготовления затворителя, узел дозирования и подачи торкретпорошка, портал, тележку, установленный с возможностью горизонтального, вертикального перемещения и вращения вокруг собственной оси манипулятор, несущий рабочий орган с узлом смачивания торкретсмеси и форсункой с соплами. Closest to the proposed is a device for shotcrete metallurgical ladles (Prospect of the Japanese company "Toyo Menka Kaisha Ltd"), containing a site for preparing a coffer, a metering and feeding unit for shotcrete powder, a portal, a trolley mounted with the possibility of horizontal, vertical movement and rotation around its own axis carrying a working body with a wetting unit of the shotcrete mixture and a nozzle with nozzles.

Основными недостатками данного устройства являются невозможность обеспечения непрерывности нанесения торкретслоя по всему периметру ковша по причине ограниченного поворота манипулятора вокруг собственной оси, что приводит к значительным непроизводительным потерям в связи с необходимостью выполнения полного поворота манипулятора в обратную сторону в период работы устройства при переходе форсунки с боковой поверхности на торцовую стенку ковша. The main disadvantages of this device are the inability to ensure the continuous application of the gunite layer around the entire perimeter of the bucket due to the limited rotation of the manipulator around its own axis, which leads to significant unproductive losses due to the need to perform a complete rotation of the manipulator in the opposite direction during the operation of the device when the nozzle moves from the side surface on the end wall of the bucket.

Низкая надежность связана с повышенным износом форсунки, обусловленным необходимостью поворота сопла для обеспечения возможности нанесения торкретслоя на две поверхности (боковую и донную) ковша, находящиеся в разных плоскостях. При нанесении покрытия на боковую стенку ковша струя торкретсмеси в форсунке совершает переход с вертикального движения на близкое к горизонтальному. По причине большой кинетической энергии струи и повышенных абразивных свойств торкретпорошка в месте поворота за счет трения струи наблюдается быстрый износ стенки сопла. Low reliability is associated with increased wear of the nozzle due to the need to rotate the nozzle to enable spraying of the shotcrete layer on two surfaces (side and bottom) of the bucket located in different planes. When coating the side wall of the bucket, the spray gun mixture in the nozzle makes a transition from vertical to close to horizontal movement. Due to the high kinetic energy of the jet and the increased abrasive properties of the shotcrete at the turning point due to friction of the jet, rapid wear of the nozzle wall is observed.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для торкретирования металлургических ковшей, в котором путем изменения конструкции рабочего органа обеспечивается непрерывность нанесения торкретпокрытия на стенки ковша при одновременном улучшении равномерности слоя, снижение непроизводительных потерь, повышение надежности работы устройства. The basis of the invention is the task of improving the device for shotcrete metallurgical ladles, in which by changing the design of the working body ensures the continuous application of shotcrete coating on the walls of the bucket while improving the uniformity of the layer, reducing unproductive losses, increasing the reliability of the device.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для торкретирования металлургических ковшей, содержащем узел приготовления затворителя, узел дозирования и подачи торкретпорошка, портал, тележку, установленный с возможностью горизонтального, вертикального перемещения и вращения вокруг собственной оси манипулятор, несущий рабочий орган с узлом смачивания торкретсмеси и форсункой с соплами, рабочий орган представляет собой последовательно соединенные вдоль оси манипулятора верхнюю камеру узел смачивания торкретпорошка с радиально расположенными каналами для подачи жидкого компонента в зону движения сухого торкретпорошка, установленную на поворотной части трубопровода манипулятора, и нижнюю камеру форсунку, имеющую боковые и донное сопла и жестко связанные между собой боковую и донную конусные заслонки, установленные с возможностью поочередного открывания и закрывания боковых и донного сопел, при этом вершина конусной заслонки в ее крайнем верхнем положении расположена выше боковых сопел на расстояние, равное диаметру бокового сопла, причем боковые сопла расположены к горизонтали под углом 12-18^о, а отношение площадей поперечных сечений трубопровода торкретсмеси и одновременно открытых сопел составляет 1,3-2,5.The problem is solved in that in the device for shotcrete metallurgical ladles containing the site of preparation of the grouting agent, the metering and feeding unit of the shotcrete powder, the portal, the trolley mounted with the possibility of horizontal, vertical movement and rotation around its own axis, a manipulator carrying a working body with a wetting unit of the shotcrete mixture nozzle with nozzles, the working body is the upper chamber in series connected along the axis of the manipulator, the wetting unit of the shotcrete powder with radial arranged channels for supplying the liquid component to the dry gun powder motion zone, mounted on the rotary part of the manipulator pipeline, and a lower nozzle chamber having side and bottom nozzles and rigidly interconnected side and bottom cone shutters installed with the possibility of alternately opening and closing the side and bottom nozzles, while the top of the cone damper in its extreme upper position is located above the side nozzles by a distance equal to the diameter of the side nozzle, and the side nozzles are olozheny to the horizontal at an angle of ^about 12-18 and the ratio of cross-sectional areas of the pipeline torkretsmesi and simultaneously open the nozzle is 1.3-2.5.

Снижение этого отношения менее 1,3 приводит к резкому ослаблению кинетической энергии факела торкретсмеси, и увеличение более 2,5 приводит к забивке сопл. A decrease in this ratio of less than 1.3 leads to a sharp weakening of the kinetic energy of the torcrete mixture torch, and an increase of more than 2.5 leads to clogging of nozzles.

Расположение вершины донной конусной задвижки в значительной степени определяет качество работы форсунки, ее крайнее верхнее положение выше боковых сопел на величину, равную диаметру бокового сопла, является оптимальным. Превышение этой величины приводит к значительному сужению трубопровода форсунки и повышению сопротивления истечению торкретсмеси, а понижение к неравномерности, нестабильности факелов боковых сопел форсунки и к значительному росту сопротивления истечению смеси в момент перехода на работу с донным соплом вследствие уменьшения (вплоть до закупоривания) отверстия (см. фиг.1), образуемого после выдвижения (опускания) конусной заслонки. The location of the top of the bottom cone gate valve largely determines the quality of the nozzle, its extreme upper position above the side nozzles by an amount equal to the diameter of the side nozzle is optimal. Exceeding this value leads to a significant narrowing of the nozzle pipeline and an increase in resistance to the expulsion of the gun mixture, and a decrease in unevenness, instability of the flares of the side nozzle of the nozzle and a significant increase in resistance to the expiration of the mixture at the time of going to work with the bottom nozzle due to the reduction (up to clogging) of the hole (see Fig. 1), formed after the extension (lowering) of the cone damper.

Наличие в форсунке донного вертикального сопла с конусной заслонкой обеспечивает ликвидацию необходимости поворота форсунки при нанесении покрытия на донную часть ковша, чем резко повышает надежность работы устройства. The presence of a bottom vertical nozzle with a cone damper in the nozzle eliminates the need to turn the nozzle when coating the bottom of the bucket, which dramatically increases the reliability of the device.

Наличие в форсунке двух боковых сопл обеспечивает одновременное нанесение торкретслоя на две продольные стенки промежуточного ковша, чем достигается резкое снижение срока выполнения операции и сокращение непроизводительных потерь. The presence of two side nozzles in the nozzle provides simultaneous application of the shotcrete layer on two longitudinal walls of the intermediate bucket, thereby achieving a sharp reduction in the operation time and reducing unproductive losses.

Для снижения потерь торкретсмеси при выполнении покрытия торцовых стен промежуточного ковша боковые сопла форсунки расположены к горизонтали под углом 12-18^о, что обеспечивает параллельно с нанесением торкретслоя на торцовую стенку нанесение торкретслоя и на донную поверхность ковша.To reduce the loss when performing torkretsmesi coating face walls of tundish nozzles lateral nozzles disposed to the horizontal at an angle of ^about 12-18, which provides a parallel application torkretsloya for applying torkretsloya end wall and on the bottom surface of the bucket.

Увеличение угла более чем на 18^о вызывает увеличение отскока торкретмассы от боковых стен, а уменьшение менее 12^о приводит к повышенному отскоку материала от донной поверхности ковша.Increasing the angle of more than ^about 18 gunite rebound causes an increase of the side walls, and a decrease ^of less than 12 leads to the increased rebound of material from the bottom surface of the ladle.

Наличие указанных отличий от прототипа, обеспечивающих непрерывность нанесения покрытия, повышение надежности работы устройства и снижение непроизводительных потерь, подтверждает существенность новизны предлагаемого технического решения. The presence of these differences from the prototype, ensuring the continuity of the coating, increasing the reliability of the device and reducing unproductive losses, confirms the materiality of the novelty of the proposed technical solution.

На фиг.1 показан общий вид устройства в плане (промковш не показан); на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.3 манипулятор; на фиг.4 форсунка. Figure 1 shows a General view of the device in plan (bucket not shown); figure 2 is the same side view; figure 3 manipulator; figure 4 nozzle.

Устройство содержит размещенные на отдельных площадках узел приготовления затворителя, состоящий из бака 1 для приготовления затворителя и насосного агрегата 2, соединенного с баком 1 трубопроводами 3, узел дозирования и подачи торкретпорошка, включающий бункер 4 для приема торкретпорошка с подвешенным к его выходной горловине ленточным питателем (не показан), соединенным через уплотнение с торкретмашиной. The device contains a site for the preparation of the cinder, placed on separate sites, consisting of a tank 1 for preparing the caster and a pump unit 2, connected to the tank 1 by pipelines 3, a dosing and supply unit for shotcrete powder, including a hopper 4 for receiving shotcrete powder with a tape feeder suspended from its mouth ( not shown) connected through a seal to the shotcrete machine.

На самоходном портале 5 размещена тележка 6, на которой установлена с возможностью горизонтального, вертикального и вращательного движения манипулятор 7 с трубопроводом 8. Горизонтальное движение манипулятора 7 обеспечивается продольным перемещением портала 5 и поперечным движением тележки 6. Вертикальное движение манипулятора 7 выполняется с помощью привода 9 вертикального перемещения, установленного на тележке 6. On the self-propelled portal 5 there is a trolley 6, on which the manipulator 7 with a pipe 8 is mounted with the possibility of horizontal, vertical and rotational movement. The horizontal movement of the manipulator 7 is provided by the longitudinal movement of the portal 5 and the transverse movement of the trolley 6. The vertical movement of the manipulator 7 is performed using the vertical drive 9 moving mounted on the cart 6.

В верхней части манипулятора 7 установлен привод 10. In the upper part of the manipulator 7 mounted drive 10.

В нижней части трубопровода 8 расположен рабочий орган, представляющий собой последовательно соединенные вдоль оси манипулятора верхнюю камеру узел 11 смачивания торкретпорошка, установленную на поворотной части трубопровода 8 манипулятора, выполненную с радиально расположенными каналами для подачи жидкого компонента в зону движения сухого торкретпорошка, и нижнюю камеру-форсунку 12, имеющую боковые и донное сопла и жестко связанные между собой боковую 13 и донную конусную 14 заслонки, установленные с возможностью поочередного открывания и закрывания боковых и донного сопел, при этом вершина конусной заслонки 14 в ее крайнем верхнем положении расположена выше боковых сопел на расстояние, равное диаметру бокового сопла. Для открывания и закрывания боковых и донного сопл предусмотрен рычажный механизм 15. In the lower part of the pipeline 8 there is a working body, which is a gun chamber wetting powder wetting unit 11 connected in series along the axis of the manipulator, mounted on a rotary part of the manipulator pipeline 8, made with radially arranged channels for supplying the liquid component to the zone of movement of the dry gun powder, and the lower chamber nozzle 12 having side and bottom nozzles and laterally 13 and bottom conical 14 shutters rigidly interconnected, installed with the possibility of alternating opening I and closing the side and bottom nozzles, while the top of the cone damper 14 in its extreme upper position is located above the side nozzles by a distance equal to the diameter of the side nozzle. A lever mechanism 15 is provided for opening and closing the side and bottom nozzles.

Боковые сопла расположены к горизонтам под углом 12-18^о, отношение площадей поперечных сечений трубопровода торкретпорошка и одновременно открытых сопл находится в пределах 1,3-2,5.Side nozzles are arranged at an angle to the horizon ^about 12-18, the ratio of cross-sectional areas of the pipeline torkretporoshka and simultaneously open the nozzles is within the range 1.3-2.5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В бункер 4 узла дозирования и подачи торкретматериала загружают торкретпорошок и с помощью питателя ленточного подают его в торкретмашину. В баке 1 узла приготовления затворителя замешивают раствор сернокислого магния. The shotcrete powder is loaded into the hopper 4 of the dispensing and feeding unit of the shotcrete material and is fed into the shotcrete machine using a belt feeder. In the tank 1 of the preparation unit of the launcher, a solution of magnesium sulfate is kneaded.

Используя поочередно приводы портала 5, тележки 6 и манипулятора 7, форсунку 12 приводят в исходное положение начала процесса торкретирования к торцу ковша (ближнему), при этом форсунку 12 с боковыми и донными соплами поворачивают с помощью привода 10 так, чтобы боковые сопла были направлены на продольные стенки, донное сопло должно быть закрыто донной конусной заслонкой 14 посредством рычажного механизма 15. Using alternately the drives of the portal 5, the trolley 6 and the manipulator 7, the nozzle 12 is brought to the initial position of the start of the gunning process to the bucket end (near), while the nozzle 12 with side and bottom nozzles is turned with the help of the actuator 10 so that the side nozzles are directed towards longitudinal walls, the bottom nozzle must be closed by the bottom cone damper 14 by means of the lever mechanism 15.

Насосным агрегатом 2 подают раствор сернокислого магния в камеру 11 узла смачивания, по трубопроводу 8 из узла 4 дозирования и подачи торкретпорошка подают в камеру 11 торкретпорошок. В камере 11 происходит смачивание торкретпорошка, и готовая торкретсмесь поступает в форсунку 12 и через боковые сопла наносится на стенки ковша. Включают привод портала 5 и, передвигая вдоль ковша, наносят футеровку на его стенки. После каждого прохода опускают форсунку 12 посредством привода 9 вертикального перемещения манипулятора 7 на 70 мм и совершают следующий проход. Когда расстояние от днища ковша до форсунки достигнет 200 мм, переключают заслонку так, чтобы боковые сопла закрылись, а донная конусная заслонка была открыта. The pump unit 2 serves a solution of magnesium sulfate in the chamber 11 of the wetting unit, through a pipe 8 from the unit 4 for dispensing and supplying gunned powder is fed into the chamber 11 gunite powder. In the chamber 11, the shotcrete is wetted, and the finished shotcrete mixture enters the nozzle 12 and is applied to the walls of the bucket through the side nozzles. The portal 5 drive is turned on and, moving along the bucket, put a lining on its walls. After each pass, the nozzle 12 is lowered by means of a drive 9 of vertical movement of the manipulator 7 by 70 mm and the next pass is made. When the distance from the bottom of the bucket to the nozzle reaches 200 mm, switch the flap so that the side nozzles are closed and the bottom cone flap is open.

Передвигая портал 5 вдоль ковша, наносят футеровку на днище ковша. Когда расстояние от форсунки 12 до стенки будет 150 мм, передвигают тележку 6 на 100 мм и, передвигая портал 5, наносят следующий слой торкретсмеси. Moving the portal 5 along the bucket, put a lining on the bottom of the bucket. When the distance from the nozzle 12 to the wall is 150 mm, the trolley 6 is moved 100 mm and, moving the portal 5, the next layer of gun mix is applied.

Нанесение торкретпокрытия на стенки ковша одновременно двумя боковыми соплами значительно снижает непроизводительные потери, а ликвидация поворота форсунки за счет наличия донного сопла с конусной заслонкой позволяет значительно повысить надежность работы устройства при одновременном улучшении равномерности слоя покрытия. The application of shotcrete on the walls of the bucket simultaneously with two side nozzles significantly reduces unproductive losses, and eliminating the rotation of the nozzle due to the presence of a bottom nozzle with a cone damper can significantly increase the reliability of the device while improving the uniformity of the coating layer.

Claims

1. DEVICE FOR TORCRETING OF METALLURGICAL BUCKETS, comprising a preparation unit for the grinder, a metering unit and a shotcrete powder supply, a portal, a trolley mounted with the possibility of horizontal, vertical movement and rotation around its own axis, a manipulator carrying a working body with a wetting unit of the shotcrete mixture and a nozzle with nozzles, different the fact that the working body is a top chamber in series connected along the axis of the manipulator with a shotcrete wetting unit with radially arranged channels for supplying a liquid component to the zone of movement of the dry shotcrete powder mounted on the rotary part of the manipulator pipeline and the lower chamber nozzle having side and bottom nozzles and rigidly interconnected side and bottom cone shutters installed with the possibility of alternately opening and closing the side and bottom nozzles while the top of the cone damper in its extreme upper position is located above the side nozzles by the diameter of the side nozzle.

2. The device according to p. 1, characterized in that the side nozzles are located horizontally at an angle of 12 18 ^o .

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the ratio of the cross-sectional areas of the gunite mixture pipeline and simultaneously open nozzles is 1.3 2.5.