RU2639089C2

RU2639089C2 - Manipulator for replacing submersible bucket on slab machine for continuous casting of billets

Info

Publication number: RU2639089C2
Application number: RU2016111482A
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Смирнов; Сергей Петрович Еронько; Михаил Юрьевич Ткачев; Виталий Александрович Скляр; Александр Васильевич Сазонов
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2017-12-19
Also published as: RU2016111482A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: manipulator contains mechanisms for replacing and cleaning of spent submersible bucket. The kinematic circuit of replacement mechanism provides movement of replaceable submersible bucket along the given path to the teeming device of the intermediate ladle. The replacement of buckets without interruption of metal flow is carried out by a hydraulic cylinder mounted on manipulator platform. Cleaning of spent submersible bucket is carried out by the mechanism containing a hollow beam (25), two horizontal jaws (26, 27) mounted thereon, a gear wheel (29), gear-satellite (30) resting on the jaws and interacting with the gear wheel, a horizontal shaft (34) mounted on the bearing support and actuated by the hydraulic cylinder. The submersible bucket removal mechanism provides simultaneous translational and two rotary movements.

EFFECT: increased yield of continuously casted billet due to shortened length of section which forms during the replacement of used submersible bucket at full mechanisation of the operation of quick replacement the submersible bucket.

3 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам непрерывной разливки стали, и может быть использовано для быстрой замены погружных огнеупорных стаканов, экранирующих струю стали от воздушной атмосферы на участке промежуточный ковш-кристаллизатор слябовой машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).The invention relates to metallurgy, in particular to devices for continuous casting of steel, and can be used to quickly replace submersible refractory glasses that shield the stream of steel from the air atmosphere in the intermediate bucket-mold section of a continuous slab continuous casting machine (CCM).

Известен манипулятор для быстрой замены погружного стакана на слябовой машине непрерывного литья заготовок, включающий установленную в нижней и верхней неподвижных подшипниковых опорах поворотную колонну, снабженную горизонтальной консолью, на которой посредством двух пар планок подвешены два рычага, образующие параллелограммные механизмы и удерживающие платформу с размещенным на ней силовым цилиндром. При этом на передних концах рычагов шарнирно закреплена скоба для погружного стакана и с помощью тяги соединенная с корпусом цилиндра, приводящего в действие параллелограммные механизмы (Совершенствование разливочных систем промежуточных ковшей МНЛЗ / С.П. Еронько, А.Ю. Цупрун, К.В. Дубойский и др. // Электрометаллургия. - 2009. - №7. - С. 37-43).A manipulator is known for quick replacement of an immersion nozzle on a slab continuous casting machine, including a rotatable column mounted in the lower and upper stationary bearings, equipped with a horizontal console, on which two levers are suspended by two pairs of bars, forming parallelogram mechanisms and holding the platform with it power cylinder. At the same time, the bracket for the immersion nozzle is pivotally attached to the front ends of the levers and is connected to the cylinder body by means of a rod that drives parallelogram mechanisms (Improving the casting systems of intermediate ladle caster / S.P. Eronko, A.Yu. Tsuprun, K.V. Duboysky et al. // Electrometallurgy. - 2009. - No. 7. - S. 37-43).

Недостатком данного манипулятора является то, что ось его поворотной колонны должна находиться в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось поперечного сечения кристаллизатора МНЛЗ, так как во время замены погружного стакана продольные оси симметрии горизонтальной консоли и несущей скобы для погружного стакана также должны находиться в этой плоскости. В таком случае манипулятор не может применяться на современных двухручьевых МНЛЗ, снабженных самоходными тележками для транспортировки промежуточного ковша, поскольку направление передвижения тележки совпадает с продольной осью кристаллизатора, т.е. колонна является препятствием на пути тележки с ковшом при переводе его из рабочей позиции в резервную и обратно.The disadvantage of this manipulator is that the axis of its rotary column must be in a vertical plane passing through the longitudinal axis of the cross-section of the CCM mold, since during the replacement of the immersion nozzle the longitudinal axis of symmetry of the horizontal console and the bearing bracket for the immersion nozzle must also be in this plane . In this case, the manipulator cannot be used on modern double-strand caster equipped with self-propelled trolleys for transporting the intermediate bucket, since the direction of movement of the trolley coincides with the longitudinal axis of the mold, i.e. the column is an obstacle to the cart with the bucket when moving it from the working position to the backup and back.

Кроме того, при использовании данного манипулятора операция уборки замененного стакана выполняется вручную, что повышает физические нагрузки и опасность труда разливщиков.In addition, when using this manipulator, the operation of cleaning the replaced glass is carried out manually, which increases physical stress and the danger of labor of spills.

Ближайшим по технической сути к заявляемому решению является манипулятор для замены погружного стакана на слябовой машине непрерывного литья заготовок, включающий основание, на котором смонтирована установленная в нижней и верхней неподвижных подшипниковых опорах поворотная колонна, снабженная горизонтальной пустотелой консолью, кинематически связанной с платформой, на которой размещен силовой цилиндр и закреплена на цапфах скоба для погружного стакана, имеющая возможность поворота в вертикальной плоскости с помощью привода относительно горизонтальной пустотелой консоли, одним своим концом жестко связанной с платформой, а привод поворота скобы для погружного стакана включает трансмиссионный вал, установленный в подшипниковых опорах внутри горизонтальной пустотелой консоли, причем на его конце, обращенном к поворотной колонне, закреплен рычаг, снабженный роликом, размещенным в профилированном направляющем пазу, выполненном на наружной цилиндрической поверхности корпуса верхней неподвижной подшипниковой опоры поворотной колонны, а другой конец вала жестко связан с одной из цапф скобы для погружного стакана (Еронько С.П., Ткачев М.Ю., Дубойский К.В. (UA). Манипулятор для замены погружного стакана на слябовой машине непрерывного литья заготовок // Пат. Украины №96891 МПК B22D 41/56, B22D 11/106. №201015551; заявлено 23.12.2010; опубл. 12.12.2011. Бюл. №23. - 5 с.).The closest in technical essence to the claimed solution is a manipulator for replacing a submersible nozzle on a slab continuous casting machine, including a base on which a rotary column mounted in the lower and upper stationary bearing supports is mounted, equipped with a horizontal hollow cantilever kinematically connected to the platform on which the power cylinder and the pivoting bracket is mounted on the pins, which can be rotated in a vertical plane by means of a drive of a horizontal hollow console, one end of which is rigidly connected to the platform, and the drive of rotation of the bracket for the immersion nozzle includes a transmission shaft mounted in the bearing supports inside the horizontal hollow console, and a lever provided with a roller placed at its end facing the rotary column in a profiled guide groove made on the outer cylindrical surface of the housing of the upper stationary bearing support of the rotary column, and the other end of the shaft is rigidly Yazan with a trunnion bracket for the submerged nozzle (Eronko SP, Tkachev MY, Duboysky KV (UA). Manipulator for replacing a submersible nozzle on a slab continuous casting machine // Pat. Ukraine №96891 IPC B22D 41/56, B22D 11/106. No. 201015551; announced on 12/23/2010; publ. 12.12.2011. Bull. Number 23. - 5 p.).

Указанный манипулятор позволяет выполнять быструю замену погружных стаканов при любом числе ручьев и различном типе устройств, осуществляющих транспортировку промежуточного ковша из рабочей позиции в резервную, однако он не обеспечивает механизированную уборку из полости кристаллизатора отработанного погружного стакана, что ухудшает условия и снижает безопасность труда обслуживающего персонала. Кроме того, данный манипулятор не обеспечивает возможность регулировки положения скобы для погружного стакана, относительно днища промежуточного ковша и его разливочного устройства при подготовке МНЛЗ к работе и в ходе разливки, когда возникает необходимость в уменьшении просвета между днищем ковша и кристаллизатором.The specified manipulator allows you to quickly replace the immersion nozzles with any number of streams and various types of devices that transport the intermediate bucket from the working position to the backup one, however, it does not provide a mechanized cleaning of the spent submersible nozzle from the mold cavity, which worsens the conditions and reduces the safety of staff. In addition, this manipulator does not provide the ability to adjust the position of the bracket for the immersion nozzle relative to the bottom of the intermediate ladle and its casting device when preparing the continuous casting machine for operation and during casting, when it becomes necessary to reduce the clearance between the bottom of the ladle and the mold.

Существенные признаки известного манипулятора, совпадающие с признаками предлагаемого манипулятора:The essential features of the known manipulator, coinciding with the features of the proposed manipulator:

1. Поворотная колонна, установленная на основании в неподвижных подшипниковых опорах.1. A swivel column mounted on a base in motionless bearings.

2. Горизонтальная пустотелая консоль, кинематически связанная с платформой, на которой размещен силовой цилиндр.2. The horizontal hollow console kinematically connected with the platform on which the power cylinder is placed.

3. Закрепленная на цапфах скоба для погружного стакана, имеющая возможность поворота в вертикальной плоскости относительно консоли.3. A pivot-mounted bracket for the submersible nozzle that can be rotated in a vertical plane relative to the console.

4. Механизм поворота скобы для погружного стакана относительно горизонтальной пустотелой консоли.4. The rotation mechanism of the bracket for the immersion glass relative to the horizontal hollow console.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача, за счет дополнительных механизмов, обеспечить расширение функциональных и эксплуатационных возможностей манипуляционной системы быстрой смены погружного стакана промежуточного ковша слябовой МНЛЗ.The basis of the invention is the task, due to additional mechanisms, to ensure the expansion of the functional and operational capabilities of the handling system of the quick change of the submersible cup of the intermediate ladle of the slab continuous casting machine.

Технический результат достигается тем, что в манипуляторе для замены погружного стакана на слябовой МНЛЗ, содержащем основание, поворотную колонну, установленную на основании в нижней неподвижной подшипниковой опоре и связанную с верхней неподвижной подшипниковой опорой, горизонтальную пустотелую консоль, на одном конце которой установлена платформа, на которой размещен силовой цилиндр и закрепленная на цапфах скоба для погружного стакана, выполненная с возможностью поворота относительно горизонтальной пустотелой консоли в вертикальной плоскости под действием привода, при этом привод поворота скобы для погружного стакана содержит трансмиссионный вал, установленный в подшипниковых опорах и размещенный внутри горизонтальной пустотелой консоли, рычаг, установленный на конце трансмиссионного вала, обращенном к поворотной колонне, и соединенный с рычагом, ролик, размещенный в профилированном направляющем пазу, выполненном на наружной цилиндрической поверхности корпуса верхней неподвижной подшипниковой опоры поворотной колонны, причем другой конец трансмиссионного вала жестко связан с одной из цапф скобы для погружного стакана, отличающийся тем, что он снабжен механизмом уборки отработанного погружного стакана, содержащим пустотелую балку квадратного сечения, выполненную с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, две горизонтальные щеки, установленные на пустотелой балке, вертикальную ось, верхний конец которой неподвижно закреплен на горизонтальной пустотелой консоли, а на нижнем конце насажено зубчатое колесо, размещенное между горизонтальными щеками, шестерню-сателлит, опертую на горизонтальные щеки и взаимодействующую с зубчатым колесом, зубчатую рейку, установленную внутри пустотелой балки с возможностью продольного перемещения относительного нее и связанную одним концом со штоком гидроцилиндра, прикрепленного к пустотелой балке соосно ей, горизонтальный вал, установленный на подшипниковой опоре, корпус которой соединен со вторым концом зубчатой рейки, при этом на одном хвостовике горизонтального вала закреплен корпус пружинного схвата, а на другом - поворотный рычаг, соединенный с роликом, размещенным в направляющем пазу, выполненном в вертикальной пластине, жестко связанной с пустотелой балкой. Кроме того, манипулятор также содержит стационарную раму, на которой установлено основание, причем основание установлено с возможностью перемещения относительно стационарной рамы по трем взаимно перпендикулярным осям, а также он содержит следящий привод для перемещения основания относительно стационарной рамы по вертикальной оси».The technical result is achieved by the fact that in the manipulator for replacing a submersible nozzle with a slab continuous casting machine containing a base, a rotary column mounted on the base in the lower motionless bearing support and connected with the upper motionless bearing support, a horizontal hollow console, at one end of which a platform is installed, on which has a power cylinder and a pivot-mounted bracket for the submersible nozzle, rotatable relative to the horizontal hollow console in vertical direction the plane of the plane under the action of the drive, while the drive of rotation of the bracket for the immersion nozzle contains a transmission shaft installed in the bearings and placed inside the horizontal hollow console, a lever mounted on the end of the transmission shaft facing the rotary column, and connected to the lever, a roller placed in a profiled guide groove made on the outer cylindrical surface of the housing of the upper stationary bearing support of the rotary column, the other end of the transmission the first shaft is rigidly connected to one of the pins of the bracket for the immersion nozzle, characterized in that it is equipped with a mechanism for cleaning the spent immersion nozzle, containing a hollow beam of square section, rotatable in a horizontal plane, two horizontal cheeks mounted on a hollow beam, a vertical axis , the upper end of which is fixedly mounted on the horizontal hollow console, and on the lower end there is a gear placed between the horizontal cheeks, a satellite gear supported and horizontal cheeks and a gear rack interacting with the gear wheel mounted inside the hollow beam with the possibility of longitudinal relative movement thereof and connected at one end to the cylinder rod attached to the hollow beam coaxially with it, a horizontal shaft mounted on the bearing support, the housing of which is connected to the second the end of the gear rack, while on one shank of the horizontal shaft is mounted spring gripper housing, and on the other is a pivot arm connected to a roller located in apravlyayuschem groove formed in a vertical plate rigidly connected with the hollow beam. In addition, the manipulator also contains a stationary frame on which the base is mounted, the base being mounted to move relative to the stationary frame along three mutually perpendicular axes, and it also includes a follower drive to move the base relative to the stationary frame along the vertical axis. "

На фиг. 1 показан манипулятор, вид сверху.In FIG. 1 shows a manipulator, a top view.

На фиг. 2 изображен разрез А-А на фиг. 1.In FIG. 2 shows a section AA in FIG. one.

На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 3 is a section BB in FIG. one.

На фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.In FIG. 4 is a section bb in FIG. one.

На фиг. 5 показано относительное положение элементов конструкции манипулятора в его исходном положении.In FIG. 5 shows the relative position of the structural elements of the manipulator in its initial position.

На фиг. 6 - их положение перед завершением операции быстрой замены погружного стакана.In FIG. 6 - their position before the completion of the quick replacement operation of the immersion nozzle.

На фиг. 7 - их положение после завершения операции быстрой замены погружного стакана.In FIG. 7 - their position after completion of the quick change operation of the immersion nozzle.

На фиг. 8 - положение элементов конструкции манипулятора после захвата механизмом уборки отработанного погружного стакана.In FIG. 8 - the position of the structural elements of the manipulator after capture by the cleaning mechanism of the used immersion nozzle.

На фиг. 9 - положение частей манипулятора после завершения выведения изношенного погружного стакана из полости кристаллизатора.In FIG. 9 - the position of the parts of the manipulator after completion of the removal of the worn-out submersible glass from the cavity of the mold.

На фиг. 10 - конечное положение элементов конструкции манипулятора с выведенным отработанным погружным стаканом.In FIG. 10 - the final position of the structural elements of the manipulator with the withdrawn spent submersible glass.

Предлагаемый манипулятор включает стационарно размещенную раму 1 с закрепленным на ней с возможностью относительного перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей основанием 2, на котором смонтирована поворотная колонна 3, установленная в нижней 4 и верхней 5 неподвижных подшипниковых опорах и снабженная горизонтальной пустотелой консолью 6, жестко связанной с платформой 7. На этой платформе установлен силовой цилиндр 8 и на цапфах 9 и 10 закреплена скоба 11 для погружного стакана 12. Скоба для погружного стакана 11 имеет возможность поворота в вертикальной плоскости относительно горизонтальной пустотелой консоли 6 с помощью механизма, включающего трансмиссионный вал 13, установленный внутри горизонтальной пустотелой консоли в подшипниковых опорах 14 и 15. На конце трансмиссионного вала, обращенного к поворотной колонне 3, закреплен рычаг 16, снабженный роликом 17, размещенным в профилированном направляющем пазу 18, выполненном на наружной цилиндрической поверхности корпуса верхней неподвижной подшипниковой опоры 5 поворотной колонны. Другой конец трансмиссионного вала 13 жестко связан с цапфой 10 скобы для погружного стакана 11. Нижняя часть поворотной колонны 3 снабжена зубчатым колесом 19, посредством зубчатых передач связанным с электромеханическим приводом 20, закрепленным на основании 2. Сам манипулятор расположен на рабочей площадке сбоку промежуточного ковша 21, оборудованного разливочным устройством 22, в корпусе которого в направляющих пазах установлен в вертикальном положении рабочий огнеупорный погружной стакан 23.The proposed manipulator includes a stationary frame 1 with a base 2 mounted on it with the possibility of relative movement along three mutually perpendicular axes, on which a rotary column 3 is mounted, mounted in the lower 4 and upper 5 stationary bearing bearings and equipped with a horizontal hollow console 6, rigidly connected with platform 7. A power cylinder 8 is installed on this platform and a bracket 11 for the immersion nozzle 12 is fixed on the pins 9 and 10. The bracket for the immersion nozzle 11 has the possibility of the gate in a vertical plane relative to the horizontal hollow console 6 using a mechanism including a transmission shaft 13 mounted inside the horizontal hollow console in the bearing bearings 14 and 15. At the end of the transmission shaft facing the rotary column 3, a lever 16 is provided, equipped with a roller 17 located in a profiled guide groove 18, made on the outer cylindrical surface of the housing of the upper stationary bearing support 5 of the rotary column. The other end of the transmission shaft 13 is rigidly connected with the pin 10 of the bracket for the immersion nozzle 11. The lower part of the rotary column 3 is equipped with a gear wheel 19, by means of gears connected with an electromechanical drive 20, mounted on the base 2. The manipulator itself is located on the platform side of the intermediate bucket 21 equipped with a filling device 22, in the case of which a working refractory immersion cup 23 is installed in the vertical grooves in the guide grooves.

Нижняя часть рабочего погружного стакана 23 погружена в жидкую сталь, находящуюся в кристаллизаторе 24. При этом продольная ось симметрии погружного стакана проходит через центр поперечного сечения кристаллизатора.The lower part of the working immersion nozzle 23 is immersed in molten steel located in the mold 24. In this case, the longitudinal axis of symmetry of the immersion nozzle passes through the center of the cross-section of the mold.

В состав манипулятора входит также механизм уборки отработанного погружного стакана, включающий пустотелую балку 25 квадратного сечения, посредством двух горизонтальных щек 26 и 27 связанную с возможностью поворота в горизонтальной плоскости с вертикальной осью 28, верхний конец которой неподвижно закреплен на горизонтальной пустотелой консоли 6. Между щеками 26 и 27 на вертикальной оси 28 жестко насажено зубчатое колесо 29, входящее в зацепление с шестерней-сателлитом 30, для которой щеки являются опорами. Шестерня-сателлит 30 находится также в зацеплении с зубчатой рейкой 31, установленной с возможностью относительного продольного перемещения внутри пустотелой балки 25. Один конец зубчатой рейки 31 связан со штоком силового цилиндра 32, соосно прикрепленного к торцу пустотелой балки 25. Второй конец зубчатой рейки 31 жестко соединен с корпусом подшипниковой опоры 33 горизонтального вала 34, на одном хвостовике которого закреплен корпус пружинного схвата 35, а на другом - поворотный рычаг 36, снабженный роликом 37, размещенным в направляющем пазу, выполненном в пластине 38, находящейся в вертикальной плоскости и жестко связанной с пустотелой балкой 25. При этом основание 2 имеет возможность поступательного перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей относительно стационарно размещенной рамы. Причем для перемещения в горизонтальной плоскости служат два винтовых механизма 39 и 40, приводимых в действие вручную с помощью маховичков 41 и 42, а движение основания в направлении вертикальной оси вдоль фиксирующих направляющих стоек 43 обеспечено с помощью мотор-редуктора 44, конической зубчатой пары 45 и винтовой передачи 46. Мотор-редуктор 44 имеет систему управления с обратной связью и датчиком положения промежуточного ковша 21. Пружинный схват, предназначенный для захвата и удержания удаляемого погружного стакана 23, представляет собой механическое неуправляемое неприводное захватное устройство клещевого типа и состоит из неподвижно закрепленного на торце горизонтального вала 34 корпуса 35 с шарнирно установленными в нем на осях 47 и 48 губками 49 и 50, соединенными между собой при помощи пружины растяжения 51, а также толкателя 52, стержень которого находится внутри пружины сжатия 53 и своей нижней частью посредством резьбы связан со стопором 54, удерживающим губки 49 и 50 во взведенном состоянии.The manipulator also includes a mechanism for cleaning the spent immersion nozzle, including a hollow beam 25 of square cross section, by means of two horizontal cheeks 26 and 27 connected with the possibility of rotation in a horizontal plane with a vertical axis 28, the upper end of which is fixedly mounted on a horizontal hollow console 6. Between the cheeks 26 and 27 on a vertical axis 28, a gear 29 is rigidly mounted, which engages with a satellite gear 30, for which the cheeks are supports. The gear-satellite 30 is also in engagement with the gear rack 31, mounted with the possibility of relative longitudinal movement inside the hollow beam 25. One end of the gear rack 31 is connected to the rod of the power cylinder 32 coaxially attached to the end of the hollow beam 25. The second end of the gear rack 31 is rigidly connected to the housing of the bearing support 33 of the horizontal shaft 34, on one shank of which a spring gripper housing 35 is fixed, and on the other a pivot arm 36 provided with a roller 37 located in the guide groove, ying in the plate 38 located in a vertical plane and rigidly connected with the hollow beam 25. In this case, the base 2 has the capability of translational movement along three mutually perpendicular axes relative to the fixedly located frame. Moreover, to move in the horizontal plane, two screw mechanisms 39 and 40 are operated manually by means of the handwheels 41 and 42, and the movement of the base in the direction of the vertical axis along the fixing guide racks 43 is provided by a gear motor 44, a bevel gear pair 45 and helical gear 46. The motor gearbox 44 has a feedback control system and a position sensor of the intermediate bucket 21. The spring grip, designed to capture and hold the removable immersion nozzle 23, is a a chanical uncontrolled non-drive gripping device of a tick type and consists of a horizontal shaft 34 fixed to the end of the horizontal shaft 34 of the housing 35 with jaws 49 and 50 pivotally mounted therein, connected to each other by a tension spring 51, and also a plunger 52, the rod of which located inside the compression spring 53 and its lower part by means of a thread connected with a stopper 54 holding the jaws 49 and 50 cocked.

Манипулятор работает следующим образом. Перед началом разливки во время подготовки МНЛЗ к работе осуществляют предварительную настройку системы манипулятора с целью привязки его подвижной части к продольной оси кристаллизатора 24 и днищу промежуточного ковша 21 в зависимости от толщины слябовой заготовки, которую планируется отливать, и заданным начальным просветом между ковшом и кристаллизатором. Необходимые настройки в горизонтальной плоскости выполняют последовательным перемещением основания 2 в нужном направлении с помощью винтовых механизмов 39 и 40, вращая маховички 41 и 42. Регулирование подвижной части манипулятора по высоте относительно днища промежуточного ковша 21 с датчиком положения обеспечивают путем подъема или опускания основания 2 вдоль фиксирующих направляющих стоек 43 с помощью винтовой передачи 46, приводимой в действие через коническую зубчатую пару 45 мотор-редуктором 44, управляемом при этом вручную. После этой регулировки систему управления мотор-редуктора 44 переводят в автоматический режим.The manipulator works as follows. Before casting begins, during the preparation of the continuous casting machine for work, the manipulator system is pre-configured to bind its movable part to the longitudinal axis of the mold 24 and the bottom of the intermediate ladle 21, depending on the thickness of the slab billet that is planned to be cast, and the given initial clearance between the ladle and the mold. The necessary settings in the horizontal plane are performed by sequentially moving the base 2 in the desired direction using the screw mechanisms 39 and 40, rotating the handwheels 41 and 42. The height of the moving part of the manipulator relative to the bottom of the intermediate bucket 21 with the position sensor is provided by raising or lowering the base 2 along the fixing guide racks 43 using a helical gear 46, driven through a bevel gear pair 45 by a gear motor 44, which is manually controlled. After this adjustment, the control system of the gear motor 44 is transferred to automatic mode.

Во время серийной разливки стали закрытой струей периодически возникает необходимость в замене погружного стакана 23, экранирующего разливаемый металл от окружающей атмосферы. При выполнении указанной операции манипулятор размещен на раме 1, расположенной на рабочей площадке у промежуточно ковша 21. В исходной позиции поворотная колонна 3, горизонтальная консоль 6 и скоба для погружного стакана 11 с установленным в ней сменным погружным стаканом 12 занимают относительное положение, показанное на фиг. 5. При этом сменный погружной стакан 12 расположен горизонтально и удерживается зажимами скобы для погружного стакана 11, закрепленной на цапфах 9 и 10 в вырезе платформы 7. Фиксация скобы для погружного стакана относительно платформы обеспечена трансмиссионным валом 13, рычаг 16 которого своим роликом 17, находящимся в профилированном направляющем пазу 18, удерживает все элементы механизма в заданном положении. Пустотелая балка 25 вместе со щеками 26 и 27 с помощью силового гидроцилиндра 32 повернута относительно горизонтальной консоли 6 против часовой стрелки в крайнее положение на вертикальной оси 28. При этом шток силового гидроцилиндра 32 полностью выдвинут, а губки взведенного пружинного схвата расположены в вертикальной плоскости.During serial casting of steel with a closed stream, the need periodically arises to replace the immersion nozzle 23, which shields the cast metal from the surrounding atmosphere. When performing this operation, the manipulator is placed on the frame 1 located on the platform near the intermediate bucket 21. In the initial position, the rotary column 3, the horizontal console 6 and the bracket for the immersion nozzle 11 with the replaceable immersion nozzle 12 installed in it occupy the relative position shown in FIG. . 5. In this case, the interchangeable immersion cup 12 is horizontally held by the clamps of the bracket for the immersion cup 11 mounted on the pins 9 and 10 in the cutout of the platform 7. The bracket for the immersion cup relative to the platform is secured by a transmission shaft 13, the lever 16 of which is located by its roller 17 in the profiled guide groove 18, holds all the elements of the mechanism in a predetermined position. The hollow beam 25 together with the cheeks 26 and 27 using the power hydraulic cylinder 32 is rotated relative to the horizontal console 6 counterclockwise to the extreme position on the vertical axis 28. In this case, the stem of the hydraulic power cylinder 32 is fully extended, and the lips of the cocked spring gripper are located in a vertical plane.

Для замены погружного стакана 23 необходимо включить электромеханический привод 20, который через зубчатые передачи и зубчатое колесо 19 осуществляет поворот колонны 3 в нижней 4 и верхней 5 неподвижных подшипниковых опорах. Вместе с колонной будет поворачиваться горизонтальная пустотелая консоль 6 и установленный внутри нее подшипниковых опорах 14 и 15 трансмиссионный вал 13 с прикрепленным рычагом 16. Ролик 17, перекатываясь по горизонтальному участку профилированного направляющего паза, выполненного на наружной цилиндрической поверхности верхней неподвижной опоры 5, будет обеспечивать неизменность положения рычага 16, трансмиссионного вала 13 и связанной с ним цапфой 10 скобой для погружного стакана 11, удерживающей параллельно рабочей площадке сменный погружной стакан 12. В момент перехода на криволинейный участок направляющего паза ролик 17, воздействующий на конец рычага 16, заставляет поворачиваться трансмиссионный вал 13 в подшипниковых опорах 14 и 15 относительно горизонтальной пустотелой консоли 6.To replace the immersion nozzle 23, it is necessary to turn on the electromechanical drive 20, which through the gears and the gear wheel 19 rotates the column 3 in the lower 4 and upper 5 stationary bearing bearings. Together with the column, the horizontal hollow cantilever 6 and the bearing bearings 14 and 15 installed inside it will rotate the transmission shaft 13 with the lever 16 attached. The roller 17, rolling along the horizontal section of the profiled guide groove made on the outer cylindrical surface of the upper fixed support 5, will ensure invariability the position of the lever 16, the transmission shaft 13 and the associated trunnion 10 bracket for the immersion Cup 11, holding a removable immersion parallel to the platform cup 12. At the moment of transition to the curved section of the guide groove, the roller 17, acting on the end of the lever 16, causes the transmission shaft 13 to rotate in the bearings 14 and 15 relative to the horizontal hollow console 6.

Вращение вала 13 через цапфу 10 передается скобе для погружного стакана 11, которая будет осуществлять поворот относительно платформы 7 сменного погружного стакана 12 до полного его перевода в вертикальное положение. Этот перевод завершится при подводе погружного стакана к торцу разливочного устройства 22 и расположении соосно с его направляющими пазами. После этого силовым цилиндром 8, расположенным на платформе 7, сменный погружной стакан 12 перемещают по направляющим разливочного устройства 22 до тех пор, пока он не займет место вышедшего из строя погружного стакана 23, экранирующего струю стали, истекающей из промежуточного ковша 21 в кристаллизатор 24. Скорость перемещения погружных стаканов такова, что процесс их смены длится 0.2-0.3 с, т.е. практически без прерывания струи жидкой стали. После этого силовой гидроцилиндр 32 включают на втягивание штока, который перемещает зубчатую рейку 31 вместе с корпусом подшипниковой опоры 33 внутри пустотелой балки 25. Поступательно движущаяся рейка приводит во вращение шестерню-сателлит 30, которая обкатываясь по зубчатому колесу 29, заставляет поворачиваться по часовой стрелке щеки 26 и 27 вместе с пустотелой балкой 25 относительно вертикальной оси 28, закрепленной на горизонтальной пустотелой консоли 6. Одновременно с этим при движении совместно с рейкой корпуса подшипниковой опоры 33 ролик 37, перемещаясь по направляющему пазу в пластине 38, воздействует на рычаг 36 и поворачивает его вместе с горизонтальным валом 34 и корпусом пружинного схвата 35. Губки 49 и 50 пружинного схвата займут горизонтальное положение, а толкатель 52 в момент контакта с замененным погружным стаканом 23, воздействуя на пружину сжатия 53, сместит стопор 54, освободив губки 49 и 50, которые повернутся относительно осей 47 и 48 и зажмут рабочий погружной стакан 23. Затем силовой гидроцилиндр 32 включают на выталкивание штока. При этом зубчатая рейка 31 и корпус подшипниковой опоры 33 движутся поступательно в обратном направлении внутри пустотелой балки 25, которая одновременно с этим осуществляет поворот в горизонтальной плоскости против часовой стрелки относительно вертикальной оси 28, а горизонтальный вал 34 под действием рычага 36 поворачивается и переводит губки 49 и 50 пружинного схвата из горизонтальной плоскости в вертикальную. Благодаря совокупности одновременно происходящих движений пустотелой балки 25, корпуса подшипниковой опоры 33 с горизонтальным валом 34 и корпусом пружинного схвата 35, замененный погружной стакан 23 совершит перемещение в пространстве по сложной траектории и будет выведен из полости кристаллизатора 24, заняв горизонтальное положение, показанное на фиг. 9. После этого включают электромеханический привод 20 для поворота колонны 3 в обратном направлении вместе с горизонтальной пустотелой консолью и пустотелой балкой 25 в конечное положение, показанное на фиг. 10, в результате чего отработанный погружной стакана будет убран из рабочей зоны. Для его извлечения из пружинного схвата используют дополнительное разжимное устройство, воздействующее через губки 49 и 50 на пружину растяжения 51. При этом толкатель 52 перемещается под действием пружины сжатия 53 в корпусе пружинного схвата 35 до тех пор, пока связанный с ним стопор 54 не обеспечит фиксацию губок пружинного схвата в раскрытом положении.The rotation of the shaft 13 through the pin 10 is transmitted to the bracket for the immersion nozzle 11, which will rotate relative to the platform 7 of the removable immersion nozzle 12 until it is fully translated into a vertical position. This translation will be completed when the immersion nozzle is supplied to the end of the filling device 22 and is aligned with its guide grooves. After that, the power cylinder 8 located on the platform 7, the interchangeable immersion nozzle 12 is moved along the guides of the filling device 22 until it takes the place of the failed immersion nozzle 23, shielding a stream of steel flowing from the intermediate ladle 21 into the mold 24. The speed of movement of the immersion nozzles is such that the process of their change lasts 0.2-0.3 s, i.e. virtually no interruption of the liquid steel stream. After that, the power hydraulic cylinder 32 is turned on to retract the rod, which moves the gear rack 31 together with the housing of the bearing support 33 inside the hollow beam 25. A progressively moving rack drives the pinion gear 30, which rolls around the gear 29, makes the cheeks turn clockwise 26 and 27 together with the hollow beam 25 relative to the vertical axis 28, mounted on the horizontal hollow console 6. At the same time, when moving together with the rail of the bearing housing 33 of the bearing to 37, moving along the guide groove in the plate 38, acts on the lever 36 and rotates it together with the horizontal shaft 34 and the spring gripper housing 35. The jaws 49 and 50 of the spring gripper will occupy a horizontal position, and the pusher 52 at the moment of contact with the replaced immersion nozzle 23 acting on the compression spring 53, will shift the stopper 54, releasing the jaws 49 and 50, which will rotate relative to the axes 47 and 48 and clamp the working immersion bowl 23. Then, the power hydraulic cylinder 32 is turned on to push the rod. In this case, the gear rack 31 and the bearing housing 33 move forward in the opposite direction inside the hollow beam 25, which simultaneously rotates in the horizontal plane counterclockwise relative to the vertical axis 28, and the horizontal shaft 34 under the action of the lever 36 rotates and translates the jaws 49 and 50 spring grips from horizontal to vertical. Due to the combination of simultaneous movements of the hollow beam 25, the bearing housing 33 with a horizontal shaft 34 and the spring gripper housing 35, the replaced immersion cup 23 will move in space along a complex path and will be withdrawn from the cavity of the mold 24, taking the horizontal position shown in FIG. 9. Thereafter, an electromechanical actuator 20 is turned on to rotate the column 3 in the opposite direction together with the horizontal hollow cantilever and the hollow beam 25 to the end position shown in FIG. 10, as a result of which the spent immersion nozzle will be removed from the working area. To remove it from the spring tong, an additional expanding device is used, acting through the jaws 49 and 50 on the tension spring 51. In this case, the pusher 52 is moved under the action of the compression spring 53 in the spring tong housing 35 until the stop 54 connected to it ensures fixing spring gripper jaws in the open position.

Если в процессе серийной разливки в период перед очередной заменой погружного стакана будет изменено расстояние между кристаллизатором 24 и днищем промежуточного ковша 21, благодаря наличию датчика его положения и системе управления с обратной связью мотор-редуктора 44, находящейся в автоматическом режиме, последний отработает команду на включение в нужном направлении и через коническую зубчатую пару 45 и винтовую передачу 46 обеспечит синхронное вертикальное перемещение относительно стационарной рамы 1 основания 2 вместе с поворотной колонной 3, горизонтальной пустотелой консолью 6 и пустотелой балкой 25, соответствующее изменению просвета между кристаллизатором 24 и днищем промежуточного ковша 21.If during the series casting, before the next replacement of the submersible nozzle, the distance between the mold 24 and the bottom of the intermediate ladle 21 is changed, due to the presence of its position sensor and feedback control system of the gear motor 44, which is in automatic mode, the latter will execute a command to turn on in the right direction and through the bevel gear pair 45 and helical gear 46 will provide synchronous vertical movement relative to the stationary frame 1 of the base 2 together with the rotary gear onnoy 3, horizontal hollow bracket 6 and a hollow beam 25, corresponding to a change of the gap between the mold 24 and the bottom of the tundish 21.

Таким образом, благодаря отличительным признакам заявляемый манипулятор обеспечивает полную механизацию работ, связанных с быстрой заменой погружного стакана в процессе серийной разливки стали на слябовой МНЛЗ. Его промышленное применение не только улучшит условия труда разливщиков и сократит в 2 раза длительность операции замены стакана, но и позволит повысить выход годной непрерывнолитой слябовой заготовки на 0,15% за счет сокращения длины ее участка, формировавшегося в неблагоприятных гидродинамических условиях, возникающих в полости кристаллизатора во время смены отработанного погружного стакана новым.Thus, thanks to the distinguishing features of the inventive manipulator provides complete mechanization of the work associated with the rapid replacement of the immersion nozzle in the process of serial casting of steel on a slab caster. Its industrial application will not only improve the working conditions of the pourers and will reduce by 2 times the duration of the glass replacement operation, but will also increase the yield of continuously cast slab billets by 0.15% by reducing the length of its section formed in adverse hydrodynamic conditions arising in the mold cavity when changing a used submersible nozzle to a new one.

Claims

1. Manipulator for replacing a submersible cup of an intermediate bucket of a continuous slab continuous casting machine, comprising a base, a rotary column mounted on a base in a lower stationary bearing and connected to an upper stationary bearing, a horizontal hollow console, at one end of which there is a platform on which a power cylinder is placed and a bracket for a pouring cup is mounted on pins, rotatable with respect to the horizontal hollow console in the vertical plane, while the bracket rotation drive comprises a transmission shaft mounted in the bearings located inside the horizontal hollow console, a lever mounted on the end of the transmission shaft facing the rotary column and connected to the lever, a roller placed in a profiled guide groove made on the outer cylindrical surface of the housing of the upper stationary bearing support of the rotary column, the other end of the transmission shaft being rigidly connected to one of the trunnions would be for a pouring glass, characterized in that it is equipped with a mechanism for cleaning the spent submersible glass, containing a hollow beam of square section, rotatable in a horizontal plane, two horizontal cheeks mounted on a hollow beam, a vertical axis, the upper end of which is fixedly mounted on a horizontal hollow console, and at the lower end there is a gear placed between the horizontal cheeks, a satellite gear supported on horizontal cheeks and interacting connecting with a gear wheel, a gear rack mounted inside the hollow beam with the possibility of longitudinal relative movement thereof and connected at one end with a hydraulic cylinder rod attached to the hollow beam coaxially with it, a horizontal shaft mounted on the bearing support, the housing of which is connected to the second end of the gear rack, at the same time, a spring-loaded housing is fixed on one shank of the horizontal shaft, and on the other - a pivot arm connected to a roller placed in a guide groove made in vert ical plate rigidly connected to the hollow beam.

2. The manipulator according to claim 1, characterized in that it comprises a stationary frame on which the base is mounted, the base being installed with the possibility of movement relative to the stationary frame along three mutually perpendicular axes.

3. The manipulator according to claim 2, characterized in that it comprises a follow-up drive for moving the base relative to the stationary frame along the vertical axis.