PL178337B1 - Połączenie żerdzi zatyczkowej do kadzi metalurgicznej ze wspornikiem - Google Patents

Abstract

1. Polaczenie zerdzi zatyczkow ej do kadzi m etalurgicz- nej ze w spornikiem , z którego jednym koncem polaczone jest urzadzenie do podnoszenia zerdzi zatyczkowej i którego drugi koniec jest wsuniety od czola zerdzi zatyczkowej w w e- w netrzny w zdluzny otwór zerdzi zatyczkowej, posiadajacej urzadzenie do rozlacznego m ocow ania w spornika w zerdzi zatyczkow ej, znamienne tym, ze zerdz zatyczkow a (2) za- w iera poszerzajaca z boku w zdluzny otw ór (8) kom ore m on- tazow a (17), której górna pow ierzchnia ograniczajaca (16) biegnie poprzecznie do wzdluznej osi zerdzi zatyczkow ej (2) i której boczne scianki sa w swej czesci dolnej zbiezne, tw orzac pow ierzchnie stozkow a lub tw orzac pow ierzchnie zakrzyw iona stykajaca sie u dolu ze w zdluznym otworem (8), zas wspornik (10) posiada przynajmniej jeden otwór poprzecz- ny (5 0 , 50'), w którym poprzecznic do w zdluznej osi w sporni- ka (10) jest zam ocow any przesuw nie elem ent blokujacy (60, 60 ') który w pozycji odblokowanej znajduje sie calkow icie w obrebie przekroju w spornika (10), zas w pozycji zabloko- wanej w ystaje poza ten przekrój i jest oparty na górnej po- wierzchni ograniczajacej (16), a ponadto na wsporniku (10) przew idziany je s t rozlaczny ogranicznik (70), który jest oparty na górnej pow ierzchni czolow ej (11) zerdzi zatycz- kowej (2). Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest połączenie żerdzi zatyczkowej do kadzi metalurgicznej ze wspornikiem.

Znane jest połączenie podłużnej, wykonanej z żarowytrzymałego materiału żerdzi zatyczkowej do kadzi metalurgicznej zawierającej urządzenie do podnoszenia żerdzi zatyczkowej, ze wspornikiem, z którego jednym końcem połączone jest urządzenie do podnoszenia i którego drugi koniec jest wsunięty od czoła żerdzi zatyczkowej w wewnętrzny wzdłużny otwór żerdzi zatyczkowej, posiadającej urządzenie do rozłącznego mocowania wspornika w żerdzi zatyczkowej.

Żarowytrzymałe żerdzie zatyczkowe stosowane są do regulacji wypływu stopionego metalu z kadzi lub kadzi pośredniej do kokili. Żerdź zatyczkowa jest w tym celu przemieszczana przez stykający się z zewnętrzną stroną kadzi podnośnik wzdłuż jej osi, co powoduje, że umieszczony w dnie kadzi otwór spustowy, w który wchodzi opuszczona żerdź zatyczkowa, zanurzając się w nim całkowicie, j est otwierany w mniej szym lub większym stopniu. Umożliwia to regulacj ę strumienia stopionego metalu. Wprawdzie regulacja ta jest w zasadzie prosta, jednak ekstremalne warunki, panujące podczas przeróbki stali, stawiają szczególne wymagania w zakresie materiałów i technicznego wykonania żerdzi zatyczkowej. Tak np. żerdź zatyczkowa musi przez wiele godzin wytrzymywać wpływ stopionego metalu. Żerdź zatyczkowa musi również wytrzymywać oddziałujące na niąw trakcie procesu odlewania znaczne wahania temperatury oraz siły, wywierane na niąz boku przez stopiony metal, a powodujące powstanie dużego momentu zginającego, który działa na żerdź zatyczkową. Pęknięcie żerdzi zatyczkowej prowadzi nieuchronnie do tego, że zamknięcie otworu spustowego staje się niemożliwe, czego następstwem jest niekontrolowany wyciek stopionego metalu. Stanowi ono zatem istotne zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Z publikacji, Stahleisen-Schriften, zeszyt 3 „Was der Siemens-martin-Stahlwerker von seiner Arbeit wissen mup!”, której autorem jest Karl-Emst Mayer wydanie 2, Verlag Stahleisen mbH, Dusseldorf, 1963 znana jest żerdź zatyczkowa składająca się z wyposażonej na jednym końcu w gwint żerdzi stalowej, na którąjest nakręcana właściwa, wchodząca podczas późniejszego użytkowania w otwór spustowy kadzi, zatyczka ceramiczna. Powyżej zatyczki, od strony przeciwnej niż zatyczka, na żerdź stalową nasuniętych jest kilka, szczepionych ze sobą czołami na zasadzie wpustu i pióra, obejmujących całkowicie żerdź stalową, rur ceramicznych, w związku z czym przy całkowitym napełnieniu kadzi ciekłą stałą i całkowitym opuszczeniu żerdzi zatyczkowej znaczna część osłoniętej rurami żerdzi zatyczkowej wystaje ze stopionego metalu. Górnym końcem żerdzi stalowej żerdź zatyczkowa jest osadzona w urządzeniu do jej podnoszę4

178 337 nia. Ponieważ bezpośredni kontakt ciekłego metalu z żerdzią stalową powodowałby jej natychmiastowe przetopienie, należy w tej złożonej z kilku części (zatyczka, rury) żerdzi zatyczkowej zwrócić szczególną uwagę na to, by połączenia między poszczególnymi częściami były dokładnie zabezpieczone przed wnikaniem ciekłej stali.

Miejsca połączeń są w związku z tym dodatkowo szpachlowane. Przygotowane wstępnie żerdzie zatyczkowe sąprzed ich zastosowaniem suszone w piecach do suszenia przez około 2 dni w temperaturze około 100°C.

Niekorzystne w tej wcześniejszej postaci wykonania jest to, że wykonanie żerdzi zatyczkowej pociąga za sobą stosunkowo wysokie koszty materiałowe oraz jest dość pracochłonne. Żerdzie stalowe wykazująponadto przy charakterystycznych dla odlewania wahaniach i gradientach temperatur tendencję do paczenia, co może łatwo prowadzić do pęknięcia płaszcza, a w związku z tym do zniszczenia żerdzi zatyczkowej. Wady te w połączeniu z wiedzą, że w wyniku wprowadzenia gazów obojętnych - np. argonu - do stopionej stali zjednej strony wynosi się zanieczyszczenia niemetaliczne na powierzchnię ciekłego metalu, wykorzystując ich wymianę z pęcherzykami gazu, z drugiej zaś strony zmniejsza się tworzenie tlenków w czasie procesu odlewania, doprowadziły do opracowaniajednoczęściowych ceramicznych żerdzi zatyczkowych, które jednocześnie służyły do wprowadzania obojętnego gazu w stopiony metal. Te jednoczęściowe, stosowane praktycznie wyłącznie w dzisiejszych procesach wytwarzania stali, żerdzie zatyczkowe zawierają centralny, nie przechodzący przez ich dolny koniec, wzdłużny otwór oraz łączące się z tym otworem od zewnątrz otwory łączące, które służądo wprowadzania obojętnego gazu w stopionastal.

Wytwarzanie tego rodzaju żerdzi stalowych odbywa się zwykle metodą izostatycznego prasowania proszkowego materiału ceramicznego w wypraskę, która następnie zostaje wypalona, czyli poddana obróbce cieplnej w celu spiekania.

Do połączenia żerdzi zatyczkowej z urządzeniem do jej podnoszenia oraz do podłączenia dopływu gazu służy wykonany zwykle ze stali, jednoczęściowy wspornik, którego znaczna część wchodzi od góry w żerdź stalową i który jest z nią połączony na stałe. We wsporniku wykonany jest kanał gazowy, który połączonyjest zjednej strony ze wzdłużnym otworem żerdzi zatyczkowej, z drugiej zaś strony z urządzeniem do podłączania dopływu gazu. Szczególne znaczenie ma przy tym fakt, że przez połączenie między wspornikiem i żerdziązatycrikowądo wnętrza żerdzi zatyczkowej, a zatem do ciekłego metalu, nie przedostaje się powietrze z otoczenia, ponieważ prowadziłoby ono do zintensyfikowania procesów utleniania, a w związku z tym do pogorszenia jakości stali.

Techniczne wykonanie połączenia między ceramiczną żerdzią zatyczkową i metalowym wspornikiem jest problematyczne zwłaszcza z uwagi na wysokie obciążenia termiczne i mechaniczne, oddziałujące na połączenie.

Znane sąjuż różne urządzenia do wytwarzania połączenia między jednoczęściową żerdzią zatyczkową i wspornikiem metalowym, które mająsprostać wymogom, jakim podlega żerdź zatyczkowa w zakresie bezpieczeństwa i jakości stali.

W pierwszym znanym urządzeniu połączenie realizuje się przy pomocy dopasowanej do wspornika gwintowanej wkładki ceramicznej, która jest wkręcana od góry w gwint, wykonany metodą prasowania izostatycznego w górnej części żerdzi zatyczkowej. Wada tego urządzenia polega na tym, że w obszarze gwintu grubość żerdzi zatyczkowej jest znacznie zmniejszona, co ułatwia jej pękanie w tym miejscu. Ponadto wykonanie tego urządzenia jest dość kosztowne z uwagi na użycie wykonywanej oddzielnie, gwintowanej wkładki ceramicznej.

W drugim, znanym z opisu DE-PS 40 40 189 C1 urządzeniu w obszarze, w którym wspornik jest wsuwany w żerdź zatyczkową, wykonany jest przechodzący przez obie części otwór poprzeczny, przez który wsuwany jest trzpień, służący do mocowania żerdzi zatyczkowej. Wprawdzie w urządzeniu tym zarówno żerdź zatyczkowa, jak też wspornik są łatwe do wykonania, a zatem również do oddzielenia, jednak całkowite obciążenie, występujące podczas unoszenia żerdzi zatyczkowej, oddziałuje na materiał, otaczający otwór poprzeczny, co znów staje się przyczyną pęknięć. Poza tym utrudnione jest tu wykonanie połączenia gazoszczelnego.

178 337

W trzecim, znanym również z przemysłowego wytwarzania stali urządzeniu otwór gwintowany jest wykonywany metodą prasowania izostatycznego w górnym końcu żerdzi zatyczkowej, w który wkręcany jest bezpośrednio gwint, przewidziany na dolnym końcu wspornika. Urządzenie to umożliwia wprawdzie uzyskanie gazoszczelnego połączenia między zatyczkami i wspornikami, jednak różne współczynniki rozszerzalności termicznej ceramiki i stali powodują powstanie naprężeń w gwincie, co zwłaszcza w przypadku wyższych temperatur mogłoby prowadzić do pękania żerdzi zatyczkowej.

Kolejna wersję wspomnianych postaci wykonania stanowi urządzenie według EP 0 358 535. W urządzeniu tym w górnej części wzdłużnego otworu wprasowywana jest metodą izostatyczną gwintowana tuleja metalowa, która od strony zewnętrznej współpracuje z ceramicznym materiałem żerdzi zatyczkowej za pośrednictwem obwodowych rowków i że'ber. Powyżej gwintowanej tulei w żerdzi zatyczkowej znajduje się pierścieniowa powierzchnia uszczelniająca, uzyskana w wyniku powiększenia średnicy otworu wzdłużnego. Wyposażony w odpowiedni gwint wspornik jest wkręcany od góry w gwintowaną tuleję na tyle, by znajdujący się powyżej gwintu kołnierz uszczelniający oparł się o powierzchnię uszczelniającąpierścieniowego gniazda uszczelniającego. Zgodnie z EP 0 358 535 powyżej kołnierza uszczelniającego na wsporniku przewidziany jest gwint zewnętrzny, służący do kontrowania zatyczki przy pomocy płytki mocującej i nakręcanej nakrętki. Niekorzystne w tej postaci wykonania jest to, że metalowa tuleja gwintowana może podczas wypalania łatwo ulec zapieczeniu, co może utrudnić wkręcanie wspornika. Poza tym, zwłaszcza w wyższych temperaturach, przeciwdziałające dociskowi kołnierza uszczelniającego do pierścieniowej powierzchni uszczelniającej żerdzi zatyczkowej dociąganie nakrętki kontrującej może przy różnych współczynnikach rozszerzalności termicznej materiałów prowadzić do rozchodzenia się obu powierzchni uszczelniających. Ponadto wytwarzanie tego urządzenia jest również dość kosztowne. Przykładowo, przewidziany na wsporniku kołnierz uszczelniający i niezbędny do nakręcania nakrętki kontrującej gwint wymagają wykonania wspornika metodą obróbki skrawaniem z półfabrykatu, którego średnica jest równa przynajmniej średnicy zewnętrznej kołnierza uszczelniającego. Występujące w trakcie obróbki straty materiałowe są rzędu 50%. Stanowi to istotny składnik kosztów, ponieważ okres użytkowania wspornika jest stosunkowo krótki, zwłaszcza w dolnej części, w której na skutek najsilniejszych oddziaływań temperatury następuje najbardziej intensywny proces tworzenia się zgorzeliny.

Celem wynalazku jest takie udoskonalenie danego połączenia, by z jednej strony obsługa mogła wymienić zużytą żerdź zatyczkową na nową w ramach niewielu operacji, z drugiej zaś, by wykonanie żerdzi zatyczkowej umożliwiło po wypaleniu wprowadzenie we wzdłużny otwór żerdzi zatyczkowej opisanych powyżej wkładek, których zadaniem jest zmniejszenie efektów wywołanych zmianami objętości gazu.

Połączenie żerdzi zatyczkowej do· kadzi metalurgicznej ze wspornikiem, z którego jednym końcem połączone jest urządzenie do podnoszenia żerdzi zatyczkowej i którego drugi koniec jest wsunięty od czoła żerdzi zatyczkowej w wewnętrzny wzdłużny otwór żerdzi zatyczkowej, posiadającej urządzenie do rozłącznego mocowania wspornika w żerdzi zatyczkowej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że żerdź zatyczkowa zawiera poszerzającą z boku wzdłużny otwór komorę montażową, której górna powierzchnia ograniczająca biegnie poprzecznie do wzdłużnej osi żerdzi zatyczkowej i której boczne ścianki są w swej części dolnej zbieżne, tworząc powierzchnię stożkową lub tworząc powierzchnię zakrzywioną stykając się u dołu ze wzdłużnym otworem, zaś wspornik posiada przynajmniej jeden otwór poprzeczny, w którym poprzecznie do wzdłużnej osi wspornika jest zamocowany przesuwnie element blokujący, który w pozycji odblokowanej znajduje się całkowicie w obrębie przekroju wspornika, zaś w pozycji zablokowanej wystaje poza ten przekrój i jest oparty na górnej powierzchni ograniczającej, a ponadto na wsporniku przewidzianyjest rozłączny ogranicznik, któryjest oparty na górnej powierzchni czołowej żerdzi zatyczkowej.

178 337

Korzystnie żerdź zatyczkowa zawiera połączoną z nią na stałe wtłaczaną tuleję, której wewnętrzny otwór tworzy komorę montażową, a powyżej komory montażowej część wzdłużnego otworu.

Korzystnie wtłaczana tuleja stanowi obrotowo-symetryczną kształtkę.

Korzystnie wtłaczana tuleja posiada przynajmniej jeden zewnętrzny rowek obwodowy.

Korzystnie w przynajmniej jednym rowku obwodowym umieszczony jest żaroodporny pierścień uszczelniający.

Korzystnie wtłaczana tuleja posiada w swym, tworzącym część wzdłużnego otworu, obszarze przynajmniej jeden wewnętrzny rowek obwodowy, w którym usytuowany jest żaroodporny pierścień uszczelniający.

Korzystnie na dolnej części wspornika usytuowanyjest przynajmniej jeden zewnętrzny rowek obwodowy, w którym umieszczony jest żaroodporny pierścień uszczelniający, który współpracuje z boczną ścianką wzdłużnego otworu żerdzi zatyczkowej.

Korzystnie żerdź zatyczkowa posiada pierścień oporowy..

Korzystnie górna powierzchnia ograniczająca jest wyposażona w podcięcie, które współpracuje z występem na elemencie blokującym.

Korzystnie wspornik posiada wzdłużny otwór centralny. Korzystnie otwór poprzeczny składa się z otworu promieniowego, ustawionego prostopadle do wzdłużnej osi wspornika i połączonego z jego otworem wzdłużnym.

Korzystnie element blokujący składa się z cylindrycznego trzpienia, którego długość odpowiada w przybliżeniu połowie zewnętrznej średnicy wspornika.

Korzystnie na dolnym końcu wspornika wzdłużny otwór ma mniej szą średnicę przekroju.

Korzystnie we wzdłużnym otworze wspornika usytuowana jest tuleja zabezpieczająca, która zasłania otwór promieniowy.

Korzystnie otwór poprzeczny składa się z promieniowego, ustawionego prostopadle do wzdłużnej osi wspornika otworu, który jest połączony ze wzdłużnym otworem i posiada od zewnątrz fazę.

Korzystnie element blokujący składa się z trzpienia, którego skierowany na zewnątrz koniec jest rozszerzony i ma kształt wpuszczanego łba.

Korzystnie zwrócony w stronę wewnętrznego otworu wspornika koniec elementu blokującego jest ostro zakończony/.

Korzystnie ogranicznik jest utworzony przez nakrętkę nakręcaną na gwint zewnętrzny wspornika rozciągający się od czoła żerdzi zatyczkowej do góry, przy czym nakrętka wspiera się na powierzchni czołowej za pośrednictwem tarczy dociskowej.

Dzięki cechom rozwiązania według wynalazku montaż żerdzi zatyczkowej na wykonanym w postaci rury nośnej wsporniku można łatwo przeprowadzić w ten sposób, że rurę nośną z zamontowanym wstępnie ogranicznikiem wsuwa się we wzdłużny otwór żerdzi zatyczkowej, a element blokujący, który spoczywa w odpowiadającym wewnętrznemu otworowi rury nośnej otworze poprzecznym, można przy pomocy odpowiednich środków przestawiać w taki sposób, że zachodzi on za górną powierzchnię ograniczającąprzewidzianej w żerdzi zatyczkowej komory montażowej. Dzięki temu, że boczne ścianki komory montażowej są w swej części dolnej zbieżne, tworząc powierzchnię stożkową lub tworząc powierzchnię zakrzywioną, stykającą się u dołu ze wzdłużnym otworem, można w celu zdemontowania żerdzi zatyczkowej cofnąć element blokujący do przekroju wspornika w taki sposób, że po poluzowaniu ogranicznika wspornik można wsunąć nieco w żerdź zatyczkową. Po takim przestawieniu żerdź można zdjąć ze wspornika ku dołowi.

Wykonanie komory montażowej wewnątrz wtłaczanej tulei, którą podczas prasowania izostatycznego żerdzi zatyczkowej wprasowuje się w żerdź zatyczkową poprawia rozłożenie sił mocujących wywieranych na żerdź zatyczkową przez element blokujący.

Wtłaczaną tuleję można wykonać łatwo i tanio, jeżeli użyje się do tego celu obrotowo-symetrycznej kształtki.

Wyposażenie wtłaczanej tulei w przynajmniej jeden zewnętrzny rowek obwodowy, sprawia, że siły mocujące są rozłożone na większej powierzchni materiału żerdzi zatyczkowej i zmniejszeniu ulega obciążenie materiału.

178 337

Rozwiązanie to może posłużyć jednocześnie do umieszczenia żaroodpornego pierścienia uszczelniającego, jeżeli z uwagi na specjalne wymagania czynią koniecznym wyjątkowo dobre uszczelnienie między wtłaczaną tuleją i żerdzią zatyczkową.

Żaroodporny pierścień uszczelniający w wewnętrznym rowku obwodowym wtłaczanej tulei zapewniajeszcze w lepsze działanie uszczelniające między wtłaczanątulejąi wspornikiem.

W przypadku zastosowań, w których nie jest wymagane szczególne uszczelnienie między wspornikiem i żerdzią zatyczkową, wystarczające rozłożenie sił mocujących można łatwo i tanio uzyskać dzięki temu, że górna powierzchnia ograniczająca utworzonaj est przez pierścień oporowy, wprasowywany w żerdź zatyczkową w trakcie jej wytwarzania.

Wyposażenie górnej powierzchni ograniczającej w podcięcie, które współpracuje z występem na elemencie blokującym, zapobiega samoczynnemu przestawianiu elementu blokującego, np. w wyniku działania wibracji po zamontowaniu żerdzi zatyczkowej.

Wspornik wyposażony w wzdłużny otwór centralny nadaje się szczególnie do podłączenia gazu i montażu w żerdzi zatyczkowej.

Jako element blokujący może służyć cylindryczny trzpień, którego długość odpowiada połowie zewnętrznej średnicy wspornika. W stanie wsuniętym, a zatem w pozycji „odblokowanej”, trzpień wchodzi w związku z tym we wzdłużny otwór wspornika, sięgając w przybliżeniu do wzdłużnej osi wspornika. „Odblokowaną” pozycję trzpienia można korzystnie wybrać w taki sposób, że odpowiada ona przestawieniu trzpienia w położenie zbieżne z wewnętrznym obwodem wzdłużnego otworu. Zabezpieczenie trzpienia w pozycji „zablokowanej” można wówczas łatwo zrealizować, zmniejszając średnicę wzdłużnego otworu na dolnym końcu wspornika i na utworzonym w ten sposób występie wspiera się wprowadzana od góry we wzdłużny otwór wspornika tuleja zabezpieczająca, która zasłania otwór promieniowy.

Ogranicznik utworzony przez nakrętkę nakręcaną na rozciągający się od czoła żerdzi zatyczkowej do góry, gwint zewnętrzny wspornika i wspierającą się na powierzchni czołowej za pośrednictwem tarczy dociskowej, umożliwia z jednej strony indywidualne dopasowanie pozycji ogranicznika do tolerancji położenia górnej powierzchni ograniczającej komorę montażową, z drugiej zaś strony łatwe kontrowanie zamontowanej na wsporniku żerdzi zatyczkowej.

Szczególnie korzystne jest wykonanie wtłaczanej tulei ewentualnie pierścienia oporowego z metalu. Zależnie od zastosowania w grę wchodzą tu stale nisko- lub wysokostopowe, te ostatnie zwłaszcza wówczas, gdy wtłaczana tuleja lub pierścień oporowy są przeznaczone do wielokrotnego użytku.

Przestawianie elementu blokującego z pozycji „odblokowanej” w pozycję „zablokowaną” można zrealizować przy pomocy wprowadzanego we wzdłużny otwór wspornika pomocniczego pręta montażowego, którego wprowadzany koniec ma ostre zakończenie, w związku z czym może przesuwać element blokujący na zewnątrz o długość, którą wchodzi on we wzdłużny otwór w pozycji „odblokowanej”.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia pierwszy przykład wykonania zgodnego z wynalazkiem połączenia w przekroju wzdłużnym; fig. 2 pomocniczy pręt montażowy; fig. 3 drugi przykład wykonania zgodnego z wynalazkiem połączenia w przekroju wzdłużnym; fig. 4 trzeci przykład wykonania zgodnego z wynalazkiem połączenia w przekroju wzdłużnym; fig. 5 przekrój wzdłużny wykonanej z metalowej kształtki wkładki kształtowej, przy pomocy której w przykładzie wykonania według fig. 4 można utworzyć komorę montażową oraz fig. 6 przekrój wzdłużny tulei dystansowej, przy pomocy której w przykładzie wykonania według fig. 4 można uformować komorę montażową.

Jeżeli poniżej będzie mowa o „górze” lub „dole”, wówczas określenia te odnoszą się do przedstawionej na fig. 1, 3 i 4, wiszącej pozycji roboczej układu. Na figurach tych po obu stronach wzdłużnej osi układu przedstawiono dwie różne postaci wykonania elementu blokującego, które można stosować alternatywnie. W zasadzie jednak istnieje również możliwość zastosowania obu postaci wykonania w jednym połączeniu.

Oznaczone na rysunku w całości j ako 100 połączenie składa się z podłużnego, metalowego wspornika 10, który swą dolną częścią 1 wchodzi we wzdłużny otwór 8 żarowytrzymałej, ceramicznej żerdzi zatyczkowej 2. Wspornik 10 posiada rozciągający się na całej długości, centralny

178 337 otwór wzdłużny 3, którego średnica stanowi około 30% zewnętrznej średnicy wspornika 10. Na zewnętrznym obwodzie 5 wspornika 10 znajduje się poprowadzony od jego górnego końca 4 do jego dolnej części 1, zewnętrzny gwint 6, który zjednej strony przewidziany jest pod nakrętkę 7, z drugiej zaś służy do zamocowania wspornika 10 na nie przedstawionym na rysunku urządzeniu podnoszącym. Tworząca ogranicznik 70 nakrętka 7 ogranicza wprowadzaną we wzdłużny otwór 8 żerdzi zatyczkowej 2, dolną część 1 wspornika 10 i opiera się za pośrednictwem tarczy dociskowej 9 na górnej powierzchni czołowej 11 żerdzi zatyczkowej 2. W środku dolnej części 1 wspornika 10 wykonane są w nim dwa promieniowe otwory 12, 13, biegnące prostopadle do wzdłużnej osi L układu. Otwory 12, 13 tworzą otwory poprzeczne 50, 50'i służą do obsadzenia przemieszczanych prostopadle do wzdłużnej osi L elementów blokujących 60,60', których zadaniem jest blokowanie wspornika 10 w żerdzi zatyczkowej 2. Na fig. 1, 3 i 4 po obu stronach wzdłużnej osi L przedstawiono różne przykłady wykonania elementów blokujących 60, 60'. W przykładzie wykonania przedstawionym po lewej stronie, element blokujący 60' składa się z cylindrycznego trzpienia 14, który spoczywa w otworze 12 i tworzy wraz z nim pasowanie ślizgowe. Zwrócony w stronę wzdłużnego otworu 3 koniec 15 trzpienia 14, którego długość jest równa w przybliżeniu połowie średnicy zewnętrznej wspornika 10, jest wykonany w postaci ostro zakończonego stożka. W pozycji „odblokowanej” trzpień 14 pozostaje całkowicie w przekroju wspornika 10 i rozciąga się od zewnętrznego ujścia otworu 12 do wzdłużnej osi L układu, co umożliwia wsunięcie dolnej części 1 wspornika 10 we wzdłużny otwór 8 żerdzi zatyczkowej 2. W pozycji „zablokowanej” trzpień 14 wystaje z przekroju na długość równą w przybliżeniu połowie wzdłużnego otworu 3 i zachodzi za ustawioną prostopadle do wzdłużnej osi L układu, górną powierzchnię ograniczającą 16 rozszerzającej wzdłużny otwór 8 komory montażowej 17, którą przewidziano wewnątrz żerdzi zatyczkowej 2. W efekcie w tym położeniu trzpienia 14 wspornika 10 nie można wyciągnąć z żerdzi zatyczkowej 2 do góry. Aby w wyniku wsparcia górnej powierzchni ograniczającej 16 na trzpieniu 14 nie oddziaływały nań skierowane wzdłuż promienia do wewnątrz składowe sił, które przestawiałyby trzpień 14 z pozycji „zablokowanej” w pozycję „niezablokowaną”, górną powierzchnię ograniczającą 16 wyposażono w podcięcie 18. Do zabezpieczenia trzpienia 14 w jego pozycji „zablokowanej” służy również wprowadzana we wzdłużny otwór 3 tuleja zabezpieczająca 19, która wspiera się na występie utworzonym przez zmniejszenie przekroju 51 na dolnym końcu 20 wspornika 10. Zmniejszenie przekroju 51 jest uzyskane przy pomocy umieszczonej na dolnym końcu 20 wspornika 10, wyposażonej w otwór tarczy 21, w której średnica otworu 22 odpowiada w przybliżeniu wewnętrznej średnicy 23 tulei zabezpieczającej. Tarcza z otworem jest zabezpieczona na wsporniku 10 przy pomocy zgrzeiny punktowej 35, którą można rozłączyć, działając zewnętrzną siłą, np. uderzeniem młotka. Tuleja zabezpieczająca 19 wchodzi, począwszy od tarczy z otworem 21, tak głęboko we wzdłużny otwór 3 do góry, że jej zewnętrzny obwód pokrywa się z otworem 12, co uniemożliwia przestawienie trzpienia 14 z pozycji „zablokowanej”.

W przedstawionym na fig. 1, 3 i 4 po prawej stronie wzdłużnej osi L przykładzie wykonania elementu blokującego 60 składa się on z trzpienia 24, którego skierowany na zewnątrz koniec 25 jest rozszerzony i ma kształt wpuszczonego łba. Całkowita długość trzpienia 24 wynosi tak jak długość trzpienia 14 połowę średnicy wspornika 10, zaś zwrócony w kierunku wzdłużnego otworu 3 koniec 26 trzpienia 24 ma również kształt ostro zakończonego stożka. W pozycji „odblokowanej”, tworzący z otworem 13 pasowanie ślizgowe trzpień 24 jest całkowicie wsunięty we wspornik 10 tak, że rozszerzony koniec 25 w kształcie wpuszczanego łba spoczywa w wykonanej od zewnątrz na wsporniku 10 fazie 27. W stanie „zablokowanym” trzpień 24 znajduje się w pozycji, w której wystaje on ze wspornika 10 w przybliżeniu na grubość rozszerzonego końca 25 mającego kształt wpuszczanego łba. Wystająca, ukośna powierzchnia pierścieniowa 28 rozszerzonego końca 25 mającego kształt wpuszczanego łba, współpracuje przy tym z podcięciem 18

178 337 górnej powierzchni ograniczającej 16 komory montażowej 17 w taki sposób, że trzpień 24 nie może samoczynnie przemieścić się z położenia „zablokowanego”.

Do przedstawienia trzpienia 14, 24 z pozycji „odblokowanej” w pozycję „zablokowaną” po wsunięciu dolnej części 1 wspornika 10 służy wprowadzany od góry we wzdłużny otwór 3 wspornika 10 pomocniczy pręt montażowy 36, który przedstawiono na fig. 2. Pomocniczy pręt montażowy 36 składa się z podłużnego pręta okrągłego 37, na którego górnym końcu znajduje się uchwyt 38. Jego dolny koniec tworzy ostro zakończony stożek 39, który przy wsuwaniu współpracuje ze stożkowymi końcami 15,26 umieszczonych w przekroju wspornika 10 trzpieni 14,24 i przemieszcza je na zewnątrz. Trzpienie 14,24 zachodzą w tym “zablokowanym” położeniu za górną powierzchnię ograniczającą 16, co uniemożliwia wyciągnięcie wspornika 10 z żerdzi zatyczkowej 2. Późniejsze dociągnięcie nakrętki 7 do górnej powierzchni czołowej 11 żerdzi zatyczkowej 2 umożliwia skontrowanie wspornika 10, co zapewnia jego mocne obsadzenie. W celu dodatkowego uszczelnienia zwoje gwintu, które obejmuje nakrętka 7, można obłożyć nie przedstawionymi na rysunku pakunkami.

Wykazująca symetrię obrotową komora montażowa 17 jest w przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1 wykonana we wtłaczanej tulei 29, składającej się z obrotowej części, wykonanej z metalu. Komora montażowa 17 obejmuje biegnącą od górnej powierzchni ograniczającej 16 do dołu, cylindryczną część 30, z którą łączy się od dołu zbieżna stożkowo część 31, która przechodzi we wzdłużny otwór 8. Takie wykonanie komory montażowej 17 umożliwia, po ewentualnym usunięciu tulei zabezpieczającej 29 oraz po usunięciu, ewentualnie przesunięciu w górę, nakrętki 7 przestawienie trzpieni 14,24 z ich pozycji „zablokowanej” w pozycję „odblokowaną” w taki sposób, że wspornik 10 jest wsuwany głębiej we wzdłużny otwór 8 żerdzi zatyczkowej 2, a trzpienie 14, 24 są wsuwane przez boczne ścianki stożkowej części 31 komory montażowej 17 w przekrój wspornika

10. Po zakończeniu tego procesu wspornik 10 można wyciągnąć do góry z żerdzi zatyczkowej 2.

W swej części 32, powyżej górnej powierzchni ograniczającej 16 komorę montażową, wtłaczana tuleja tworzy część wzdłużnego otworu 8. W tej części 32 wtłaczana tuleja 29 posiada obwodowy rowek 33, który służy do umieszczenia żaroodpornego pierścienia uszczelniającego 34. Pierścień uszczelniający 34 pozwala w przypadku specjalnych wymagań osiągnąć wysoki stopień uszczelnienia między wtłaczaną tuleją 29 i wspornikiem 10.

W przedstawionym na fig. 1 przykładzie wykonania układu 100 wtłaczana tuleja 29 ma od zewnątrz kształt cylindryczny. Do zabezpieczeniajej przed obracaniem się w żerdzi zatyczkowej 2 służy płaska, sfrezowana na obwodzie zewnętrznym, powierzchnia 40 pod klucz. Ponieważ wtłaczana tuleja 29 jest wspólnie z żerdziązatyczkowąprasowana izostatycznie, jej obwód zewnętrzny jest całkowicie otoczony ceramicznym materiałem żerdzi zatyczkowej.

W przykładzie wykonania według fig. 3 w zewnętrznym obwodzie wtłaczanej tulei 29' wykonane sądodatkowo dwa, rozmieszczone względem siebie w pewnej odległości, obwodowe rowki 4142. W efekcie tego wykonania wtłaczanej tulei 29' między wtłaczaną tuleją 29' i żerdzią zatyczkową 2 tworzą się dodatkowe powierzchnie łączące, co sprawia, że całkowite obciążenie powierzchniowe, działające na materiał żerdzi zatyczkowej, jest mniejsze niż w przykładzie wykonania według fig. 1. Ta postać wykonania nadaje się również szczególnie do zastosowań, w których wymagane jest szczególnie skuteczne uszczelnienie między wspornikiem 10 i żerdzią zatyczkową2, ponieważ np. w górnym rowku obwodowym 41 można umieścić żaroodporny pierścień uszczelniający 43, co przedstawiono na fig. 3.

Jeżeli można zrezygnować ze szczególnie skutecznego uszczelnienia, wówczas zaleca się korzystne pod względem kosztów, wykonanie połączenia według fig. 4. W tej postaci wykonania, w celu rozłożenia sił mocujących, działających ze strony wspornika 10 na materiał żerdzi zatyczkowej, w żerdź zatyczkową 2 wprasowuje się izostatycznie jedynie pierścień oporowy 44, którego dolna powierzchnia 45 stanowi górną powierzchnię ograniczającą 16, któraz kolei posiada podcięcie 18. Uszczelnienie pomiędzy wspornikiem 10 i żerdzią zatyczkową 2 może być w tym przykładzie wykonania poprawione przez, zastosowanie, usytuowanego w dolnej części wspornika 2, zewnętrznego rowka obwodowego 71, w którym umieszczony jest żaroodporny pierścień uszczelniający 72, współpracujący z bocznąściankąwzdłużnego otworu żerdzi zatyczkowej 2. Do zabezpieczenia pierścienia oporowego 44 przed obracaniem się w żerdzi zatyczkowej 2 może z kolei służyć nie przedstawiona na rysunku, płaska powierzchnia pod klucz. W tej postaci wykonania komorę montażową 17 można wykonać na dwa sposoby. Z jednej strony poniżej pierścienia oporowego 44 można wprasować izostatycznie wykonaną z metalowej kształtki wkładkę kształtową 46, której wewnętrzny otwór odpowiada kształtem komorze montażowej 17. Z drugiej strony można również podczas prasowania izostatycznego wprasować izostatycznie pod pierścieniem oporowym 44 wytrzymałą na naciski tuleję dystansową 47, której zewnętrzny kształt odpowiada „negatywowi” opisanego kształtu komory montażowej 17, tzn. która podczas prasowania izostatycznego kształtuje komorę montażową 17 bezpośrednio w materiale żerdzi zatyczkowej. Tego typu tuleja dystansowa 47 jest wykonana z materiału, który w trakcie następującej dalej obróbki cieplnej żerdzi zatyczkowej, tzw. „wypalania”, ulega odparowaniu i/lub wypaleniu, na przykład z wytrzymałego na naciski tworzywa sztucznego.

178 337

21 51 22 8

178 337

Fig.5

51 22 8

178 337

21 22 51 8

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Połączenie żerdzi zatyczkowej do kadzi metalurgicznej ze wspornikiem, z którego j ednym końcem połączone jest urządzenie do podnoszenia żerdzi zatyczkowej i którego drugi koniec jest wsunięty od czoła żerdzi zatyczkowej w wewnętrzny wzdłużny otwór żerdzi zatyczkowej, posiadającej urządzenie do rozłącznego mocowania wspornika w żerdzi zatyczkowej, znamienne tym, że żerdź zatyczkowa (2) zawiera poszerzającą z boku wzdłużny otwór (8) komorę montażową (17), której górna powierzchnia ograniczająca (16) biegnie poprzecznie do wzdłużnej osi żerdzi zatyczkowej (2) i której boczne ścianki są w swej części dolnej zbieżne, tworząc powierzchnię stożkową lub tworząc powierzchnię zakrzywioną stykająca się u dołu ze wzdłużnym otworem (8), zaś wspornik (10) posiada przynajmniej jeden otwór poprzeczny (50, 50), w którym poprzecznie do wzdłużnej osi wspornika (10) jest zamocowany przesuwnie element blokujący (60,60'), który w pozycji odblokowanej znajduje się całkowicie w obrębie przekroju wspornika (10), zaś w pozycji zablokowanej wystaje poza ten przekrój i jest oparty na górnej powierzchni ograniczającej (16), a ponadto na wsporniku (10) przewidziany jest rozłączny ogranicznik (70), który jest oparty na górnej powierzchni czołowej (11) żerdzi zatyczkowej (2).
2. 2. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że żerdź zatyczkowa (2) zawiera połączoną z nią na stałe wtłaczaną tuleję (29, 29', której wewnętrzny otwór tworzy komorę montażową (17), a powyżej komory montażowej (17) część wzdłużnego otworu (8).
3. 3. Połączenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wtłaczana tuleja (29, 29) stanowi obrotowo-symetryczną kształtkę.
4. 4. Połączenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że wtłaczana tuleja (29') posiada przynajmniej jeden zewnętrzny rowek obwodowy (41, 42).
5. 5. Połączenie według zastrz. 4, znamienne tym, że w przynajmniej jednym rowku obwodowym (41, 42) umieszczony jest żaroodporny pierścień uszczelniający (43).
6. 6. Połączenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wtłaczana tuleja (29, 29') posiada w swym, tworzącym część wzdłużnego otworu, obszarze (32) przynajmniej jeden wewnętrzny rowek obwodowy (33), w którym usytuowany jest żaroodporny pierścień uszczelniający (34).
7. 7. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na dolnej części wspornika (10) usytuowany jest przynajmniej jeden zewnętrzny rowek obwodowy (71), w którym umieszczony jest żaroodporny pierścień uszczelniający (72), który współpracuje z boczną ścianką wzdłużnego otworu żerdzi zatyczkowej (2).
8. 8. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że żerdź zatyczkowa (2) posiada pierścień oporowy (44).
9. 9. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górna powierzchnia ograniczająca (16) jest wyposażona w podcięcie (18), które współpracuje z występem (61) na elemencie blokującym (60).
10. 10. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wspornik (10) posiada wzdłużny otwór centralny (3).
11. 11. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór poprzeczny (50,50) składa się z otworu promieniowego (12, 13), ustawionego prostopadle do wzdłużnej osi wspornika (10) i połączonego z jego otworem wzdłużnym (3).
12. 12. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element blokujący (60) składa się z cylindrycznego trzpienia (14), którego długość odpowiada w przybliżeniu połowie zewnętrznej średnicy wspornika (10).

    178 337
13. 13. Połączenie według zastrz. 10, znamienne tym, że na dolnym końcu (20) wspornika (10) wzdłużny otwór (3) ma mniejszą średnicę przekroju (51).
14. 14. Połączenie według zastrz. 10, znamienne tym, że we wzdłużnym otworze (3) wspornika (10) usytuowana jest tuleja zabezpieczająca (19), która zasłania otwór promieniowy (12).
15. 15. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór poprzeczny (50) składa się z promieniowego, ustawionego prostopadle do wzdłużnej osi wspornika otworu (13), który jest połączony ze wzdłużnym otworem (3) i posiada od zewnątrz fazę (27).
16. 16. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element blokujący (60) składa się z trzpienia (24), którego skierowany na zewnątrz koniec jest rozszerzony i ma kształt wpuszczanego łba.
17. 17. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zwrócony w stronę wewnętrznego otworu wspornika (10) koniec elementu blokującego (60, 60') jest ostro zakończony.
18. 18. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ogranicznik (70) jest utworzony przez nakrętkę (7), nakręcaną na gwint zewnętrzny (6) wspornika (10) rozciągający się od czoła (11) żerdzi zatyczkowej (2) do góry, przy czym nakrętka (7) wspiera się na powierzchni czołowej (11) za pośrednictwem tarczy dociskowej (9).