Футеровка сталеразливочного ковша состоит из трех слоев — теплоизоляционного, арматурного и рабочего. Толщина футеровки зависит от вместимости ковша и достигает 600 мм и массы 63 т для ковша вместимостью 480 т. Стойкость футеровки составляет в среднем 18— 25 плавок и зависит от качества огнеупоров и выполнения работы. Рабочий слой футеровки выкладывают из огнеупорного кирпича или делают набивным монолитным из огнеупорной массы. Ремонт ковша заключается в разрушении изношенного рабочего слоя футеровки и замене его новым.
При проведении ремонтных работ используют машины для ломки футеровки, кладки огнеупорного кирпича, пескометной набивки рабочего слоя футеровки и машины для наборки и сушки стопоров.
Механизация ломки футеровки ковшей. Для этой цели применяют машину ударного действия и поворотный стенд для ковшей. Машина перемещается на гусеничном ходу. На раме установлена платформа, на которой смонтирована кабина машиниста и качающаяся стрела. Выдвижение пики и пневмоударника в рабочее положение, как и их подачу в процессе ломки, осуществляет пневмоцилиндр, шарнирно закрепленный на стреле. Устойчивость пики на стреле достигается установкой дополнительной опоры.
Сталеразливочный ковш закреплен в поворотной раме стенда и наклоняют его в удобное для ломки положение. При ломке вначале пробивают дорожку в футеровке, не повреждая арматурный слой ковша. Наклоном ковша обрушенная футеровка высыпается в короб. Затем ковш возвращается в исходное горизонтальное положение и производят разрушение футеровки днища ковша, применяя короткие удары. Машина также может быть использована для выбивки из ковша стаканов.
Машины для ремонта футеровки ковшей. Рабочий слой футеровки сталеразливочных ковшей ремонтируют как путем кладки нового огнеупорного кирпича, так и набивкой слоя огнеупорной массы. Для этих целей применяют машины: для кладки кирпича, для изготовления монолитной футеровки из быстроотвердеющих смесей и для пескометной набивки рабочего слоя футеровки.
Машина укладывает на днище ковша первый слой специального клинового кирпича, что обеспечивает последующую кладку по винтовой линии. К подъемной платформе шарнирно присоединена лестница с площадкой, имеющей ограждение. Платформа перемещается в вертикальном направлении механизмом с двумя коническо-винтовыми редукторами, в конические колеса которых вмонтированы гайки; винтовые редукторы связаны с двухступенчтым редуктором и электродвигателем. На платформе смонтирована поворотная рама ленточного конвейера и дозатор раствора. Внутри колонны находится противовес, уравновешивающий платформу. К колоннам прикреплены направляющие платформы и шкивы для канатов противовеса.
Кирпич к месту кладки подают погрузчиком, затем ленточным конвейером в желоба-укладчики. К желобу прикреплен электровибратор, препятствующий зависанию кирпича. С носком шарнирно соединены рычаги вибратора-уплотнителя и ролик копирующего устройства. Вибратор-уплотнитель обеспечивает необходимую плотность швов и удаляет излишек раствора. На укладываемый кирпич ролик копирующего устройства создает боковое усилие под действием рычажно-пневматического механизма, поворачивающего раму и желоб с носком. Раствор к месту кладки подают по гибкому шлангу от цехового узла через дозатор. Система подвода обеспечивает поступление раствора под кирпич, сходящий с носка, смачивая его нижнюю и боковую поверхности. Под действием веса кирпича в желобе создается необходимое усилие на укладываемый кирпич для получения качественной кладки. Ковши, подлежащие ремонту, устанавливают на лафет поворотной платформы. Платформа поворачивается приводом. Опорно-поворотное устройство состоит из трех опорных роликов, упорных роликов и опорного кольца, прикрепленного к основанию платформы. Ковш поворачивается с частотой 0,4—0,8 об/мин.
После того, как платформу установили на требуемую высоту, пневматическим механизмом подводят желоб к месту укладки кирпича и создают постоянное поджатие ролика копирующего устройства к нижнему ряду кладки. Как только кирпич загрузили в желоб и включили поворот платформы с ковшом, одновременно подают раствор и происходит последовательная укладка кирпича по винтовой линии. Платформа 1 автоматически поднимается на высоту кирпича после укладки ряда. Импульс на подъем подается от командоаппарата.
Вместо кирпичной кладки ковшей для повышения стойкости футеровки применяют более экономичный способ — набивную монолитную футеровку. Применение набивной монолитной футеровки ковшей вместо кирпичной кладки позволяет механизировать тяжелый ручной труд. Существенное преимущество монолитных футеровок перед кирпичной — повышенная стойкость и отсутствие швов. Монолитные футеровки изготовляют из кремнеземистых масс, используя пневматические трамбовки, машины центробежного типа, пескометы и виброустановки. Из практики известно, что наиболее перспективный способ изготовления монолитных футеровок пескометами, обеспечивающий стабильность свойств футеровки, высокую производительность, низкую стоимость работ, возможность набивки футеровки без ограничения вместимости ковшей.
Применение монолитной футеровки ковшей позволяет Значительно сократить расходы огнеупорных материалов и снизить трудовые затраты. Стойкость таких ковшей по сравнению с обычными, как показала эксплуатация, повысилась на 30 %, улучшилось качество стали за счет уменьшения загрязнения металла и снизился брак изделий по дефектам на 10—40 %.
Машины для пескометной набивки рабочей футеровки сталеразливочных ковшей могут быть стационарного и передвижного типов. В зависимости от способа формирования боковой поверхности набиваемого слоя футеровки подразделяют на два вида — со сплошным и с подвижным секционным шаблонами.
Для футеровки ковшей вместимостью 200 и 350 т впервые разработаны оригинальные конструкции передвижных машин с подвижными секционными шаблонами «Орбита-2». Устройство машины “Орбита-2”: машина состоит из портала, снабженного механизмом передвижения, подвижной колонны, помещенной в роликовую опору, поворотной платформы, механизмов вертикального перемещения и вращения платформы, каретки, пескомета, секционного подвижного шаблона, механизма радиального перемещения шаблона и линии подачи огнеупорной массы. В последнюю входят приемный бункер, электровибрационный питатель, ленточный дозатор, воронка, вертикальный желоб, соединенный с колонной, течка и подающий ленточный конвейер.
Портал опирается на рельсовый путь, проложенный по верху ямы для ремонта ковшей, восемью ходовыми колесами, размещенными попарно в балансирных тележках. Все ходовые колеса приводные. Привод каждой балансирной тележки состоит из фланцевого электродвигателя, тормоза, червячного редуктора, соединенного с рамой тележки, и открытой зубчатой цилиндрической передачи, шестерня которой находится в двухстороннем зацеплении с зубчатыми венцами ходовых колес.
Полая колонна прямоугольного сечения в верхней части помещена в массивную роликоопору, закрепленную на балках верхней площадки портала. В опоре по высоте расположены два ряда направляющих роликов (по четыре ролика в каждом ряду). Снизу к колонне прикреплена головка с двумя площадками. Верхняя площадка служит для размещения привода механизма вращения платформы и статора кольцевого токосъемника, на нижней площадке расположены узлы опорноповоротной части платформы. На одной стороне колонны, обращенной к бункеру, закреплен вертикальный желоб с продольной щелью для входа загрузочной воронки. В нижней части желоб снабжен течкой, направляющей огнеупорную массу на подающий конвейер. Две зубчатые рейки механизма вертикального перемещения платформы приварены с двух противоположных сторон колонны. Реечные шестерни помещены в корпус ролико^поры и приводятся во вращение электродвигателем постоянного тока через цилиндрический, червячный и специальный цилиндрический редукторы с двумя выходными валами, соединенными муфтами с реечными шестернями. Для предохранения механизма от перегрузок между цилиндрическим и червячным редукторами установлена дисковая фрикционная муфта предельного момента. Скорость перемещения платформы регулируют изменением скорости вращения электродвигателя привода. Самопроизвольное опускание платформы предупреждено установкой самотормозящйгося червячного редуктора.
Поворотная платформа сварной конструкции жесткр связана с массивным зубчатым венцом четырьмя стяжками. Снизу к платформе прикреплены направляющие для роликов каретки. Сверху установлен ротор кольцевого токосъемника. Внутри зубчатого венца расположены торцовая и боковая беговые дорожки для опорных и упорных роликов.
Зубчатый венец опирается на шесть опорных роликов , расположенных попарно в трех качающихся обоймах (балансирах). Этим достигается статическая определимость системы и равномерность нагружения роликовых опор. Радиальное смещение платформы предупреждается шестью упорными роликами, расположенными в трех горизонтальных качающихся обоймах. Вертикальное смещение платформы вверх под действием случайных нагрузок предотвращают четыре ограничительных ролика. Вращение платформы осуществляют два привода, каждый из которых состоит их фланцевого электродвигателя постоянного тока, вертикально планетарного редуктора и открытой цилиндрической передачи с внутренним зацеплением. Скорость вращения платформы регулируют изменением частоты электродвигателей сдвоенного привода.
Каретка снабжена четырьмя ходовыми роликами, входящими в горизонтальные направляющие поворотной платформы. На каретке расположены подающий ленточный конвейер, бросковый механизм пескомет и привод механизма радиального перемещения каретки о формирующим шаблоном. Механизм радиального перемещения состоит из электродвигателя, горизонтального планетарного редуктора и винтовой пары с закрепленной в платформе гайкой и обеспечивает подачу шаблона, необходимую для формирования боковой поверхности набиваемой футеровки ковша по форме усеченного конуса. Дисковая фрикционная муфта предельного момента, установленная между редуктором и винтом, предохраняет механизм от поломок и задает необходимую силу прижатия шаблона к футеровке. Ходовой винт защищен от попадания абразивных частиц гофрированным рукавом, а электродвигатель — герметичным кожухом.
Формирующий шаблон сделан из вальцованного нержавеющего листа с радиусом кривизны, меньшим минимального радиуса набиваемой футеровки, и болтами закреплен на каретке. Над шаблоном установлены сменный отбойный лист, исключающий разброс огнеупорной массы, планирующий нож для выравнивания торцевой поверхности набитой футеровки. На каретке установлен сельсин-датчик со скользящим контактным башмаком для контроля уровня набиваемого слоя футеровки, дающий импульс в схему автоматики на изменение частоты вращения платформ, тем самым изменяя количество массы, выбрасываемой пескометом, на единицу длины окружности набиваемой футеровки.
Головка пескомета снабжена ротором с одним метательным ковшом. Ленточный конвейер, подающий массу в пескомет, выполнен по обычной схеме. Компоновка механизмов и условие уравновешивания масона поворотной платформе потребовали соединения головки пескомета в электродвигателем удлиненным промежуточным валом и применения в приводе конвейера клиноременной передачи. Подвод питания к электроприводам поворотной платформы осуществлен кольцевым токосъемником.
Бункер для огнеупорной массы установлен на резиновые прокладки; на его стендах закреплены электровибраторы, устраняющие зависание материала. Выход массы регулируют шиберным затвором, установленным подгсрловиной бункера. Для предупреждения налипания массы на стенки бункера и вертикального желоба их рабочие поверхности сделаны из! пластика. Объем бункера рассчитан на набивку одного ковша. Электровибрационный питатель и ленточный дозатор системы подачи массы типовой конструкции. Управляет машиной оператор с пульта, расположенного на нижней площадке портала.
Точную установку ковша по продольной оси машины в яме для ремонта осуществляют с помощью центрирующего устройства, состоящего из двух подвижных опорных балок с индивидуальными механизмами перемещения.
