Сфера металлургии подразумевает тяжелые условия работы механического оборудования. Сюда относят:
♦ воздействие повышенных, высоких и экстремально высоких температур;
♦ тепловое излучение;
♦ небезопасность использования водяного охлаждения (при контакте влаги с раскаленным металлом возможен неконтролируемый взрыв);
♦ общий уровень запыленности воздуха и помещений;
♦ значительные силовые нагрузки и перемещения и т.д.
Одним из наиболее простых и надежных силовых элементов, не требующих внешнего привода и энергоносителя, являются пружинные блоки. В составе металлургических машин и механизмов используют различные пружины сжатия и растяжения, рессоры, демпферы, компенсаторы и амортизаторы.
В шиберных устройствах металлургических и литейных ковшей пружинные блоки применяют для удержания пакета из двух или трех огнеупорных плит. Усилие, которое развивает набор пружин, должно быть достаточным, чтобы исключить возможность образования торцового зазора между огнеупорами, куда может пройти жидкий металл, и не препятствовать боковому сдвижению плиты в процессе замены или перекрытия.
Как правило, для таких целей используют тарельчатые и витые пружины сжатия. Их располагают симметрично с двух сторон от разливочного отверстия. В комплекте может быть от 8 до 16 пружин, чаще всего 10 или 12. Чтобы предусмотреть снижение рабочего усилия в процессе эксплуатации, под каждым изделием устанавливают пробку-гайку. Затягивая ее, пружине задают начальное положение при сборке шиберного затвора.
Упругие элементы располагают в непосредственной близости от разливочного канала огнеупоров — на расстоянии от 100 до 300мм в зависимости от конструкции устройства. Вместе с остальными частями оборудования пружины могут воспринимать нагрев свыше 700°С.
Чтобы избежать этого, используют огнеупоры с низким коэффициентом теплопроводности. Таким образом, обеспечивают работу узлов и деталей шибера в интервале температур 450…550°С. Подача сжатого воздуха в непрерывном режиме прямо в зону размещения пружин позволяет снизить этот диапазон до 250…350°С. Но такое решение требует переоборудования затвора и ковша дополнительным трубопроводом и подключение энергоносителей.