СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ОТ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ В РАЗЛИВОЧНЫЕ ЕМКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C21C1/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам и устройствам для транспортировки расплавленного металла от металлургической печи в разливочные емкости.

Известен способ транспортировки расплавленного металла от металлургической печи в разливочные емкости, в котором в выпускной системе доменной печи исключают контакт окисляющих газов, в том числе и окружающего воздуха с расплавленным чугуном и шлаком, выпускаемым из печи.

Известно устройство для транспортировки расплавленного металла от металлургической печи в разливочные емкости, в котором шлаковый желоб или желоб для выпуска чугуна накрыт колпаками, которые могут иметь трубки для подачи инертного газа.

Задачей изобретения является улучшение известных способа и устройства в той части, что при более низких инвестициях и эксплуатационных затратах (энергия, затраты на обслуживание и на инертный газ) достигается существенное подавление дыма, причем изобретение специально нацелено на особо труднодоступные зоны, такие как выходное отверстие, места переходов, например с поворотными или качающимся опрокидывающимся желобом, а также на место входа в литейный ковш и на внутреннюю полость разливочного сосуда (ковша).

Эта задача решается следующим образом.

Непосредственно находящийся у выходного отверстия металлургической печи, в особенности доменной печи, желоб должен быть закрыт, например, крышкой, в которую вводится инертный газ. Благодаря этому в значительной степени предотвращается доступ воздуха к жидкому металлу.

По технологическим причинам закрывающие кожухи в зоне выходного отверстия должны быть подвижными, т.е. иметь возможность быть повернутыми или откинутыми от выходного желоба. Газ, обеспечивающий инертность зоны над металлом, может так подводиться, что он одновременно может способствовать охлаждению термически очень нагруженных зон.

Экранирование потока расплавленного металла в транспортирующем желобе обеспечивается тем, что желоба закрываются кожухами, причем подвод инертного газа способствует одновременному охлаждению закрываемых кожухов. Поступающий от транспортного желоба металл поступает в свободном падении на поворотный или качающийся желоб, причем преимущественно он течет через распределительный желоб и сливное отверстие и через них течет в разливочную емкость, например ковш типа "торпедо", или в транспортную емкость. Место передачи в значительной степени экранируется газоплотно снаружи с помощью выполнения общей крыши, в образующемся внутреннем пространстве тем самым может эффективно создаваться инертная атмосфера с помощью инертного газа, в особенности азота. Общая крыша места перехода существенно минимизирует пространство, которое должно быть "промыто" инертным газом. В остальном экономически неоправданная подача через сопла под давлением азота или инертного газа ограничивается небольшой зоной, а именно от конца транспортного желоба до выходного отверстия в разливочную емкость, например ковш или вагонетку типа "торпедо". По технологическим причинам передаточная зона оснащается преимущественно подвижной крышей.

Особенностью изобретения является то, что поворачиваемый или качающийся желоб во время прохода расплавленного металла охлаждается тем же самым инертным газом, с помощью которого гарантируется инертность атмосферы во внутренней полости, образованной при экранировании. При этом преимущественно инертный газ под экранировкой вдувается по направлению стенок поворачиваемого или качающегося желоба. Чтобы уменьшить расход инертного газа нужно поддерживать на минимально возможном уровне величину избыточного давления под потоком расплавленного металла в сливном желобе, передаточной зоне и во внутренней полости разливочной емкости.

Струя расплавленного металла при сливе после своего выхода из выпускного отверстия до входа в разливочную емкость экранируется до доступа воздуха путем создания вокруг нее оболочки из инертного газа. Эта оболочка создается с помощью кольцевой системы доз для выпуска под давлением инертного газа, преимущественно 1,5 бар, так что получается окружающая струю жидкого металла завеса. Инертный газ выполняет роль охлаждающего газа для выпускного отверстия.

Во внутренней полости разливочной емкости поддерживают инертную атмосферу путем введения инертного газа преимущественно через находящиеся в оболочке емкости подающие отверстия. Цель этого предотвращение окисления металла.

В качестве инертного газа могут применяться или азот, или такой газ, у которого содержание чистого кислорода израсходовано с помощью сжигания в камере сгорания. Инертный газ, который, например, может быть получен путем сжигания природного газа, охлаждается перед введением в названные полости.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение доменной печи с тремя выпускными отверстиями и соответствующим числом спускных желобов к передаточной станции; на фиг.2 поперечное сечение вдоль продольной центральной оси раздаточной "ямы" с перемещаемой верхней частью; на фиг.3 корпус в полуоткрытом положении, вид сверху; на фиг.4 качающийся желоб в поперечном сечении; на фиг.5 то же, вид сверху; на фиг.6 и 7 вид сбоку и вид сверху на поворотно-подъемное устройство соответственно.

Представленная на фиг. 1 доменная печь 1 имеет три выпускных отверстия 2-4, от которых отходят сливные желоба 5-7 к соответствующим передаточным станциям 8-10, ниже которых соответственно расположены перемещаемые разливочные емкости 11 и 12 (фиг.2) для приема расплавленного металла.

Существенным признаком предлагаемого устройства, находящегося в зоне выпускного отверстия, является наличие нагружаемых инертным газом перекрывающих кожухов 13-15, которые установлены с возможностью поворота в зоне соответствующих выпускных отверстий 2-4 с помощью поворотных устройств 16-18.

По соответственно перекрытым и заполненным инертным газом сливным желобам 5-7, чугун подводится к соответствующим передаточным станциям 8-10.

Внутри передаточных станций 8-10 жидкий металл течет от сливных желобов преимущественно на поворотные желоба 19-21, которые далее сбоку охлаждаются путем притока инертного газа, обеспечивающего инертную атмосферу в желобе. Расплавленный металл направляется преимущественно с помощью распределительных желобов 22 и 23 (фиг.2) к соответствующим выпускным отверстиям 24 и 25. Все передаточные станции охвачены корпусами 26, крыша 27 которых горизонтально подвижна.

Струя 28 расплавленного металла течет вниз от разливочной площадки из выпускного отверстия 24, которое охватывается кольцевыми по форме соплами 29. Они окружают струю жидкого металла завесой 30 из инертного газа до входа в верхнее отверстие 31 разливочной емкости 11 или 12.

Внутренняя полость разливочной емкости перед и во время заполнения преимущественно через одно или несколько находящихся в оболочке входных отверстий 32 или 33 инертным газом.

Все газовые сопла присоединены к системе подача газа 34-36, и запитываются азотом с помощью напорных клапанов 37-39.

Изобретение применимо и для так называемых качающихся желобов, когда необходимо поместить качающийся желоб под общей крышей или даже закрыть и поддерживать во внутренней полости корпуса в значительной степени инертную атмосферу при небольшом избыточном давлении. Равным образом изобретение применимо для транспортных желобов для шлака.

Поворотный желоб 20 и распределительные желоба 22 и 23 находятся внутри разливочной "ямы" 40, ограниченной с двух сторон направляющими ходовыми рельсами 41 и 42. Третий направляющий рельс 43 расположен параллельно к названным ходовым рельсам 41 и 42 и начинается от торца "ямы" 40. На ходовые рельсы 41-43 колесами 44-46 опирается с возможностью перемещения верхняя часть разливочной "ямы". Рельс 43 установлен в полу 47 литейного зала. Рельсы 41 и 42 расположены на нижней общей крыше разливочной "ямы" 40. В крышке 27 предусмотрена уплотняющая полоса 48, закрывающая зазор 49 между крышкой 27 и стационарной нижней частью 50.

Если вместо поворотных желобов 9-21, которые охвачены замкнутыми корпусами 26, применяют качающийся желоб 51, то можно отказаться от названных выше корпусов. Качающийся желоб 51 имеет по концам выпускные воронки 52 и 53, на торцах которых соответственно установлены кольца 54 и 55 из сопел для подачи газа под давлением. В положении слива качающийся желоб 51 должен быть повернут путем опускания на угол α, при этом сливной канал 56 с продольной осью 57 канала будет расположен под тем же углом α по отношению к вертикали к качающемуся желобу. А это значит, что кольцо 54 и 55 из сопел в положении слива расположено горизонтально (фиг.4, левая сторона). Качающийся желоб 51 перекрыт одной или несколькими крышками 58 при образовании минимально возможной внутренней полости 59. Крышки 58 съемные, закреплены с возможностью поворота на качающемся желобе 51. Для создания инертной атмосферы во внутренней полости 59 выше зеркала расплавленного металла в качающемся желобе на нижней части крышки предусмотрено одно или несколько сопел 60 для подачи инертного газа. Сопло 60 может также, как и подвод 61 газа под давлением, запитываться от центральной системы подачи и управления.

Представленное на фиг. 6 и 7 поворотно-подъемное устройство состоит в основном из вертикально расположенной колонны 62, поворачиваемой вокруг своей продольной оси 63. Эта колонна находится сбоку от выпускного отверстия доменной печи и имеет стрелу-вылет 64, на свободном конце 65 которой находится подъемное устройство 66, состоящее в данном случае из тали. Подъемное устройство служит для подъема и опускания захватывающего приспособления 67 для перекрываемого кожуха 68. Это захватывающее приспособление 67 соединено с подъемным устройством 66 через поворотное соединение 69 с шаровыми опорами и приводится через цевочное зацепление. Чтобы сделать возможными свободную от скручивающих моментов посадку и захват перекрывающих кожухов 68 на грунт в качестве фиксирующих элементов для перекрывающего кожуха предусмотрены скобы 70. С помощью поворотного соединения 69 с шаровыми опорами и цевочного зацепления перекрывающий кожуж может переводиться в любое угловое положение в горизонтальной плоскости (поворот вокруг вертикальной оси 71). Следующая возможность поворота вокруг продольной оси 63 колонны обеспечивается с помощью цевочного зацепления 72 для вертикальной колонны 62. Так как для каждого выпускного отверстия предусмотрено одно поворотно-подъемное устройство, рекомендуется соединить с устройством магистраль для подачи инертного газа (охлаждающей среды) в виде комбинированного трубопровода 73. Этот трубопровод 73 имеет шарнирное соединение 74 для труб.

Способ осуществляется, а устройство работает следующим образом.

Жидкий металл из доменной печи 1 через выпускные отверстия 2-4 поступает в сливные желоба 5-7 и далее к соответствующим передаточным станциям 8-10, а затем в разливочные емкости 11 и 12.

Благодаря тому, что на все пути следования металла устраняется его контакт с окружающим воздухом, предотвращается окисление металла.

Использование: в металлургии. Сущность изобретения: в системе, состоящей из по меньшей мере смонтированного у одного выходного отверстия металлургической печи транспортного и сливного желоба и из передаточной станции с поворотным или качающимся желобом, в которой расплавленный металл течет от сливного желоба через систему распределения в выходные отверстия, из которых он попадает в преимущественно перемещаемые разливочные емкости, предлагается закрыть перекрывающими кожухами сливные желоба, направляющие расплавленный металл от выпускных отверстий металлургической печи, в значительной степени газоплотно заэкранировать передаточную станцию, "промывать" соответствующие внутренние полости инертным газом и дополнительно экранировать от доступа воздуха при сливе струю расплавленного металла от выходного отверстия до входа в разливочную емкость с помощью оболочки из инертного газа, подаваемого под давлением, имеющей в поперечном сечении в основном форму кольца. 2 с. и 29 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ транспортировки расплавленного металла от металлургической печи в разливочные емкости, включающий предотвращение контакта расплавленного металла с окружающим воздухом во время протекания через транспортные и сливные желоба от выпускного отверстия печи к одной по меньшей мере разливочной емкости, отличающийся тем, что на всем пути между металлургической печью и разливочной емкостью желоба, проводящие расплавленный металл, закрывают с образованием минимально возможной по объему внутренней камеры, зону передачи расплавленного металла от транспортного и сливного желоба в разливочную емкость газоплотно экранируют, при этом во внутренней камере сливных желобов и в значительной мере газоплотно экранированной зоне передачи и внутренней полости разливочной емкости создают инертную атмосферу, а сливную струю расплавленного металла от выходного отверстия до входа в разливочную емкость экранируют кольцеобразной оболочкой из инертного газа, подаваемого под давлением. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразную оболочку из инертного газа создают кольцевым вдуванием инертного газа под давлением 1,5 бар. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве инертного газа применяют азот или другой газ, не содержащий кислород. 4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что давление инертного газа над транспортным или сливным желобом, в зоне передачи и во внутренней полости разливочной емкости поддерживают на 10-100 Па выше наружного давления. 5. Устройство для транспортировки расплавленного металла от металлургической печи в разливочные емкости при одновременном предотвращении контакта поверхности расплавленного металла с окружающим воздухом во время протекания расплавленного металла по транспортному и сливному желобам от выпускного отверстия до одной по меньшей мере разливочной емкости, содержащее по меньшей мере один, смонтированный на выпускном отверстии металлургической печи транспортный и сливной желоб, одну по меньшей мере передаточную станцию с поворотным или качающимся желобом, а также одну по меньшей мере разливочную емкость, в которую поступает расплавленный металл из транспортного и сливного желоба через передаточную станцию, причем по меньшей мере одна часть транспортного и сливного желоба накрыта кожухом для предотвращения доступа окисляющих газов на поверхность протекающего расплавленного металла, отличающееся тем, что на всем пути между металлургической печью и разливочной емкостью каждый транспортный и сливной желоб по всей своей длине накрыт одним или несколькими кожухами, которые образуют минимально возможную, свободную от расплавленного металла, внутреннюю полость, в кожухах установлены сопла для подачи инертного газа, обеспечивающего инертную атмосферу в желобе, каждое выпускное отверстие передаточной станции охвачено кольцевыми по форме соплами для создания вокруг струи металла завесы из инертного газа до входа в верхнее отверстие разливочной емкости, в значительной мере газоплотно экранированные передаточные станции, а также полости разливочных емкостей снабжены соответствующим образом расположенными соплами для подачи инертного газа. 6. Устройство по пп.5 и 6, отличающееся тем, что сопла соединены с системой подачи газа с встроенными регулируемыми напорными клапанами. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что кожухи, накрывающие сливной и транспортный желоб, выполнены с возможностью отворота от транспортного или сливного желоба. 8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что корпус передаточной станции состоит из стационарной нижней части и выполненной с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости верхней части. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что верхняя часть корпуса передаточной станции состоит из рамного шасси с колесами и крышки. 10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что стационарная нижняя часть имеет на продольных сторонах направляющие-ходовые рельсы для колес. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что крышка в поперечном сечении выполнена в виде двускатной крыши и с возможностью разъема от рамного шасси. 12. Устройство пп. 9 и 11, отличающееся тем, что крышка выполнена с уплотняющей планкой, закрывающей зазор между крышкой и стационарной нижней частью. 13. Устройство по п.5, отличающееся тем, что сбоку от каждого выпускного отверстия доменной печи установлена вертикальная колонна, выполненная с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и имеющая стрелу-вылет, на свободном конце которой расположено подъемное устройство с захватывающим приспособлением для перекрывающих кожухов. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что захватывающее приспособление выполнено с возможностью поворота относительно подъемного устройства вокруг вертикальной оси. 15. Устройство по пп.13 и 14, отличающееся тем, что захватывающее приспособление соединено с подъемным устройством через поворотное соединение с шаровыми опорами. 16. Устройство по пп.13 и 14, отличающееся тем, что захватывающее приспособление соединено с подъемным устройством с помощью цевочного зацепления. 17. Устройство по пп.13-16, отличающееся тем, что захватывающее приспособление имеет крепежные элементы. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что крепежные элементы выполнены в виде скоб. 19. Устройство по п.13, отличающееся тем, что подъемное устройство имеет стабильную к крутящему моменту направляющую для восприятия односторонних моментов при неравномерной нагрузке. 20. Устройство по п.13, отличающееся тем, что подъемное устройство выполнено с возможностью подъема и опускания с помощью тросовой тяги, преимущественно с помощью тали. 21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что тросовая тяга упруго оперта через конструкцию с тарельчатыми пружинами на опорную точку. 22. Устройство по п.13, отличающееся тем, что вертикальная колонна выполнена с возможностью вращательного движения с помощью цевочного зацепления. 23. Устройство по пп.13-22, отличающееся тем, что оно включает копировальное устройство для контроля мгновенных процессов движения или положений вертикальной колонны и/или подъемного устройства. 24. Устройство по п.13, отличающееся тем, что на поворотно-подъемном устройстве закреплен трубопровод инертного газа, причем свободный конец трубопровода имеет один узел быстроразъемного сцепления для присоединения к перекрывающему кожуху, снабженному сопрягаемым узлом. 25. Устройство по п.5, отличающееся тем, что качающиеся желоба передаточных станций перекрыты одной или несколькими крышками с образованием минимально возможной внутренней полости. 26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что на нижней части крышки качающегося желоба установлено одно или несколько сопл для подачи инертного газа под давлением. 27. Устройство по п.25, отличающееся тем, что крышки закреплены на качающемся желобе с возможностью съема. 28. Устройство по п.25, отличающееся тем, что крышки закреплены на качающемся желобе с возможностью поворота в сторону. 29. Устройство по п.25, отличающееся тем, что на концах качающегося желоба установлены выпускные воронки. 30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что выпускные воронки закреплены на качающемся желобе разъемно. 31. Устройство по п.5, отличающееся тем, что переходы от сливных желобов к качающимся или поворотным накрыты крышками с уплотнениями.