УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЛИВКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА Российский патент 1995 года по МПК B22D41/14 

Изобретение относится к области тяжелого машиностроения и касается металлургической промышленности, в частности устройства для разливки жидкого металла.

Известны устройства для разливки стали, состоящие из шиберного затвора, подвижная часть которого имеет огнеупорную плиту и стакан-коллектор, связанный с ним, а неподвижная плита затвора связана с другим стаканом-коллектором, размещенным в гнездовике, закрепленном на конце [1]
Недостатком известного устройства является недостаточный срок службы второго стакан-коллектора и гнездовика ввиду низкой прочности стыкового соединения их между собой.

Известно также устройство для разливки жидкого металла, содержащее два установленных один на другом огнеупорных гнездовика, нижний из которых выполнен с сужающимся к верху коническим каналом, два огнеупорных стакана верхний и нижний, между которыми расположены две огнеупорные плиты, причем нижний стакан имеет металлический кожух, а верхний стакан выполнен с цилиндрической и конической наружными поверхностями, посредством последней из которых стакан сопряжен с конической поверхностью нижнего гнездовика, при этом обе гнездовика, плиты и стаканы выполнены с каналом для жидкого металла [2]
Недостатками известного устройства, принятого в качестве прототипа, являются малый срок службы наиболее нагруженных конструктивных элементов таких, как гнездовик, особенно верхняя его часть, и стакан.

Во время эксплуатации шиберного затвора, неподвижная плита которого примыкает к нижнему стакану, периодически требуется производить замену этой огнеупорной плиты, стаканов и других конструктивных элементов устройства для разливки жидкого металла.

Демонтаж элементов конструкции производят в следующем порядке: неподвижная огнеупорная плита, стакан, гнездовики, сначала нижний, а затем верхний. Такая технология замены элементов обусловлена конструкцией устройства, а также неодинаковой износостойкосью плит, стаканов и гнездовиков.

Таким образом, замена, например, стакана в известном техническом решении требует снятия как неподвижной плиты, так и гнездовика. Демонтаж последнего приводит к снятию и верхнего гнездовика, поскольку условия работы (в основном температурные) не позволяют разъединить один элемент конструкции от другого без повреждений последнего. В связи с этим известная конструкция устройства обладает низкой ремонтопригодностью.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение эксплуатационного срока службы устройства для разливки жидкого металла с получением технического результата упрощения технологии его обслуживания при монтаже и демонтаже элементов конструкции.

Технический результат достигается тем, что известное устройство для разливки жидкого металла, содержащее два установленных один на другом огнеупорных гнездовых кирпича, нижний из которых выполнен с сужающимся к верху коническим каналом, два огнеупорных стакана верхний и нижний, имеющий металлический кожух, между которыми расположены две огнеупорные плиты, причем гнездовые кирпичи, огнеупорные плиты и стаканы выполнены с каналом для жидкого металла, снабжено дополнительным огнеупорным стаканом с каналом для жидкого металла, имеющим коническую наружную поверхность, металлический кожух нижнего стакана выполнен заподлицо с наружной его поверхностью и имеет в средней части цилиндрическую форму, в нижней сужающуюся коническую, а в верхней расширяющуюся коническую с прижимным буртиком, верхний гнездовой кирпич выполнен с сопряженными последовательно расположенными цилиндрическим и коническим каналами, причем последний сопряжен с коническим каналом нижнего гнездового кирпича, верхний стакан выполнен с цилиндрической и конической наружными поверхностями, посредством последней из которых стакан сопряжен с конической поверхностью нижнего гнездового кирпича, дополнительный стакан установлен внутри верхнего и нижнего гнездовых кирпичей по сопряженным коническим поверхностям над верхним стаканом, при этом длина l верхнего стакана определяется из соотношения 0,8l₁≥l ≥0,25l₁, где l₁ суммарная длина обоих стаканов, а длина l₂ части дополнительного стакана, расположенной в верхнем гнездовом кирпиче, определяется из соотношения d ≅ l₂ ≅ D, где d диаметр канала для жидкого металла, D наружный диаметр дополнительного стакана со стороны верхнего гнездового кирпича.

На чертеже изображен общий вид гнездового устройства для разливки жидкого металла.

Гнездовое устройство для разливки жидкого металла, преимущественно для стали, состоит из двух гнездовых кирпичей 1 и 2, выполненных из огнеупорного материала, установленных один на другом и связанных между собой элементом 3 фиксации поперечного смещения. Гнездовой кирпич 1 имеет в верхней части коническую воронку 4, сопряженную с цилиндрическим каналом 5, за которым расположен конический канал 6. Нижний гнездовой кирпич 2 выполнен с сужающимся к верху коническим каналом 7.

Гнездовые кирпичи 1 и 2 имеют одинаковую форму и размеры наружного контура, но могут быть выполнены различной длины. При этом длина нижнего гнездового кирпича 2 остается постоянной, а изменяется длина верхнего гнездового кирпича 1. Изменение длины гнездового кирпича 1 определяется размерами, формой и типов ковша, в котором применено данное гнездовое устройство. При этом в случае изменения длины гнездового кирпича 1 изменяется длина только цилиндрического канала 5, размеры конической воронки 4 и конического канала 6 не претерпевает каких-либо изменений. Такое решение технологично и не требует серьезных затрат на производство целого ряда типоразмеров верхнего гнездового кирпича.

Устройство имеет верхний стакан 8 и расположенный над ним дополнительный стакан 9, выполненные с продольным каналом для жидкого металла. Стакан 8 имеет снаружи цилиндрическую и коническую поверхности и установлен в гнездовом кирпиче 2 с возможностью сопряжения с ним по конической поверхности, причем часть стакана, имеющая цилиндрическую поверхность, выступает за пределы гнездового кирпича.

Длина l верхнего стакана 8 определяется из соотношения 0,25˙l₁≅ l≅ 0,8l₁, где l₁ суммарная длина обоих стаканов. Данное соотношение позволяет увеличить прочностные свойства наиболее изнашиваемых в службе зон (отверстия канала, края отверстий у рабочей части и зоны контакта с металлом) на 10-20% При величине l < 0,25l₁ прочностные свойства стыкового участка "верхний стакан 8 гнездовой кирпич 2" ухудшаются и возможно проникновение жидкого металла между стаканом 8 и гнездовым кирпичом 2. Верхний предел l определяется технологическими условиями изготовления огнеупорного стакана, а также габаритными размерами.

Дополнительный стакан 9, расположенный над стаканом 8, выполнен с конической наружной поверхностью, посредством которой стакан 9 контактирует с соответствующей поверхностью гнездового кирпича 1, при этом размеры стакана 9 выбираются из условия, в соответствии с которым длина l₂ части стакана 9, расположенная в верхнем гнездовом кирпиче 1, определяется из соотношения d ≅ l₂ ≅ D, где d диаметр отверстия для жидкого металла, D наружный диаметр стакана 9 со стороны гнездового кирпича 1.

Выполнение данного условия способствует заряду с увеличением прочностных свойств верхнего стакана и гнездового кирпича снижению весогабаритных параметров.

Гнездовые кирпичи 1 и 2 выполнены с равной конусностью конических поверхностей.

Гнездовой кирпич 2 снизу соединен с неподвижной плитой 10 шиберного затвора. Подвижная плита затвора присоединена к нижнему стакану 12, металлический кожух 13 которого выполнен заподлицо с наружной его поверхностью и имеет цилиндрическую форму, переходящую внизу в сужающуюся коническую, а вверху в расширяющуюся коническую с образованием прижимного бурта 14, предназначенного для осуществления прижатия стакана 12 к плите 11 посредством любого известного прижимного механизма 15.

Наличие металлического кожуха защищает хрупкий огнеупорный стакан от механических повреждений, а также равномерно распределяет усилие прижатия стакана к плите через прижимной буртик на тело стакана, что способствует увеличению срока службы.

Все соединения контактируют между собой конструктивных элементов устройства выполнены с помощью огнеупорной неорганической связки типа "мертель".

Выполнение устройства в виде двух гнездовых кирпичей 1 и 2 обусловлено с одной стороны толщиной днища огнеупорной футеровки ковша, а с другой стороны в сочетании с двумя стаканами условием ремонтопригодности устройства. Причем в этом случае нижний гнездовой кирпич 2 выполняется для всех ковшей одинаковым, а высота верхнего кирпича определяется толщиной футеровки ковша и регулируется путем изменения длины цилиндрического канала 5. По существу конструкция гнездовых кирпичей позволяет их унифицировать, поскольку прессование всех частей гнездового кирпича осуществляется в однотипной пресс-форме.

Устройство работает следующим образом.

Сборку устройства осуществляет сверху вниз по ходу движения жидкого металла. Соединяют верхний и нижний гнездовые кирпичи 1 и 2 между собой, соблюдая соосность каналов 5, 6 и 7. Запрессовывают стакан 9, а затем и стакан 8, благодаря равной конусности каналов 6 и 7 обеспечивается соосность каналов стаканов для жидкого металла. После этого к нижнему стакану 8 присоединяют огнеупорную плиту 10 шиберного затвора.

Замену стакана 8 осуществляет следующим образом: отсоединяют неподвижную плиту 10, далее любым известным захватом выпрессовывают или оба стакана в сборе, или, если разрушено в процессе работы соединение между ними, только нижний стакан. В первом случае заменяют или восстанавливают оба стакана и устанавливают их на место, во втором случае заменяют только нижний стакан.

На степень разрушения наиболее нагруженных конструктивных элементов устройства большее влияние оказывает их взаимное расположение. Наиболее оптимальным соотношением размеров устройства является такое, когда линия стыка стаканов 8 и 9 расположена в средней части гнездового кирпича 2, такое решение повышает прочностные свойства за счет предотвращения проникновения жидкого металла за пределы гнездового кирпича по его шву со стаканом.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить ремонтопригодность устройства и эксплуатационный срок службы.

Осуществление настоящего изобретения возможно при использовании известных средств производства.

Изобретение относится к области тяжелого машиностроения и касается металлургической промышленности, в частности устройства для разливки жидкого металла. Особенностью устройства для разливки жидкого металла является наличие двух гнездовых кирпичей 1 и 2 из огнеупорного материала, установленных один на другом и связанных между собой элементом 3 фиксации поперечного смещения. Нижний гнездовой кирпич 2 выполнен с коническим сужающимся к верху каналом, а верхний гнездовой кирпич с сопряженными последовательно расположенными цилиндрическим и коническим каналами 6 и 7, при этом последний сопряжен с коническим каналом нижнего гнездового кирпича. Два огнеупорных стакана 8 и 9 с продольным каналом для жидкого металла, выполненных нижний с цилиндрической и конической наружными поверхностями, а верхний с конической наружной поверхностью, последовательно установлены внутри гнездовых кирпичей. Длина верхнего стакана l определяется из соотношения 0,8·l₁≥l≥ 0,25 l₁ где l₁ суммарная длина обоих стаканов. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЛИВКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, содержащее два установленных один на другом огнеупорных гнездовых кирпича, нижний из которых выполнен с сужающимся кверху коническим каналом, два огнеупорных стакана верхний и нижний, имеющий металлический кожух, между которыми расположены две огнеупорные плиты, причем гнездовые кирпичи, огнеупорные плиты и стаканы выполнены с каналом для жидкого металла, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным огнеупорным стаканом с каналом для жидкого металла, имеющим коническую наружную поверхность, металлический кожух нижнего стакана выполнен заподлицо с наружной его поверхностью и имеет в средней части цилиндрическую форму, в нижней сужающуюся коническую, а в верхней расширяющуюся коническую с прижимным буртиком, верхний гнездовой кирпич выполнен с сопряженными последовательно расположенными цилиндрическим и коническим каналами, причем последний сопряжен с коническим каналом нижнего гнездового кирпича, верхний стакан выполнен с цилиндрической и конической наружными поверхностями, посредством последней из которых стакан сопряжен с конической поверхностью нижнего гнездового кирпича, дополнительный стакан установлен внутри верхнего и нижнего гнездовых кирпичей по сопряженным коническим поверхностям над верхним стаканом, при этом длина l верхнего стакана определяется из соотношения
0,8 l₁ ≥ l ≅ 0,25 l₁,
где l₁ суммарная длина обоих стаканов,
а длина l₂ части дополнительного стакана, расположенной в верхнем гнездовом кирпиче, определяется из соотношения
d ≅ l₂ ≅ D,
где d диаметр канала для жидкого металла;
D наружный диаметр дополнительного стакана со стороны верхнего гнездового кирпича.