СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫЙ КОВШ Российский патент 1997 года по МПК B22D41/02 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к сталеразливочным ковшам, применяемым при поточном вакуумировании стали в процессе непрерывной разливки.

Наиболее близким по технической сущности является сталеразливочный ковш, включающий металлический корпус и последовательно расположенные изоляционный, арматурный и рабочие слои футеровки. Рабочий слой выполнен насухо из необожженных пекодоломитовых кирпичей в один слой по высоте ковша и в два слоя на его днище. В местах стыка кирпичей установлены зазоры. Зазоры между поверхностями стыков кирпичей заполнены локальными участками огнеупорной массы пылевидной фракции. В днище ковша установлены гнездовые кирпичи с разливочными стаканами. (См. патент РФ N 2025202, кл. В 22 Д 11/10, 41/02, 1994).

Недостатком известного сталеразливочного ковша является низкая стойкость в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке стали. Это объясняется тем, что при создании вакуума под днищем сталеразливочного ковша сталь проникает между стыками кирпичей футеровки и гнездовыми кирпичами вследствие заполнения стыков между ними локальными участками огнеупорной массы вылевидной фракции. В результате жидкий металл под действием ферростатического давления и остаточного давления в вакуумкамере проникает к металлическому корпусу ковша, что приводит к прекращению процесса поточного вакуумирования и процесса непрерывной разливки стали.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости футеровки днища сталеразливочного ковша.

Указанный технический эффект достигается тем, что сталеразливочный ковш включает металлический корпус с арматурным и рабочими слоями из огнеупорных кирпичей, а также гнездовые кирпичи с разливочными стаканами.

Рабочий слой футеровки днища ковша выполнен из необожженных пекодоломитовых и периклазохромитовых кирпичей, выложенных насухо, при этом гнездовые кирпичи расположены на участке днища, выложенном периклазохромитовыми кирпичами, площадь которого составляет 0,2-0,4 всей площади днища ковша, а зазоры между гнездовыми и периклазохромитовыми кирпичами составляют 0,2-0,3 наибольшего размера гнездового кирпича в плане и заполнены высокоглиноземистой массой на водном растворе.

Повышение стойкости футеровки днища ковша будет происходить вследствие отделения пекодоломитовых кирпичей от гнездового кирпича периклазохромитовыми кирпичами. В этих условиях не происходит гидратации влаги, находящейся в высокоглиноземистой массе, в пекодоломитовые кирпичи и связанное с этим их разрушение.

Применение периклазохромитовых кирпичей объясняется необходимостью отделения пекодоломитовых кирпичей от гнездовых кирпичей. Пекодоломитовые кирпичи обладают высокой стойкостью относительно жидкой стали, но из-за наличия в их составе извести подвержены разрушению вследствие гидратации. Периклазохромитовые кирпичи не содержат в своем составе извести и поэтому не подвержены гидратации.

Диапазон значений площади участка днища сталеразливочного ковша, выложенного периклазохромитовыми кирпичами, в пределах 0,2-0,4 всей площади днища объясняется физикохимическими закономерностями гидратации необожженных пекодоломитовых кирпичей. При меньших значениях будет происходить гидратация пекодоломитовых кирпичей и их разрушение. При больших значениях будет уменьшаться стойкость футеровки днища ковша вследствие увеличения площади днища, выложенной периклазохромитовыми кирпичами.

Указанный диапазон устанавливается в обратной зависимости от емкости ковша.

Диапазон значений зазоров между гнездовыми и периклазохромитовыми кирпичами в пределах 0,2-0,3 наибольшего размера гнездового кирпича объясняется теплофизическими закономерностями расширения огнеупорных кирпичей. При меньших значениях будет нарушаться цельность кирпичей при их тепловом расширении. При больших значениях возможно протекание жидкого металла через стыки кирпичей к металлическому корпусу ковша и разрушение высокоглиноземистой массы.

Указанный диапазон устанавливается в обратной зависимости от наибольшего размера гнездового кирпича в плане.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого сталеразливочного ковша с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертеж, на котором на фиг. 1 показана схема сталеразливочного ковша, состыкованного с вакуумной камерой для поточного вакуумирования при непрерывной разливке стали, продольный разрез; на фиг. 2 то же, разрез А-А.

Сталеразливочный ковш состоит из металлического корпуса 1, арматурного 2 и рабочего 3 слоев футеровки, гнездового кирпича 4, разливочного стакана 5, участков днища ковша 6 и 7, границы 8 между кирпичами. Позицией 9 обозначен шиберный затвор, 10 вакуумная камера, 11 слой высокоглиноземистой массы, 12 уплотнения.

Сталеразливочный ковш работает следующим образом.

Пример. В процессе поточного вакуумирования сталеразливочный ковш устанавливается на вакуумкамеру 10 через уплотнения 12. В вакуумной камере 10 создается остаточное давление в пределах 0,5-1,2 КПа. Сталеразливочный ковш состоит из стального корпуса 1, арматурного слоя 2 из шамотных кирпичей и рабочего слоя 3 из необожженных пекодоломитовых кирпичей. Рабочий слой 3 днища ковша выполнен из необожженных пекодоломитовых кирпичей 6 и периклазохромитовых кирпичей 7, выложенных насухо. Зазоры между кирпичами 6 и 7 заполнены огнеупорной массой пылевидной фракции. Гнездовой кирпич 4 вместе с разливочным стаканом 5 расположен на участке 7 днища ковша в его средней части, выложенном периклазохромитовыми кирпичами. Участки 6 и 7 граничат между собой по линии 8. Площадь участка 7 составляет 0,2-0,4 всей площади днища ковша. Зазоры между гнездовым кирпичом 4 и периклазохромитовыми кирпичами 7 составляет 0,2-0,3 наибольшего размера гнездового кирпича в плане и заполнены высокоглиноземистой массой 11 на водном растворе. В общем случае участок 7 может быть выполнен в виде сегмента, сектора и другой формы.

Под днищем ковша установлен двухплиточный шиберный затвор 9 для регулирования расхода металла из ковша.

При такой конструкции днища ковша жидкий металл в процессе поточного вакуумирования не проникает в зазоры 11. В то же время не происходит разрушение высокостойких пекодоломитовых кирпичей 6 вследствие их гидратации. Сказанное приводит к повышению стойкости днища сталеразливочного ковша в условиях поточного вакуумирования стали при непрерывной разливке.

В таблице приведены примеры работы сталеразливочного ковша с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие большой площади днища ковша, занимаемой периклазохромитовыми кирпичами, уменьшается стойкость днища ковша. Кроме того, из-за большой величины зазоров происходит разрушение слоя высокоглиноземистой массы.

В пятом примере вследствие малой площади днища ковша, занимаемой периклазохромитовыми кирпичами происходит разрушение пекодоломитовых кирпичей из-за гидратации. Кроме того, из-за малой величины зазоров происходит разрушение периклазохромитовых кирпичей при их нагреве.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия участка днища ковша, выложенного периклазохромитовыми кирпичами, и высокоглиноземистой массы на водном растворе в зазорах происходит проникновение жидкого металла к корпусу днища ковша и выход его из строя.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие наличия необходимой площади участка днища ковша, выложенного периклазохромитовыми кирпичами, и необходимой величины зазоров, заполненных высокоглиноземистой массой на водном растворе обеспечивается устранение проникновения жидкого металла к корпусу днища ковша при одновременном повышении стойкости его футеровки на 5-10%

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к сталеразливочным ковшам, применяемым при поточном вакуумировании стали в процессе непрерывной разливки. Сущность изобретения: рабочий слой футеровки днища ковша состоит из участка, выполненного из необожженных пекодоломитовых кирпичей, выложенных насухо, и участка, выполненного из необожженных периклазохромитовых кирпичей, выложенных насухо. Площадь этого участка составляет 0,2-0,4 площади днища ковша, и в нем установлены гнездовые кирпичи с зазорами, составляющими 0,2-0,3 наибольшего размера гнездового кирпича в плане и заполненными высокоглиноземистой массой на водном растворе. 1 табл., 2 ил.

Сталеразливочный ковш, содержащий металлический корпус, арматурный и рабочий слои футеровки из огнеупорных кирпичей, гнездовые кирпичи с разливочными стаканами, установленными в днище ковша, отличающийся тем, что рабочий слой футеровки днища ковша состоит из участка, выполненного из необожженных пекодоломитовых кирпичей, выложенных насухо, и участка, выполненного из необожженных периклазохромитовых кирпичей, выложенных насухо, площадь которого составляет 0,2 0,4 площади днища ковша, при этом гнездовые кирпичи установлены на участке из периклазохромитовых кирпичей с зазорами относительно последних, составляющими 0,2 0,3 наибольшего размера гнездового кирпича в плане и заполненными высокоглиноземистой массой на водном растворе.