СТОПОР ДЛЯ ОТСЕЧКИ ШЛАКА В КОНВЕРТЕРЕ Российский патент 2000 года по МПК C21C5/46 F27D3/15 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для отсечки шлака при выпуске металла из конвертера.

Наиболее близким по технической сущности является стопор для отсечки шлака из конвертера, содержащий металлическую сердцевину в форме шара, огнеупорную обмазку и подвеску. Форма стопора выполнена в виде шара. Металлический шар выполнен из стали и покрыт слоем огнеупорной обмазки из порошка MgO с добавкой шлака феррохромного производства и жидкого стекла. Поверхность металлического шара имеет неровности (приваренные шипы) для улучшения удержания обмазки (см. Справочник конвертерщика. Якушев А.М. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990, с. 278, рис. 43).

Недостатком известного стопора является недостаточная эффективность отсечки шлака при выпуске металла из конвертера. Это объясняется неудовлетворительной ориентировкой стопора относительно леточного отверстия при выпуске металла из конвертера.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности отсечки шлака при выпуске металла из конвертера.

Указанный технический эффект достигается тем, что стопор для отсечки шлака из конвертера содержит металлическую сердцевину, огнеупорную обмазку и подвеску.

Стопор выполнен каплевидной формы с соотношением наибольшего ее диаметра к высоте в пределах 0,6 - 1,0, центр тяжести металлической сердцевины смещен от центра тяжести продольного сечения формы стопора в сторону ее узкой части на 0,04 - 0,2 высоты стопора, форма металлической сердцевины выполнена подобной форме стопора в его узкой части, угол вершины узкой части стопора составляет 60 - 120 градусов, при этом толщина огнеупорной обмазки на боковой поверхности узкой части металлической сердцевины составляет 0,1 - 0,2 наибольшего диаметра формы стопора.

Повышение эффективности отсечки шлака будет происходить вследствие выполнения стопора каплевидной формы со смещенным центром тяжести металлической сердцевины. При этом в процессе отсечки шлака повышается точность ориентировки и центрирования стопора своей узкой частью относительно леточного отверстия конвертера.

Диапазон значений соотношения наибольшего диаметра формы стопора и его высоты в пределах 0,6 - 1,0 объясняется гидродинамическими закономерностями плавания стопора на границе металл-шлак. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая ориентация стопора относительно леточного отверстия конвертера. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимая устойчивость стопора относительно границы металл-шлак.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от величины высоты стопора.

Диапазон значений величины смещения центра тяжести металлической сердцевины от центра тяжести продольного сечения стопора или геометрического центра продольного сечения в сторону его узкой части в пределах 0,04 - 0,2 его высоты объясняется необходимостью обеспечения устойчивого нормального положения продольной оси стопора относительно границы металл-шлак. При меньших значениях не будет обеспечиваться надежное попадание стопора в леточное отверстие конвертера. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимая толщина огнеупорной обмазки в нижней части узкой части стопора.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от высоты стопора.

Диапазон значений угла вершины узкой части стопора в пределах 60 - 120 градусов объясняется гидродинамическими закономерностями стопора относительно леточного отверстия в процессе отсечки шлака. При меньших значениях будет происходить нарушение целостности узкой части стопора. При больших значениях не будет происходить надежное ориентирование стопора относительно леточного отверстия.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон значений толщины огнеупорной обмазки на боковой поверхности узкой части металлической сердцевины в пределах 0,1 - 0,2 наибольшего диаметра формы стопора объясняется физико-химическими свойствами огнеупорной обмазки стопора. При меньших значениях будет снижаться прочность обмазки ниже допустимых значений. При больших значениях будет снижаться надежность соединения обмазки и металлической сердцевины.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от емкости конвертера.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого стопора 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 показана схема стопора для отсечки шлака из конвертера, продольный разрез.

Стопор для отсечки шлака из конвертера состоит из металлической сердцевины 1 с неровностями 2, огнеупорной обмазки 3 и подвески 4. Позицией H обозначена высота стопора, D - наибольший диаметр формы стопора, α - угол вершины узкой части стопора, h - расстояние смещения центра тяжести металлической сердцевины от центра тяжести продольного сечения формы стопора в сторону его узкой части, A - центр тяжести металлической сердцевины, Б - центр тяжести продольного сечения формы стопора, δ - толщина обмазки.

Стопор для отсечки шлака из конвертера работает следующим образом.

Пример. После выплавки в конвертере стали марки ст3 ее выпускают в сталеразливочный ковш соответствующей емкости. За 0,5 - 1,0 мин до окончания выпуска стали при помощи, например, машины для ремонта летки стопор за подвеску 4 вводят в горловину конвертера и сбрасывают его в район леточного отверстия. При этом стопор плавает на границе металл-шлак. С последними порциями металла стопор своей узкой частью попадает в леточное отверстие конвертера, перекрывая леточное отверстие, и обеспечивает тем самым отсечку шлака.

Вследствие выполнения формы стопора каплевидной формы и расположения металлической сердцевины 1 в вершине узкой части стопора последний надежно ориентируется по оси леточного отверстия в конвертере своей узкой частью. При этом большая часть его высоты H находится под уровнем стали.

Стальная сердцевина 1 снабжена неровностями 2 в виде, например, шипов 2, которые обеспечивают надежное сцепление сердцевины 1 с огнеупорной футеровкой 3. Огнеупорная футеровка или обмазка 3 сформирована так, что форма стопора в продольном сечении представляет собой каплевидную форму. При этом соотношение ее диаметра D к высоте H составляет 0,6 - 1,0, центр тяжести A металлической сердцевины 1 смещен от центра тяжести Б продольного сечения формы стопора в сторону ее узкой части на n = 0,04 - 0,2 высоты стопора H, форма металлической сердцевины 1 выполнена подобной форме стопора в его узкой части, угол α вершины стопора составляет 60 - 120 градусов. Толщина δ огнеупорной обмазки 3 на боковой поверхности узкой части металлической сердцевины 1 составляет 0,1 - 0,2 наибольшего диаметра D формы стопора.

Смещение h устанавливается при изготовлении стопора. В общем случае выпуклая часть широкой части стопора может быть выполнена, например, сферической или другой формы. Абсолютная величина высоты стопора H устанавливается в прямой зависимости от емкости конвертера и технологических условий выплавки стали.

В таблице приведены примеры конструктивного выполнения стопора.

В первом и пятом примерах вследствие несоответствия конструктивных параметров необходимым значениям не обеспечивается необходимая точность ориентации стопора относительно оси леточного отверстия конвертера, а также устойчивое нормальное положение продольной оси стопора относительно границы металл-шлак.

В оптимальных примерах 2 - 4 вследствие необходимых значений конструктивных параметров обеспечивается достаточная и надежная точность ориентации и центрирования стопора своей узкой частью относительно леточного отверстия.

Применение изобретения позволяет уменьшить количество попадаемого шлака в сталеразливочный ковш в 2 - 3 раза.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для отсечки шлака при выпуске металла из конвертера. Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности отсечки шлака при выпуске металла из конвертера. Стопор для отсечки шлака из конвертера содержит металлическую сердцевину, огнеупорную обмазку и подвеску. Стопор выполнен каплевидной формы с соотношением наибольшего ее диаметра к высоте в пределах 0,6-1,0. Центр тяжести металлической сердцевины смещен от центра тяжести продольного сечения формы стопора в сторону ее узкой части на 0,04-0,2 высоты стопора. Форма металлической сердцевины выполнена подобной форме стопора в его узкой части. Угол вершины узкой части стопора составляет 60-120^o. Толщина огнеупорной обмазки на боковой поверхности узкой части металлической сердцевины составляет 0,1-0,2 наибольшего диаметра формы стопора. 1 табл., 1 ил.

Стопор для отсечки шлака в конвертере, содержащий металлическую сердцевину, огнеупорную обмазку и подвеску, отличающийся тем, что стопор выполнен каплевидной формы с соотношением наибольшего ее диаметра к высоте в пределах 0,6-1,0, центр тяжести металлической сердцевины смещен от центра тяжести продольного сечения формы стопора в сторону его узкой части на 0,04-0,2 высоты стопора, форма металлической сердцевины выполнена подобной форме стопора в его узкой части, угол вершины узкой части стопора составляет 60-120^oC, при этом толщины огнеупорной обмазки на боковой поверхности узкой части металлической сердцевины составляет 0,1-0,2 наибольшего диаметра стопора.