Шлаковня для электродуговой печи Российский патент 2022 года по МПК C21B11/10 C21B3/10 F27D3/15 

Изобретение относится к чёрной металлургии, в частности к конструкции шлаковни для сбора шлака при выплавке чугуна в электродуговых печах.

Изобретение предназначено для долговременного приёма шлака в процессе выплавки чугуна в электродуговой печи с возможностью восстановительного ремонта сваркой.

Известны конструкции шлаковен – несущих ковшей, изготовленных из стального литья, предназначенные для сбора расплавленного или твердого шлака, генерируемого во металлургических или химических процессов, удержания его во время транспортировки и хранении в месте утилизации –https://russian.alibaba.com/product-detail/cast-steel-slag-pot-ladle-with-very-good-quality-60128969031.html просмотрено 15.01.2020. Недостатком данных конструкций является их низкая ремонтопригодность и высокая цена.

Известна конструкция литой чугунной шлаковни по авторскому свидетельству SU № 1161559, приоритет от 08.07.1983, выбранная в качестве прототипа, содержащая кронштейн, днище и наклонные боковые стенки, причем днище сопряжено с боковыми стенками по радиусу, величину которого рассчитывают по формуле. Её недостатками являются: повышенная стоимость за счёт увеличенной массы; отсутствие возможности ремонта сваркой ввиду неудовлетворительной свариваемости чугуна; низкая термонагруженность и стойкость к разгару, обуславливающие малый ресурс до появления критических трещин.

Таким образом, технической задачей настоящего изобретения является разработка ремонтопригодной конструкции шлаковни для приёма шлака в процессе выплавки чугуна в электродуговой печи с увеличенным ресурсом работы.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в изготовлении шлаковни для электродуговой печи следующей конструкции (фиг. 1, 2) из малоуглеродистой стали с хорошей свариваемостью, усиленной рёбрами жёсткости.

Поставленная задача решается тем, что разработана облегчённая конструкция полой стальной сварной шлаковни с наклонными боковыми стенками, усиленная рёбрами жёсткости, имеющая меньшую стоимость по сравнению с литой чугунной за счёт меньшей массы и обладающая увеличенным ресурсом за счёт большей термонагруженности и стойкости к разгару.

Шлаковня с наклонными боковыми стенками, отличающаяся тем, что выполнена полой из соединенного сваркой листового стального металла разной толщины, при этом центральный каркас выполнен из стали прямоугольного сечения, по меньшей мере, из четырёх деталей, образующих прямоугольную раму, отходящими от него деталями, образующими восьмигранную призму, усиленную сеткой оребрения, включающей верхний и нижний замкнутые контуры из рёбер для обеспечения жёсткости конструкции, выполненной из стального проката, а также поперечные ребра между контурами и центральной рамой, с двух противоположных сторон вместо боковых кронштейнов имеет крюки, изготовленные из стали, крюки разнесены на максимально возможное расстояние друг от друга для обеспечения устойчивости при кантовке и перемещении, зев крюка обеспечивает надёжный и безопасный захват стропа.

Расстояние между верхним и нижним контурами сетки оребрения, в частных случаях, обусловленных изготовлением шлаковен различных размеров, а также для повышения технологичности изготовления, может варьироваться от 210 до 216 мм. В частных случаях, обусловленных размерами оборудования, расположенного рядом со шлаковней и расстояниями между ним, зев крюка может быть выполнен шириной от 95 до 105 мм и глубиной от 135 до 142 мм.

Стальная сварная шлаковня (фиг. 1) по сравнению с литой чугунной: имеет меньшую массу за счет использования полой конструкции, а также использования деталей меньшей толщины в конструкции и, соответственно, обладает меньшей стоимостью; ремонтопригодна за счёт возможности заварки/наплавки эксплуатационных трещин; ввиду меньшего уровня остаточных напряжений медленнее подвергается разгару (имеет повышенную трещиностойкость). Шлаковня устанавливается на рельсовую тележку в приямке под печью. Для исключения разбрызгивания на шлаковне размещается стакан (фиг. 2).

Исследования, проведённые по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая конструкция шлаковни неизвестна и явным образом не следует из изученного уровня техники, то есть соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Произведены сравнительные испытания уже действующих шлаковен, используемых при выплавке чугуна в электродуговых печах металлургического производства предприятия и спроектированного и изготовленного опытного образца - стальной сварной полой шлаковни, усиленной рёбрами жёсткости. Спроектированные и выполненные таким образом части шлаковни, в частности, рама каркаса и отходящие от нее детали конструкции, образующие восьмигранную призму, причем усиленную сеткой оребрения шлаковни, в отличие от шлаковни из чугуна, в случае прогара, оперативно заменяют идентичными деталями, с учетом расстояния между верхним и нижним контурами сетки ореберения, присоединяемые сваркой, что позволяет многократно увеличивать срок службы шлаковни. Крюки, расположенные на максимально возможном расстоянии друг от друга на противоположных боковых сторонах шлаковни, ограниченном габаритами шлаковни и возможностями крана, перемещающему шлаковню, позволяют обеспечить устойчивость при кантовке и перемещении, зев каждого из крюков, с учетом его ширины и глубины, обеспечивает надёжный и захват стропа, что повышает безопасность при использовании шлаковни данной конструкции.

Заявляемая конструкция шлаковни может быть использована в условиях чугунолитейного производства и соответствует критерию «промышленная применимость». В качестве примера приведена полая шлаковня 1 (фиг. 1), изготовленная сваркой из листового металла разной толщины, при этом центральный каркас выполнен из стали прямоугольного сечения, из четырёх деталей 2, образующих прямоугольную раму 1000×1700 мм, с отходящими от него деталями 3 толщиной 20 мм, образующими восьмигранную призму, усиленную сеткой оребрения, для обеспечения жёсткости конструкции, выполненной из металла толщиной 30 мм, представляющей собой два замкнутых контура: верхнего – 4 и нижнего – 5, состоящих из рёбер высотой 150 мм, с расстоянием между контурами 215 мм, и поперечными ребрами 6, 8 между контурами 4, 5 и деталями 2 центрального каркаса прямоугольной рамы, причем с двух противоположных сторон шлаковня имеет крюки 7 для кантовки и перемещения шлаковни. Зев каждого крюка (с размерами шириной 100 мм и глубиной 140 мм), изготовлен из стали 60 мм. За счет максимально расположенных относительно друг друга и корпуса шлаковни крюков обеспечивается не только максимальная устойчивость при кантовке и перемещении, но и надёжный и безопасный захват стропа.

Шлаковня 1 располагается в производственном комплексе электродуговой печи и обеспечивающего её работу оборудования для выплавки чугуна, в который входит, в частности, плавильная печь 9, а также установленный на шлаковню 1 стакан 10, в свою очередь стакан 10 со шлаковней 1 расположены на тележке 11, которая после заполнения шлаком 13 перемещается по рельсам 12 из зоны выплавки чугуна (фиг. 2).

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении, автомобиле- и тракторостроении при производстве в электродуговых печах отливок из чугуна. Шлаковню изготавливают сваркой из листового металла разной толщины: центральный каркас выполнен из стали прямоугольного сечения по меньшей мере из четырёх деталей, образующих прямоугольную раму отходящими от него деталями, образующими восьмигранную призму, усиленную сеткой оребрения для обеспечения жёсткости конструкции, представляющей собой два замкнутых контура - верхний и нижний, из рёбер и поперечными ребрами между контурами и центральной рамой, с двух противоположных сторон выполнены стальные крюки. Изобретение позволяет создать облегчённую конструкцию полой стальной сварной шлаковни, усиленной рёбрами жёсткости, которая имеет меньшую стоимость по сравнению с литой чугунной за счёт меньшей массы и обладает увеличенным ресурсом за счёт большей термонагруженности и стойкости к разгару. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Шлаковня для электродуговой печи с наклонными боковыми стенками, отличающаяся тем, что выполнена полой из соединенных сваркой стальных разнотолщинных деталей, при этом центральный каркас выполнен из стали прямоугольного сечения по меньшей мере из четырёх деталей, образующих прямоугольную раму отходящими от него деталями, образующими восьмигранную призму, усиленную сеткой оребрения, включающей верхний и нижний замкнутые контуры из рёбер, а также поперечные ребра между контурами и центральной рамой, с двух противоположных сторон выполнены крюки, расположенные на максимально возможном расстоянии друг от друга для обеспечения устойчивости при кантовке и перемещении.

2. Шлаковня для электродуговой печи по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между верхним и нижним контурами сетки оребрения составляет от 210 до 216 мм.

3. Шлаковня для электродуговой печи по п. 1, отличающаяся тем, что зев крюка выполнен шириной от 95 до 105 мм и глубиной от 135 до 142 мм.