КРЫШКА ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША Российский патент 2023 года по МПК B22D41/00 

Изобретение предназначено для сталеразливочных ковшей и емкостей для жидкого металла.

Известна крышка промежуточного ковша (Патент Китая, номер CN 108247028), состоящая из композитной рамной конструкции, огнеупорного материала и треугольного анкера, при этом композитная рамная конструкция содержит внешнюю балку, прямоугольную раму и выступ, прямоугольная рама соединена с поперечной стороной панели и продольной боковой панели, ребра расположены внутри прямоугольной рамы, ребра соединены поперечными ребрами и продольными ребрами, а треугольные анкеры равномерно закреплены на прямоугольной раме и ребристой пластине, составная рамная конструкция отлита за одно целое с огнеупорным материалом, а огнеупорный монолитный слой снабжен сквозными технологическими отверстиями: для потока расплава, вентиляции и измерения температуры; форма составной рамной конструкции соответствует форме промежуточного ковша, а толщина прямоугольной составной рамной конструкции соответствует толщине крышки промежуточного ковша.

Недостатки данного решения:

1) огнеупорный бетон, являясь частью силовой конструкции крышки и обладая относительно большой теплопроводностью, нагревается сам по всей толщине крышки и передает тепло металлическому каркасу крышки и внешним усилителям. Торцы ребер усилителей не закрыты огнеупорным бетоном, что приводит к прямому нагреву усилителей от зеркала металла. В совокупности происходит нагрев всей силовой несущей конструкции крышки до температур, при которых крышка деформируется под собственным весом;

2) обычно для работы при температурах свыше 1450°С и при контакте с расплавами шлака используют плотные огнеупорные бетоны. В данном решении это означает большой вес бетонной футеровки крышки, что ускоряет ее деформацию с последующим напряжением бетонной футеровки, ее растрескиванию и выпадению;

3) для обеспечения удовлетворительных теплоизоляционных свойств при применении плотного огнеупорного бетона, обладающего посредственными теплоизоляционными свойствами, необходима большая толщина бетона, а значит и каркаса крышки. Внешние усилители дополнительно увеличивают габарит крышки. В совокупности это создает вероятность невозможности эксплуатации промковша с данными крышками, т.к. габариты установки предварительного нагрева, машины непрерывного литья заготовки, а также рабочего хода стопоров-моноблоков (при их применении) ограничены.

Прототипом является крышка промежуточного ковша (CN 211161808) состоящая из металлического кожуха, на верхней металлической пластине которого равномерно распределены анкеры и предусмотрены отверстия под технологические нужды. К верхнему кожуху Крышки также крепятся дополнительные внутренние армирующие ребра, выполненные из множества прямоугольных последовательно соединенных Металлических пластин высотой 1/3 общей толщины крышки. Внешние усилители отсутствуют. Кожух имеет двухслойную футеровку:

- теплоизоляционный слой из алюмосиликатного волокна;

- огнеупорный монолитный слой из бетона.

Недостатками данного решения является резкое падение пространственной жесткости металлоконструкции кожуха после выгорания в процессе эксплуатации внешних торцевых ребер кожуха, находящихся над расплавом, т.к. внутренние усиливающие ребра, составляют только 1/3 толщины крышки, что недостаточно и приведет к деформации крышки под действием веса монолитного слоя футеровки с последующим напряжением бетонной футеровки, ее растрескиванием и выпадением.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание крышки промежуточного ковша, позволяющего добиться:

- длительного сохранения высокой жесткости металлоконструкции без деформации крышки даже с учетом выгорания части ее незащищенных футеровкой элементов;

- компактных размеров крышки по высоте, позволяющие использовать ее с промежуточным ковшом в существующем технологическом процессе без реконструкций;

- высокоэффективной теплоизоляции промежуточного ковша;

- низкого веса крышки;

- простоты конструкции и связанной с ней экономической эффективности изготовления.

Технический результат заключается в выведении огнеупорного слоя из структуры силового несущего каркаса и теплоизоляции последнего от воздействия продуктов плавки.

Технический результат достигается тем, что крышка промежуточного ковша имеет несущий силовой каркас, образованный металлическим листовым основанием с приваренными к нему сверху поперечными и продольными усилителями, соединенными друг с другом при помощи сварки, выполненными из отрезков горячекатаного металлического сортового проката, сваренных между собой в коробку или двутавр, кроме того, снизу к листовому основанию приварены равномерно распределенные по его площади «Y»-образные анкера, а по периметру листового основания приварена металлическая обечайка, во внутреннем пространстве которой располагается двухслойная огнеупорно-теплоизоляционная футеровка, состоящая из легковесного теплоизоляционного слоя и монолитного огнеупорного слоя.

Конструкция заявляемого технического решения показана на чертежах, где на:

Фиг. 1 изображен общий вид крышки промежуточного ковша.

Фиг. 2 изображена внутренняя часть крышки промежуточного ковша.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции крышки промежуточного ковша, включающей основание 1, поперечные усилители 2, продольные усилители 3, анкеры 4, обечайку 5, теплоизоляционный слой 6, монолитный огнеупорный слой 7.

Крышка промежуточного ковша устроена и функционирует следующим образом.

Крышка промежуточного ковша содержит несущий силовой каркас, образованный металлическим листовым основанием 1, с приваренными к нему сверху поперечными 2 и продольными 3 усилителями соединенными друг с другом при помощи сварки. Силовой каркас позволяет крышке промежуточного ковша сохранять форму, обеспечивает прилегание по периметру ковша, не допуская изгиба и деформации. Усилители выполнены из отрезков горячекатаного металлического сортового проката, сваренных между собой в коробку или двутавр, что обеспечивает высокую жесткость крышки на изгиб при минимальном весе. Снизу к листовому основанию, равномерно распределенные по его площади приварены «Y»-образные анкера 4, которые обеспечивают связь силового каркаса и расположенного снизу теплоизоляционно-огнеупорного слоя. По периметру листового основания приварена металлическая обечайка 5. Внутри обечайки располагается двухслойная огнеупорно-теплоизоляционная футеровка, состоящая из легковесного теплоизоляционного слоя 6 и монолитного огнеупорного слоя 7, обеспечивающая теплоизоляцию силового каркаса от нагрева продуктами плавки.

Таким образом, применение изобретения позволяет повысить долговечность работы крышки промежуточного ковша, из-за исключения огнеупорной защитной части из системы силового несущего каркаса крышки, в совокупности со снижением температуры нагрева силового каркаса от зеркала металла за счет облегченного комбинированного огнеупорно-теплоизоляционного слоя.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для емкостей с жидким металлом. Крышка промежуточного ковша содержит несущий металлический силовой каркас, образованный листовым основанием (1) с поперечными (2) и продольными (3) усилителями. Снизу к листовому основанию приварены равномерно распределенные по его площади металлические Y-образные анкера (4). По периметру листового основания приварена металлическая обечайка (5). Во внутреннем пространстве крышки, ограниченном обечайкой, расположена двухслойная огнеупорно-теплоизоляционная футеровка, состоящая из слоя (6) легковесного теплоизоляционного огнеупорного материала и слоя (7) монолитного огнеупорного бетона. Обеспечивается повышение долговечности работы крышки промежуточного ковша за счет исключения огнеупорной защитной части из силового несущего каркаса крышки и снижения температуры нагрева силового каркаса от зеркала металла за счет комбинированного огнеупорно-теплоизоляционного слоя. 2 ил.

Крышка промежуточного ковша, содержащая несущий силовой каркас, отличающаяся тем, что несущий силовой каркас выполнен металлическим и образован листовым основанием с поперечными и продольными усилителями, при этом снизу к листовому основанию приварены равномерно распределенные по его площади металлические Y-образные анкера, а по периметру листового основания приварена металлическая обечайка, во внутреннем пространстве которой расположена двухслойная огнеупорно-теплоизоляционная футеровка, состоящая из слоев, один из которых выполнен из легковесного теплоизоляционного огнеупорного материала, а другой – из монолитного огнеупорного бетона.