Устройство для сушки футеровки сталеразливочных ковшей Советский патент 1986 года по МПК B22D41/00 F27D1/16 

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к разливке металлов и сплавов.

Цешь изобретения - сокрай ение продолжительности и повышение эффек- Т.ИВНОСТИ сушки за счот обеспечения равномерности нагрева, /На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - схема электрического соединения электронагрева- тельных элементов.

Устройство для сушки сталеразли- вочных ковшей, состоящих из прочного корпуса 1 и футеровки с арматурным слоем 2, вьтолненным из огнеупорных кирпичей, и рабочим слоем 3, изготовленным из влажной огнеупорной массы, содержит полый электронагреватель 4, выполненный по форме ковша с крышкой 5 и отверстием 6 в днище, стальной кожух 7 с открытым верхним торцом 8 и днищем 9, центральную трубу 10 для подвода воздуха под давлением К днищу 9 кожуха 7.

На внутренней поверхности электро нагревателя закреплено от 9 до 12 электронагревательных элементов 11 в биде спирали, витки которой уложены с шагом 250-300 мм по высоте электронагревателя 4. Толщина стен- ки электронагревателя А составляет 10-15 мм. Отверстие 6 в днище электронагревателя 4 имеет диаметр 300 500 мм.

Кожух 7 закреплен.в верхней час- ти на 5 электронагревателя 4 при помощи коротких вертикальных штанг 12,а днищем 9 жестко соединен (напри- мер при помощи сварки) с центральной трубой 10. Толщина стенки кожуха 7 составляет 5-10 мм. Между открытым торцом 8 кожуха 7 и крьш1кой 5 электронагревателя 4 образован промежуток высотой 80-100 мм.

Центральная труба 10 закреплена в отверстии крышки 5. На расстоянии 150-200 мм от ее нижнего торца вы- фрезерованы четыре прямоугольные отверстия 13 для выпуска сжатого воздуха в полость кожуха 7. Внутренний диаметр трубы составляет 100- 150 мм. Труба 10 верхним торцом соединена с подводом сжатого воздуха от заводской магистрали давлением 0,4-0,6 МПа или с вентилятором большого расхода воздуха, например типа Ц14-46-3,15-0,1А.

13 . .2

Отношение объема внутренней полости кожуха 7 к объему кольцевой полости между кожухом 7 и Электронагревателем 4 составляет 2,0-2,5.

Выбор этого соотношения меньше 2 обуславливает Повьш1ение скорости потока воздуха в кольцевой полости между кожухом 7 и электронагревателем 4 до 3,0-3,5 м/с, что приводит к снижению его температуры до 200- 250 С и, следовательно, к снижению температуры рабочего слоя 3 до 120- 150 С, а это увеличивает продолжительность сушки до 30-35 ч.

Выбор указанного соотношения боле 2,5 приводит к снижению скорости потока воздуха через нагревательные - элементы 11 до 0,1-0,15 м/с, в результате чего воздух нагревается до температуры, превьш1ающей 400 С, что приводит к большому градиенту температуры на поверхности рабочего слоя 3 и, следовательно, к появлению в нем напряжений, вызывающих его растрескивание. Кроме того, при этом скорость обтекания потоком воздуха внутренней поверхйости ковша снижается до 0,5-0,8 м/с, что снижает захват этим потоком паров воды из футеровки и, следовательно, продвижение воды в сторону арматурного слоя 2 футеровки, В результате этого снижается эффективность сушки. Кроме того, происходит увлажнение арматурного слоя, что требует дополнительной сушки.

Электронагревательные элементы 11 длиной 15 м каждый, устанавливаемые на поверхности электронагревателя 4 и изолированные .от него с помощью пластин, например из слюдопласта, изготовлены из тканой ленты типа ЛОН (ТУ-17-1112-79), в которой основные нити заменены нихромовыми проволоками (50 шт.) диаметром 0,4 мм, а уточные нити - кремнеземистые. Основные -параметры нагревательной ленты: ширина 50 мм, толщина 1,8 мм, при длительной эксплуатации рабочий ток 100 А, рабочая температура . Для питания нагревательных элементов используют переменный ток напряжением 220 В. Для этого все нагревательные элементы распределены в три секции по 3-4 элемента. В пределах каждой секции нагревательные элементы соединены параллельно друг с другом. Под31

ключение секций непосредственно к 3-фазной силовой линии осуществлено по схеме звезда при помощи токовво дов А, В, С, установленных с помощью изоляторов на крышке 5 электронагре- вателя 4. Общая точка трех секций соединена с кожухом 7 и электронагревателем 4, корпусом 1 ковша и нулевым проводом силовой линии.

На наружной поверхности электро- нагревателя 4 вблизи его верхнего торца закреплены, например, сваркой 6-8 горизонтальных кронштейнов. На нижнем торце кажд.ого из кронштейнов

14закреплены направляющие 15 высо- той 150-200 мм, выполненные по форме верхней части внутренней поверхности ковша.

Устройство работает следующим образом.

После набивки монолитной футеровки в ковш устанавливают устройство для сущки с помощью уборочного мостового крана. При этом направляющие

15ориентируют положение устройства относительно внутренней поверхности ковша, а горизонтальные кронштейны

14 служат опорой этого устройства в ковше. Футеровка верхней части ковша выполнена кирпичной, поэтому направляющие 15 не вызьгаают повреждений рабочего слоя 3 футеровки, расположенного ниже.

После установки устройства для сушки в ковш трубу 10 соединяют с заводской магистралью сжатого воздуха давлением 0,4-0,6 МПа или с выходом вентилятора типа Ц14-46-3, 15-0,1А, обеспечивающего расход воздуха 3700 м /ч при давлении 940 Па. Токовводы А, В и С подключают к трехфазной силовой линии напряжением 380 В.

Включают питание электронагревательных элементов и подвод воздуха в центральную трубу 10. Воздух выходит из отверстий 13 и заполняет полость между трубой 10 и кожухом 7, нагреваясь при этом от стенок кожу-. ха 7. Затем воздух проходит между верхним торцом 8 кожуха 7 и крьш1кой 5 электронагревателя 4 в кольцевую полость между кожухом 7 и электронагревателем 4, где по мере движения вниз нагревается от электронагрева- тельных элементов 11 и стенок кожуха 7 и выходит через отверстие 6 в кожухе 7 к центральной части днища

134 .

ковша, откуда, обтекая днище ковша, проходит в кольцевую полость между элекронагревателем 4 и внутренней ,поверхностью рабочего слоя 3 футероки и выходит из ковша в отверстия между кронштейнами 14.

Поскольку при выходе из отверсти 13 в трубе 10 воздух попадает в полость большого объема, то он заполняет ее медленно, что обеспечивает его нагрев до температуры 70-90 С от стенки кожуха 7. На выходе из указанной полости давление его составляет 0,1-0,15 МПа, что обеспечивает при диаметре 300-350 мм отверстия 6 скорость течения воздуха между кожухом 7 и электронагревателем равную 0,4-0,75 м/с. На вьпсоде из отверстия 6 температура воздуха составляет 290-350°С. Скорость течения воздуха между электронагревателем 4 и рабочим слоем 3 футеровки состав- ляет 1,0-1,9 м/с, температура возду Iха поддерживается за счет нагрева от стенкм электронагревателя 4 в пределах 250-330°С. При этом поток воздуха вызывает конвективный нагрев ковша и рабочего слоя 3 футеровки и захватывает.из них пары воды, благодаря чему в днище ковша и рабочем слое 3 футеровки происходит перенос воды по порам огнеупорной массы в направлении к омываемой воздухом поверхности слоя 3, что предотвращает увлажнение арматзфного слоя 2.

Днище ковша и рабочий слой нагреваются как за счет конвективного теплообмена, который обеспечивает турбулентный поток воздуха с температурой 250-330 С, так и за счет теплоизлучения от боковой поверхности и днища электронагревателя 4, что обуславливает нагрев внутренней поверхности днища ковша и рабочего слоя 3 футеровки до температуры 200- 250 С и прилегающей к арматурному слою 2 поверхности до температуры 120-140°С в конце сушки.

При влажности монолитной футеровки .9-12% продолжительность процесса сушки ковша с использованием предлагаемого устройства составляет 1.4-15 ч

По окончании сушки отключают электропитание нагревателей 11 и подачу воздуха в центральную трубу 10 и извлекают с помощью уборочного мостового крана устройство для сушки

512601136

из ковша, чем заканчивается подготов- обмена,в результате чего продолжи- ка ковша к наливу жидкого металла. тельность сушки снижается до 14-15 ч,

Для высушивания влажной монолитной футеровки с учетом ее нагрева и испарения воды требуется удельная мощность 406 МДж/м . Предлагаемое устройство потребляемой мощностью 180 кВт высушивает 120-тонный ковш с объемом футеровки 8,79 м за 14- 15 ч, что позволяет оценить его КПД около 0,38.

Так1М образом, предлагаемое устройство Для сушки сталеразливочных ковшей обеспечивает обтекание внутренней поверхности ковша турбулентным потоком воздуха, нагретого до температуры 290-350°С и движущегося со скоростью 1,0-1,9 м/с. Это наряду с нагревом футеровки за счет теплоизлучения обуславливает ее нагрев также и за счет конвективного теплоБ. Копча

(Риг.2

I

Составитель Л. Буканова Техред А.Кравчук

Заказ 5165/8

Тираж 757

ВНИИПИ Государственного 1 омитета СССР

по Делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

ПроизвоДственно полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для сушки футеровки

сталеразливочных ковшей, содержащее выполненный по форме ковша Полый электронагреватель с крышкой, о тличающееся тем, что, с целью сокращения продолхсительности и повьш1ения эффективности сушки за счет обеспечения равномерного нагрева, оно снабжено кожухом с днищем,

установленным с зазором внутри электронагревателя, а также центральной трубой .для подвода воздуха к днищу кожуха, при этом в днище электронагревателя выполнено отверстие, а отношение объема полости кожуха к объему кольцевой полости между кожухом и электронагревателем составляет 2,0-2,5.

Корректор 0. Луговая

Подписное

Изобретение относится к области металлургии, в частности к разливке металлов и сплавов. Целью изобретения является сокращение продолжительности и повышение эффективности сушки за счет обеспечения равномерности нагрева. После установки устройства для сушки в ковш включают питание электронагревательных элементов 1 1 и подвод воздуха в центральную трубу 10. Воздух выходит из отверстий 13 и заполняет полость между трубой 10 и кожухом 7, нагреваясь от стенок кожуха 7. Затем воздух проходит между верхним торцом 8 кожуха 7 и крышкой 5 электронагревателя 4 в кольцевую полость мевду кожухом 7 и электронагревателем 4-, выходит через отверстие 6 к центральной части днища ковша, далее - в кольцевую полость между электронагревателем 4 и внутренней поверхностью рабочего слоя 3 и выходит в отверстия между кронштейнами 14. Отношение объема внутренней пот лости кожуха 7 к объему кольцевой полости между кожухом 7 и электронагревателем 4 составляет 2,0-2,5. Предлагаемое устройство для сушки обеспечивает обтекание внутренней Поверхности ковша турбулентным потоком. Это наряду с нагревом футеровки за счет теплоизлучения обеспечивает ее нагрев за счет конвективного теплообмена, в результате чего продолжительность сушки снижается. 2 ил. .ю (Л Q (Риг.1