Желоб для выпуска металла и отделения печного шлака Советский патент 1992 года по МПК F27D3/15 

Изобретение относится к черной металлургии, а частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано в устройствах, применяемых для выпуска стали из агрегата в разливочный ковш.

В известном устройстве отделение печного шлака от металла производится с помощью подвижного шибера, перед которым установлена перегородка с зазором между днищем, а сброс шлака в чашу осуществляется через выем в боковой стенке 1.

Однако в этом устройстве затруднена регулировка уровня металла в желобе с помощью шибера для обеспечения слива шлака через выем, так как металл в желобе покрыт шлаком и высоту металлической ванны в желобе определить довольно сложно. Поэтому при излишнем погружении шибера в желоб возможен перелив стали через выем. При малом погружении шибера и низком уровне металла в желобе шлак будет увлекаться струей протекающего металла и проходить ниже перегородки и шибера. Кроме того, и в первом и во втором случаях возможен проход металла между шибером и стенками желоба из-за образования настылей и механического разрушения огнеупорной футеровки. Таким образом, указанное устройство не обеспечивает полное отделение шлака от металла. Кроме того, наличие подвижного шибера усложняет конструкцию желоба и его обслуживание.

Известно устройство для выпуска, обработки металла и отделения печного шлака, взятое в качестве прототипа, содержащее футерованный кожух с выемом в боковой стенке и расположенную за ним скиммер- ную перегородку с зазором между днищем, приямок с уклоном стен в продольном направлении 10-45° и отношением длины приямка к его ширине в верхней части 5-15. Скиммерная перегородка, состоящая из стационарной и съемной частей.заглублена в приямок с отношением высот от низа перегородки до выема в боковой стенке и от низа перегородки до перевала приямка в пределах 1-2, при этом в боковой стенке желоба предусмотрена огнеупорная встав5

Ё

XI XI

О х|

Ю

ка, которая расположена ниже перевала приямка с отношением высот от низа перегородки до перевала и от низа перегородки до основания вставки в пределах 1,1-2.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность отсечки шлака в процессе эксплуатации сталеплавильного агрегата между ремонтами сталевыпускного отверстия. Это обусловлено тем, что по мере эксплуатации сталеплавильного агрегата, например мартеновской печет, в результате размывания огнеупорной кладки сталевыпускного отверстия увеличивается интенсивность выпуска металла из печи и нижний канал под перегородкой желоба не в состоянии пропустить весь металл, что приводит к переполнению приемного отсека и переливанию металла через открытый выем в боковой стенке желоба. Во избежание аварийной ситуации, вызванной переливанием металла, необходимо убирать съемную часть перегородки верхнего канала. Установить съемную перегородку на прежнее место после понижения уровня металла в приемной части желоба в конце выпуска невозможно из-за образования настылей на стенках желоба.

Увеличение же пропускной способности желоба путем увеличения площади зазора между скиммерной перегородкой и днищем приямка более чем в 2-4 раза по сравнению с площадью сталевыпускного отверстия (2) приводит к увеличению габаритов желоба, размеры которого ограничены как условиями его обслуживания (подсоединения его к печи) и подготовкой отверстия к выпуску плавки, так и наличием свободных площадей в районе сталевыпускного отверстия.

Вследствие недостаточной пропускной способности желоба отсечка шлака возможна только на первых после ремонта стале- выпускного отаерстия плавках, что составляет 25-50% от общего межремонтного количества плавок. На остальных плавках наблюдается переполнение приемной части желоба, вследствие чего необходимо удалять съемную надставку перегородки и работать без отсечки шлака.

Низкая эффективность отсечки шлака в процессе эксплуатации печи приводит к перерасходу ферросплавов, ухудшению качества стали, снижению стойкости сталеразливочных ковшей.

Целью изобретения является повышение эффективности отсечки шлака в процессе эксплуатации печи.

Поставленная цель достигается тем. что основание выема расположено на одном уровне с перевалом приямка.

На фиг,1 показан желоб, продольный

разрез; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг.З - разрез по Б-Б на фиг.1.

Устройство содержит футерованный кожух 1 с выемом 2 и футерованной вставкой 3 в боковой стенке желоба, приямком 4,

заканчивающимся перевалом 5, соединенным со сливным носком 6, расположенной над приямком скиммерной перегородкой 7, которая делит желоб на приемный 8 и сливной 9 отсеки желоба и образует нижний 10

и верхний 11 каналы.

Отличается от прототипа тем, что основание выема 2 с футерованной вставкой 3 расположено на одном уровне с перевалом приямка.

Выполнениеоснования выема с футерованной вставкой на одном уровне с перевалом приямка позволяет эффективно отсекать шлак в процессе эксплуатации печи на всех плавках независимо от степени

износа огнеупорной кладки сталевыпускного отверстия. За счет более эффективной стабильной отсечки шлака увеличивается количество плавок,выпускаемых по заказу, улучшается качество металла, сокращаются

расходы раскислителей и огнеупоров, так как повышается стойкость ковшей.

Сравнительный анализ известного технического решения и заявляемого не обнаружил у них сходных признаков,

Следовательно, заявляемое устройство обладает существенными отличиями.

Желоб работает следующим образом. Перед выпуском плавки к сталевыпускному отверстию подового сталеплавильного агрегата подсоединяют желоб. Съемную футе- рованную вставку 3 устанавливают на основание выема 2 (с подмазкой огнеупорными массами и просушкой швов) и присоединяют тросом к крюку разливочного

крана или специально установленной лебедке. После разделки сталевыпускного отверстия, поступающий из печи металл наполняет приямок 4 желоба, проходит через нижний канал 10 и, достигнув уровня

перевала 5, сливается в ковш. По мере размывания сталевыпускного отверстия, интенсивность выпуска металла из печи увеличивается и нижний канал не в состоянии пропустить металл. Уровень металла в

5 приемном отсеке 8 желоба поднимается и избыток металла через верхний канал 11 попадает в сливной отсек 9 желоба. По мере выпуска металла из печи уменьшается фер- ростатическое давление расплава и,как

следствие, снижается скорость наполнения

металлом приемного отсека желоба. Уровень металла устанавливается ниже верхнего канала и металл попадает в сливной отсек только через нижний канал. С появлением первых порций шлака в приемном отсеке желоба он всплывает на поверхность металла и удерживается от движения в ковш ским- мерной перегородкой 7 и гидравлическим затвором, образуемым металлом в приямке желоба. По мере накопления шлака уровень металла в приемном отсеке будет понижаться за счет статического давления слоя шлака. Так, например, слой шлака высотой Hi вытеснит из приемной части слой металла по высоте, равный половине Hi, так как удельные веса сталеплавильного шлака и металла относятся примерно как 1:2. При этом уровень металла до перегородки (Урс) будет находиться вблизи низа перегородки, а за перегородкой на уровне (Ура). Таким образом, глубина расположения перегородки 7относительно перевала 5 приямка4, т.е. .глубина гидравлического затвора Нг, должна быть равна как минимум половине высоты шлакового слоя (,5 Hi).

В момент достижения шлаком верхнего уровня перегородки 7, футерованная вставка 3 удаляется при помощи крана или лебедки и шлак через образовавшийся выем 2 в боковой стенке по шлаковому желобуудаля- ется в шлаковую чашу и с уменьшением толщины слоя шлака в желобе металл из сливного отсека перемещается в приемный отсек желоба до выравнивания их уровней, С подъемом металла в приямке перед пере- городкой поднимается и находящийся на его поверхности шлак, который, достигая основание выема в боковой стенке, сливается через него в шлаковую чашу. После выпуска металла и шлака из печи, в желобе остается шлак, количество которого определяется длиной, шириной приемного отсека желоба и удвоенным расстоянием от перевала до уровня металла в сливном отсеке.

Оставшийся в приемнике желоба металл и шлак сливаются в ковш путем подъема желоба при помощи разливочного крана.

В работе желоба участвуют одновременно нижний и верхний каналы в случае интенсивного схода металла, что обычно на- блюдается после 9-10 плавок, начиная с ремонта сталевыпускного отверстия. Верхний канал при умеренном сходе металла из печи не работает.

В предлагаемом устройстве расположе- ние основания выема 2 в боковой стенке на одном уровне с перевалом приямка 5 и перекрытие выема съемной футерованной вставкой 10, а также использование верхнего канала в период интенсивного схода

металла из печи позволяет эффективно отсекать шлак при интенсивном сходе металла и шлака из печи, то есть на всех плавках, проводимых между ремонтом сталевыпускного отверстия. Если расположить основание выема выше перевала приямка, то после выпуска металла и шлака из печи в приемном отсеке желоба остается большое количество шлака толщиной, равной удвоенной разнице между уровнем основания выема и уровнем перевала приямка, который попадает в сталеразливочный ковш после кантовки желоба. Кроме этого, увеличивается высота желоба, что затрудняет разделывание сталевыпускного отверстия, а также приводит к увеличению расходов огнеупоров.

В случае расположения основания выема ниже перевала приямка, после удаления съемной футерованной вставки 3, часть ме- тапла будет переливаться в шлаковую чашу, что приводит к завариванию шлаковых чаш и снижению выхода годной стали,

Пример.. Отсечку шлака на 250-тонной мартеновской печи Макеевского металлургического комбината производили при помощи желоба, имеющего скиммерную перегородку, верхний и нижний каналы для прохода металла. Площадь проходного сечения нижнего канала составляла 0,12 м2, верхнего канала - 0,072 м2. Расстояние от низа перегородки до верхнего канала соответствовало 1,05 м, высота от низа перегородки до перевала - 0,5 м. высота желоба - 1,2 м. В боковой стенке желоба выполнен выем, который снабжен съемной футерованной вставкой, при этом основание выема находилось на одном уровне с перевалом приямка.

Также испытывался желоб, на котором основание выема с футерованной вставкой располагали выше и ниже перевала приямка на 50 мм.

В табл. 1 представлены результаты промышленных испытаний желоба при различном расположении выема с футерованной вставкой по отношению к перевалу приямка.

При расположении основания выема ниже перевала приямка имеет место попадание металла в шлаковую чашу и ее заваривание. С расположением выема выше перевала приямка уменьшалась степень отсечки шлака, так как при кантовке желоба в сталеразливочный ковш попадало шлака значительно больше, чем его необходимо для тепловой изоляции зеркала металла.

В случае расположения выема в боковой стенке на одном уровне с перевалом приямка не наблюдались потери металла и

заваривание шлаковых чаш при достаточно высокой степени отсечки шлака.

В табл.2 представлены данные о степени отсечки шлака и количестве плавок, про- веденных с отсечкой шлака по ходу эксплуатации печи после ремонта сталевы- пускного отверстия, с использованием желоба предлагаемой конструкции и принятого за прототип.

Количество плавок между ремонтами сталевыпускного отверстия в обоих случаях было одинаково и составляло 24 плавки

В сравнении с конструкцией желоба, принятого за прототип, использование желоба предлагаемой конструкции обеспечивает отсечку шлака на всех плавках в течение эксплуатации печи между ремонтом сталевыпускного отверстия, в то время как конструкция желоба по прототипу позволяет отсекать шлак на первых 10 плавках

после ремонта сталевыпускного отверстия, что составляет 92% от общего количества плавок.

В результате увеличения количества плавок, проведенных с отсечкой шлака, брак 1 передела снизился на 0,04%, расход ферромарганца на 20%, увеличилась стойкость сталеразливочных ковшей на 23%.

Формула изобретения

Желоб для выпуска металла и отделения печного шлака,содержащий футерованный кожух с выемом в боковой стенке и футерованной вставкой, приямком с перевалом,

стационарной скиммерной перегородкой, расположенной над приямком, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отсечки шлака, основание выема расположено на одном уровне с перевалом приямка.

Использование: в черной металлургии. Сущность изобретения: желоб содержит футерованный кожух с выемом в боковой стенке и футерованной вставкой, приямком с перевалом, стационарной скиммерной перегородкой, расположенной под приямком, основание выема расположено на одном уровне с перевалом приямка. 3 ил.

Т а &л и ц а 1

Таблица 2

н -ь

.Л///Г////Л

sj -ь -Ц

Фие. 7

Фиг.2

10 9

/7

АУ

$

/ л//,

Фиг.З