Устройство для тепловой обработки Советский патент 1993 года по МПК B22D41/02 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при сушке, обжиге и разогреве футеровки металлургических емкостей, например, сталеразливочных ковшей.

Цель изобретения - повышение стойкости футеровки и сокращение длительности цикла обработки.

Сущность изобретения поясняется представленным чертежом.

Устройство для тепловой обработки, в частности сушки, содержит сталеразливоч- ный ковш, состоящий из корпуса 1 и футеровки 2, и горелку 3, размещенную во внутренней полости 4 ковша. На наружных боковой и донной поверхностях футеровки 2 посредством ребер жесткости 5 закреплен выполненный по форме ковша перфорированный элемент 6, образующий с корпусом 1 полость 7. снабженную патрубком 8 для соединения с вакуумной системой.

Перфорация поверхности элемента 6 составляет 15-30% от общей площади поверхности элемента (см. таблицу). При площади перфорации более 30% наблюдается прогиб элемента 7 (см, таблицу, опыт 1), при площади перфорации менее 15% снижается плотность футеровки (опыты 6, 7) и увеличивается время сушки. При расположении элемента на расстоянии менее 0,15 Н(Н-высота ковша) от верха ковша наблюдается подсос воздуха через верхний слой футеровки. Наиболее оптимальная высота расположения элемента 7-0,15-0,25 Н от высоты ковша.

Работа устройства осуществляется следующим образом,

В полость 4 подают через горелку 3 энергоноситель и нагревают поверхность футеровки. Одновременно в полости 8 создают резрежение. отсасывая из полости газы с помощью вакуум-насоса.

00 100

;О со О

|Ю

При создании разрежения в полости 7.в процессе сушки облегчается удаление паров воды из футеровки 3 за счет ускорения диффузии и снижения температуры кипения ее при пониженном давлении. Под воздействием пониженного давления через пористую футеровку просасываются горячие газы, которые интенсифицируют процесс прогрева футеровки по толщине, одновременно захватывая влагу, содержащуюся в порах футеровки. Т.е. прогрев футеровки происходит не только за счет теплопроводности пористой футеровки, но и за счет проходящих через поры футеровки горячих газов.

При обжиге и разогреве футеровки также осуществляется просасывание горячих газов, что интенсифицирует эти процессы.

Таким образом, устройство позволяет организовать поток тепла и влаги в одном направлении, т.к. под воздействием вакуума диффузия удаляемых паров воды через поры футеровки значительно облегчается, что ускоряет прогрев футеровки и сокращает его длительность. За счет одинакового направления потоков тепла и удаляемой влаги (на чертеже показано стрелками) снижаются термовлажностные напряжения в Футеровке, характерные для разнонаправленных потоков тепла и влаги в известных процессах тепловой обработки. Это обеспечивает более однородную структуру футеровки за счет снижения проникновения жидкого металла и шлака через микродефекты и уменьшения размывания футеровки, повышая тем самым ее стойкость.

При этом обеспечивается улучшение однородности структуры футеровки путем доуплотнения созданием разрежения в начальный момент сушки, равномерной плотности футеровки ковша по высоте, равномерного удаления влаги по всей по- верхности футеровки.

В приведенной таблице представлены результаты испытаний устройства.

Как видно из таблицы, устройство обеспечивает повышение стойкости на 20-40% (опыты 1-7), ускорение длительности сушки на 15-35% и повышение средней плотности футеровки с 77 усл. ед. до 82-88 усл. ед. за счет доуплотнения на 5-7 усл. ед.

Кроме того, в устройстве можно исполь- зовать различные виды нагрева, например, при помощи газовых горелок, СВЧ - энергии, электронагревателями и т.п. (в прототипе температура нагрева рабочего слоя, футеровки ограничена - не более 250- 300°С. т.к. при более высокой температуре может быть повреждена поверхность перфорированного формообразующего шаблона).

Формула изобретения

Устройство для тепловой обработки, содержащее источник тепловой энергии и металлургическую емкость, включающую корпус с патрубком для соединения с вакуумной системой, футеровку и полость, выполненную между корпусом и футеровкой, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости футеровки и сокращения длительности цикла обработки, оно

снабжено перфорированным элементом, размещенным на наружной поверхности футеровки.

Использование: сушка, обжиг и разогрев футеровки металлургических емкостей, например, сталеразливочных ковшей. Сущность изобретения: устройство содержит источник тепловой энергии и металлургическую емкость, состоящую из корпуса с патрубком для соединения с вакуумной системой и футеровки. На наружной поверхности футеровки закреплен перфорированный элемент, образующий с корпусом емкости полость. При нагреве внутренней поверхности футеровки одновременно создают разрежение по ее наружной поверхности, что обеспечивает организацию потока тепла и влаги в одном направлении. 1 ил.