Устройство для удаления шлака спОВЕРХНОСТи РАСплАВлЕННОгО МЕТАллА Советский патент 1981 года по МПК B22D43/00 

1

Изобретение относится к металлургии , в частности к оборудованию, используемому для выполнения вспомогательных операций при производстве металлов. Оно предназначено для удатления шлака с поверхности расплавленного металла в KOBUie, миксере или другой металлургической емкости.

Известно устройство для удаления шлака с поверхности расплавленного металла t содержащее гребок и механизм его перемещения l .

Недостатками этого уртройства являются большие затраты времени на удаление шлака, невозможность полного удаления шлака без потерь металла и быстрое прогорание гребков, что влечет за собой их частую замену, а также невозможность полно автоматизации процесса удаления шлака.Наиболее близким по .технической сущности к предлагаемому является устройство для удаления шлака из сталеплавильных печей, содержащее водоохлаждаемый элемент (гребок) и механизм его возвратно-поступательного перемещения 2.

Выполнение гребка водоохлаждаемым предотвращает быстрое его про горание и повышаетнадежность работы устройства.

Однако указанные выше недостатки т.е. большие затраты времени на удаление шлака, невозможность полного удаления шлака без потерь металла, . а также невозможность полной автоматизации процесса удаления, присущи и этому устройству.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса удаления ишака и исключение потерь металла.

Эта цель достигается тем, что водоохлаждаемый элемент выполнен в вияе двух полых шайб, насаженных на стержень, при этом одна из них закреплена на стержне неподвижно и в ней выполнены вертикальные сквозные каналы, а вторая установлена с воз(Можность перемещения относительно первой и снабжена штырями, име1ои(имн во можность перемещения в каналах неподвижной шайы, к тому же рабочая поверхность неподвижной шайбы вкполнена профилированной в виде чередующихся выступов и впадин, а механизм возвратно-поступательного прремещения содержит каретку, связанную с неподвижной шайбой стержнем, а с

подвижной - пневмоцилиндрами. Выполнение водоохлаждаемого элемента в виде двух полых шайб, определенным образом выполненных и взаимосвязанных, позволяет ускорить пр 1цесс удаления шлака и достичь более полного его удаления без потерь металла за счет того, что при контак те профилированной поверхности водо охлазедаемого элемента со шлаком по ледний будет намораживаться на хол ную поверхность. За два-три контакта можно с дос таточной полнотой удалить шлак с по верхности расплавленного металла в ковше без потерь металла при этом, так как из-за своей большой теплопроводности и низкой вязкости по ср нению со шлаком, расплавленный металл не будет настывать на водоохлазвдаемую поверхность. Кроме того, между охлаждаемой поверхностью и ме таллом будет находиться шлаковый слой, который-предотвращает их непосредственный контакт и служит гар нисажем для водоохлаждаемого элемен та. Выполнение полых шайб с диаметром, соответствующим внутреннему диаметру горловины ковша, является отпимальн1ам и направлено на достижение возможно большего удаления шлака за время одного контакта водо охлаждаемого элемента со шлаком, чт в конечном итоге способствует ускорению процесса удаления шлака. Профилированное выполнение повер ности неподвижной шайбы, находящейся в рабочем положении в контакте со шлаком, направлено-на увеличение площади контакта поверхности шайбы со шлаком, приводит к увеличению количества настывшего шлака за время одного контакта и улучшению сцеп ления шлака с поверхностью водоохлаждаемой шайбы. Исполнение механизма возвратнопоступательного перемещения в виде каретки, связанной с неподвижной шайбой через полый стержень, а с по вижной шайбой - посредством пневмоцилиндров, позволяет быстро устанав ливать ьОмОрхлаждаемый элемент над ковшом с расплавленным металлом и приводить его в контакт со шлаком, а затем с помощью пневмоцилиндров удалять настывший шлак с поверхности шайб. На фиг. 1 показано устройство дл удаления шлака с поверхности расплавленного металла в рабочем положении, продольный разрез/ на фиг. 2 участок водоохлаждаемого элемента, разрез; на фиг. 3 - профилированная поверхность водоохлаждаемого элемен та (вид А на фиг. 1). Устройство для удаления шлака 1 с поверхности расплавленного металла 2 в ковше 3 содержит водоохлажда мый элемент и механизм его возвратно-поступательного перемещения. Водоохлаждаемый элемент выполнен в виде двух полых шайб, неподвижной 4 и подвижной 5, насаженных на полый стержень 6. Неподвижная полая шайба 4 имеет вертикальные сквозные каналы 7, а подвижная полая шайба 5 снабжена штырями 8, котпые размещены в каналах 7. Поверхность неподвижной шайбы 4, находящаяся в рабочем положении в контакте со ишаком 1, выполнена профилированной . Диаметр шайб соответствует внутреннему диаметру горловины ковша. Механизм возвратно-поступательноно перемещения водоохлаждаемого элемента выполнен в виде каретки 9; которая соединена с неподвижной шайбой 4 водоохлаждаемого элемента через полый стержень, а с его подвижной шайбой 5 - посредством пневмоцилиндров 10. Каретка 9 установлена в вертикальной поворотной направляющей 11. Вертикальное перемещение каретки осуществляют с помощью привода 12, например электромеханического через тягу 13, например трос. Подвод охлаждающей воды к полым шайбам и ее отвод обеспечивают по трубопроводам 14. Устройство работает следукяцим образом. Чугуновозный ковш 3 с расплавленным металлом 2 .(площадь поверхности расплава около 7 м) и слоем шлака 1 толщиной около 15 см устанавливают на стенде 15 рядом с устройством для удаления шлака. Поворотом вертикальной направляющей 11 устанавливают над ковшом каретку 9, несущую неподвижную 4 и подвижную 5 шайбы водоохлаждаемого элемента. По трубопроводу 14 и полому стержню 6 в полые шайбы 4 и 5 подают охлаждающую воду. Затем с помощью привода 12 и тяги 13 каретку с шайбами опускают до соприкосновения профил 1рованной поверхности водоохлаждаемого элемента со шлаком. При температуре охлаждающей -воды на входе в течение 15 с, на профилированной поверхности водоохлаждаемого элемента настыйает 2 т шлака. Каретку с водоохлаждаемым элементом и настывшим на него шлаком поднимают над ковшом и поворотом вертикгшьной направляющей устанавливают над ишаковой чашзй (на чертежах не показана). Срабатывают пневмоцилиндры 10, заставляющие подвижную шайбу 5 двигаться вдоль полого стержня 6 к неподвижной шайбе 4. При этом штыри 8 подвижной шайбы 5, находящиеся в каналах 7 неподвижной шайбы 4, скольэят вдоль каналов и выходят за пределы профилированной поверхности неподвижной шайбы 4, сбрасывая нас|тывший шлак в шлаковую чгииу, (На фиг. 2 пунктиром показано положение подвижной шайбы 5 относительно непожвижной 4 в момент сбрасывания настывшего шлака в шлаковую чашу). Затем каретку с водоохлс1яэдаемым элементом возвращают в положение над ковшом и приводят шайбы в контакт с оставшимся шлаком (около 1,5 т).

На удаление всего шлака потребовалось не более 1,5 мин, при этом потерь металла не было.

Устройство позволяет быстро удалять любой жидкий шлак.

Заявляемое устройство может работать как в полуавтоматическом, так и в автоматическом режиме. Параметром, по которому производится автоматическое регулирование работы устройства , может быть температура охладающей воды, замеряемая на из неподвижной шайбы. При достижении определенной толщины слоя настывшего шлака наступает тепловое равновесие и шлак больше не .настывает на водоохлаждаемую поверхность шайб. Температура охлаждающей веды , на выходе перестает возрастать и стагновится постоянной , сигнализируя о том, что процесс настывания закончился и можно настывший шлак сбрасывать в шлаковую чашу.

Наиболее целесообразно автоматическое регулирование производить по оптимальной заданной температуре выходящей из водоохлаждаемого элемен-г та воды, подобранной опытным путем . для каждого конкретного производства При достижении этой заданно температуры подается сигнал на подъем каретки, ее поворот и сброс шлака. Чем тоньше будет слой шлака на повер иости расплавленного металла, тем быстрее будет подаваться сигнал на подъем каретки, поскольку температура воды на выходе будет возрастать быстрее.

Окончание процесса удаления шлака с поверхности расплавленного металла фиксируется приборами по заданной величине скор--7ти подъема температуры охлаиэдаюгцой воды, рассчитанной на условие контакта водоохлаждаемого элемента со слоем шлака бесконечно малой толщины.

Использование данного устройства для удаления шлака с поверхности расплавленного металла позволяет обеспечить более качественное, полное и быстрое удаление шлака без потерь металла.

Формула изобретения

Устройство для удаления шлака с поверхности расплавленного металла, например, в ковше, содержащее одоохлаждаемый элемент и механизм ;Рс.О возвратно-поступательного, перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса удаления шлака и исключения потерь металла, водоохлаждаемый элемент выполнен в виде двух полых шайб, насаженных на стержень, при этом одна из них закреплена.на стержне неподвижно и в ней выполнены вертикальные сквозные каналы, а вторая установлена с возможностью перемещения относительно первой и снабжений;): штырями , имеющими возможность перемещения в каналах неподвижной лайбы.

2,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочая поверхность неподвижной шайбы выполненапрофилированной в -виде чередующихся выступов и впадин.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения содержит каретку, связанную с неподвижной шайбой стержнем, а сподвижной - пневмоцилиндрами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 253825, кл. F 27 D 3/15, 1967.

2.Патент ПНР № 73852, кл. С 21 с 5/2, 1975.