Каркас ложного порога сталеплавильнойпЕчи Советский патент 1981 года по МПК F27B3/10 

I

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию сталеплавильных цехов.

Известны ложные пороги, выполненные съемными из огнеупорного, материала с металлической армату- . рой РЗ .

Недостатками являются сложность установки плиты в окно сталеплавильного агрегата, низкая стойкость плиты. Монолитность плиты не позволяет выполнять- ее на всю высоту ложного порога, так как в период доводки ложный порог осаживается (уменьшается его высота) с целью ввода р печь мульд с окалиной, рудой и другими компонентами. Соответственно не используются все возможности в экономии доломита.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является каркас ложного порога сталеплавильной печи, состоящий из металлической фигурной

плиты, расположенной по всей ширине окна, имекмцей боковые ограничители хода и горизонтальные пазы, выполненные в форме ласточкиного хвоста, 2.

Однако эта конструкция, в сравнении с предлагаемой характеризуется большим расходом доломита, недостаточно высоким сопротивлением гидравлическому напору жидких продуктов плавки, низкой стойкостью

to по отношению к термическим нагрузкам.

Данный каркас ложного порога позволяет удерживать металл в ванне выше уровня основных порогов не

IS более, чем на 0,12 м. Как показывает практика, часто этого бьшает недостаточно. Эксплуатация сплошной металлической плиты по всей высоте ложного (т.е. простое увеличение

20 плиты по высоте до высоты ложного порога позволила бы максимально увеличить прочиость ложного порога по отиошению к гидравлическому напо ру жидких продуктов плавки, а , также сократить расход доломита, но при этом становится невозможным вводить . мульды с хими:ческ{«4и реагентами & оконный проем в период доводки и раскисления ванны, как того требует технология, v Выполнение сплошной металлической плиты по всей высоте ложного порога затруднительно еще из-за того, что в такой конструкции возможны значительно большие термические нагрузки при эксплуатации, а значит увели чивается вероятность быстрого выхода плиты из строя. Кроме того, прямоугольная форма плиты затрудняет ее ввод в окно без опасности поврезвдения . Цель изобретения - сокращение рас хода сьшучих материалов на ложный порог, и повышение, устойчивости Ложного порога, а также облегчение уста новки плит в окно. Поставленная цель достигается тем, что каркас содержит дополнитель ную фигурную плиту, установленную на основной и соединенную в ней посредством замкового соединения, выполненного в виде впадины в верхней плите, взаиондействующей с ответным, выступом нижней плиты, при этом отношение ширины нижней плиты к ширине верхней равно 1,1«1,5, а отношение их высот 0,452,2. каркаса выполнены в плане в форме равнобедренной трапеции, причем угол наклона боковых сторон трапеции к основанию составляет 55-80 , а в тел плит каркаса вьтолнены сквозные вер тикальные расширяющиеся книзу каналы с углом наклона стенок к вертикальной оси канала 5-10°. На фиг.1 схематически изображено устройство (установленное в окйо ст леплавильной печи);, вид спереди;. на фиг.2 - то же, план, вид cjaepxy; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2. Каркас ложного порога сталеплавильной печи содержит фигурщпо металлическую плиту 1 и дополнительную плиту 2,которая фиксируется на нижне плите с помощью зацка,представляющег собой треугольный выступ 3 на верхне плоскости основной плиты и треуГоль йую впадину 4 на нижней плоскости дополнительной плиты. В верхней час обеих плит имеются горизонтальные пазы 5, направленные перпендикулярн продольной оси печи н предназначенные для ввода в них лап 6 дистанционного захвата 7, установленного на хоботе 8, с целью установки обеих плит в оконном проеме и снятия их.При снятии плит их необходимо очистить от сыпучих материалов перед установкой на стенд для хранения. Для этого маши-, нист попеременно поворачивает хобот 8 завалочной машины на 45-50° вправо и влево. Чтобы при этом плита не соскакивала с лап дистанционного захвата,.урепленного на хоботе завалочной машины, горизонтальные пазы 5 выполнены в форме ласточкиного хвоста. Это позволяет при качании штаты удерживать ее на лапах захвата. Для фиксации каждой плиты в оконном проеме, они снабжены с боков упорами 9. В вертикальной плоскости по всей длине плит выполнены каналы 10. Все соотношения геометрических размеров конструкции выбираются, исходя из требования достижения максимальной эффективности при использовании устройства,Размеры замка по ширине и по вы- соте должны быть достаточными для предотвращения нежелательных горизонтальных сдвигов и разъемов во время эксплуатации. Плиты выполнены по всей длине окна, причем основная плита по ширине превьш1ает аналогичный размер дополнительной в 1,1 - 1,5 раза, Отношение ширины основной плиты к ишрине дополнительной более 1,5 не позволяет создать устойчивый ложный порог по отношению к возможным ударам хоботом, мульдой и др., так как дополнительная плита при этом опрокидывается. (Увеличение ширины основной плиты ограничивается соображениями достаточной герметичности передней части ложного пооога, которая создается толщиной доломита. Кроме того, 1ри таком соотноешнии невозможно выполнить замок соответствующих размеров из соображений прочности каркаса по отношению к сдвигу из-за малой ширины дополнительной плиты. Отношение ширины. основ1}ой плиты к ширине дополнительной менее, чем 1,1, неращюнально, так как при этом металлическая плита не полностью укрываетсй сыпучим материалом при заправке порогов. Ограничительным параметром здесь является соответствие между углом естественного откоса сыпучего матернала и соотношением геометрических размеро плит (их ширины и высот). Общая высота плит каркаса должна быть соразмерна с высотой ложного порога. Причем отношение высоты основной плиты к высоте дополнительно может быть в пределах 0,45-2,2, Соотношение больше 2,20 (т.е. найстав по высоте меньше основной плиты, пр высоте ложного порога в среднем 0,7 0,85 м для большегрузных печей; не позволяет после снятия дополнительн плиты свободно вводить мульду, с рас слителем в оконный проем через полуразрувюнный порог. При соотношении высот основной плиты и дополнительной менее 0,45 снижается прочность ложного порога по отношению к гидростатическому напору жидких продуктов плавки (металл и шлак) в период доводки и раскисления металла, т..е. после того, как будет удалена дополнительная плита и часть ложного порога. .: Уравнение устойчивости ложного порога по отношений к гидростатическому напору ягипкнх поодуктов плавки имеет следующий вид. Jy VvlMV - Pc TPw. и где 11., и Ъ,„ соответственно высота Металла и шлака над уровнем порога окна, масса насыпной части ложного порога, кг; масса металлических плит, кг; поверхность контакта соответственно металл и шлака с насыпной частью ложного порога W коэффициенты трения сыпучего материала и металла соответственно о порог марте новской- печи; . ускорение силы тяжест V(,u соответственно плотность металла и шпака кг/м . При общей высоте основной плнты и дополнительной, например 0,80 м, для соотношения высот 2,20 н средней.ширины плит 0,70 м, запирсшщее усилие ложного порога по урав)ению (1) позволяет удержать металл над уровнем порогов завалочных окон на высоте до 0,28 м, т.е. увеличить садт ку большегрузных мартеновских печей в среднем на 12%. Причем этот металл удерживается ложным порогом в случае снятия дополнительной плиты. Плиты с Отношением высот менее 0,45 позвопяет удерживать металлнад уровнем основных порогов не выше О ,04 м (без учета веса дополнительной плиты), т.е. практически не позволяют увеличить садку ванны. . Каркас ложного порога выполнен в плане в форме равнобедренной трапеции, сужающейся в сторону печи, причем угол наклона сторон трапеции составляет 55-80. Выполнение угла наклона более ухудшает установку плит в оконном проеме (воз-, можны удары 11ЛИТ о раму окна при попадании в проем, что может привести к повреждениям .рамы и плиты) . Кроме того, угол более 80препятствует проникновению доломита в щель между рамой окна и боковой плиты, что может, в конечном результате, привести к прорыву ложных . юрогов и уходу металла через них. Выполнение угла наклона боковых стенок менее 55° нерационально,так как при этом уменьшается вес плиты, соответственно снижается запиракхцее усилие ложного порога по отношению к гидростатическому напору жидйих продуктов плавки, уменьшается прочность ложных порогов. Сквозные вертикальные каналы выпежняют роль вентилирующих устройств, для качественного улучшения температурного режима плиты в период эксплуатации. Кроме того, такие каналы по длине плиты служат огра-г ничителями для трещин при поперечном растрескивании плит. Для того, чтобы вертикальные каналы не забивались сыпучим материалом, они выполнены расширяющимися книзу. В зависимости от фракции доломита (ис-( пользуется долежит фракции 20-40 мм) , а также от ширИ1Ш канала в верхне.й его части, угол наклона стенок канала к его вертикальной оси должен быть от 5 до 10°. Не менее 5 он делается потому, что при меньшем угле происходит заклинивание попадащих в канал гранул доломита; не более делают пото му, что при большем угле ширина канала снизу получается большой и ослабляется прочность плиты. Устройство работает следунидим образом. Перед установкой каркаса ложных nopioroB машинист завалочной машины с помощью дистанционного захвата 7, укрепленного на хоботе 8, снимае со стенда, находящегося у печи и предназначенного для хранения вспомогательного оборудования, основную плиту I и устанавливает ее в проеме завалочного окна, фиксируя ее По раме боковыми упорами 9. Затем, аналогичным образом, снимается со стенда соответствующая дополнительн плита 2 и также устанавливается в оконном проеме сверху основной, фик сируясь одновременно соответствующи боковыми упорами 9 в окне и треугол ным впадиной 4 в выступе 3 основной плиты.Таким образом придется устойчивость констрзгкции каркаса ложного порога против случайных ударов муль дой или хоботом завалочной машины. После установки плит каркаса произв дится подсыпка доломита и формирова ние насыпной мАссы ложного порога. После распьшения ванны и кипения металла, когда жидкий металл и шлак оседают, соответственно снижается уровень металла в ванне, производят удаление дополнительной плиты каркаса ложного порога. Выполняется эта операция с целью облегчения ввода в печь мульд с раскислителями и различными присадками для доводки металла до необходимого качества.В этот период плавки нет необходимости удерживать высокий ложный порог,так как осевший металл находится на высоте не более 0,28 м над уровнем основных порогов. После раскисления ванны, при вы пуске металла, снимается основная плит.а 1 каркаса ложного порога и доломит с оконных проемов удаляется В нерабочее время плиты каркаса и дистанционный захват хранятся на специальном стенде у печи. Использование предложенного устройства, помимо сокращения расхода сыпучих мате.риалов на ложный порог и повышения устойчивости порога, позволяет облегчить условия труда подручных сталеваров по формированию ложных порогов и обслуживанию сталеплавильных печей, полностью исключая ручной труд. Садка мартеновских печей может быть увеличена в среднем на 12%. Формула изобретения 1. Каркас ложного порога сталеплавильной печи, содержащий фигурную плиту с горизонтальными поперечными пазами в форме ласточкиного хвоста и боковыми ограничителями хода, о тличающийся тем, что, с целью сокращения расхода сьтучих материалов на ложный порог и повышения устойчивости ложного порога. каркас содержит дополнительную фигурнуто плиту, установленную на основной и соединенную с ней посредством замкового соединения, выполненного в виде впадины в верхней плите, взаимодействующей с ответным выступом нижней плиты, при этом отношение ширины нижней плиты к ширине верхней плиты равно 1,1 1,5, а отношение их высот 0,45-2,2. 2.Каркас поп.1,отличающ и и с я тем, что, с целью облегчения установки плит в окно, они выполнены в плане в форме равнобедренной трапеции, причем угол наклона боковых сторон трапеции к основанию составляет 55-80 . 3. Каркас поп.1, отличающийся тем. Что в теле плит выполнею сквозные вертикальные расширяющиеся книзу KaHajm с углом наклона стенок к вертикальной оси канала 5-10°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 158582, кл. f 27 В 3/JO, 1963. . 2.Немцов М. С. и др. Примене ние комбинированных ложных порогов. Металлург, № Ю, 1978, с. 40-41.

.-.-.:/ у:

цу

W