Шлаковая чаша Советский патент 1982 года по МПК C21B3/10 

I

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, а именно к оборудованию для транспортирования жидких ишаков.

Известна шлаковая чаша овальной формы в плавне с наклонными стенками постоянной толщины и с двумя приливами, расположенными по большой оси чаши. Чаши овальной формы в плане имеют повышенную вместимость 1.

Известна шлаковая чаша коническая, содержащая боковые стенки и сьемное днище. Чащи со съемными шшщами решают проблему удаления застывшего шлака 1).

Недостатками известных чаш являются повышенная трудоемкость изготовления чаш, а также невозможность изготовления чаш по прогрессивной технологии на машинах центробежного литья с вертикальной осью вращения.

Известна шлаковая чаша с боковыми стенками и дни1цем в форме зллилсоида вращения 2.

Недостатком известной чаши является меньшая вместимость по сравнению с чашей традиЦионной формы при одинаковых габаритах и одинаковом угле наклона стенки в верхие

части чаши. Чаша в форме зллипсоида вращения также непригодна для отливки на вертикальной машине центробежного литья.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является шлаковая чаща, содержащая боковые стенки, днище с фиксатором его положения 31.

Недостатками известной чаши являются низкая стойкость к ударам при удаленни эастьшщёго шлака, малая емкость чаши, повы10шенная трудоемкость изготовления, а также невозможность изготовлеиия ча.ш по прогрессивной технологии на машинах центробежного ли тья с вертикальной осью вращения.

Цель изобретения - увеличение емкости

15 и улучшение технологичности изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в шлаковой чаше, содержащей боковые стеякя, съемное днище с фиксатором его положения, внутренняя стенка чаши и контактная поверхность съемного днища вьшолнены но форме... параболоида вращения, при зтом нижняя часть чаши снабжена опорными ребрами, а в съемном днище закреплено фиксирующее кольцо ИЛИ пальць, входящие в овальные пазы нижней части стенки, причем верх чаши обрамлен усиленным поясом с вырезами. На фиг. 1 показана чаша, вертикальный разрез; на фиг. 2 - вариант крепления днища на фиг. 3 вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - за висимость между наименьшим углом и объемом чаши. Шлаковая чаша состоит из боковой стенки |и вставного подвижного днища 2. В нижней Части внетиней поверхности боковьсс стенок 1 установлены вертикальные ребра 3, имеющие нижние 4 и верхние 5 опорные площадки для креапеиия чашн на щлаковозе и на стенде. Внутренняя поверхность 6 боковых стенок 1 выполнена в форме усеченного параболоида В15ащения. Наружная поверхность 7 вставного днища 2 имеет также форму усеченного параболоида вращения и контактирует с внутренней поверхностью 6 стенок 1. В нижней части внутренней поверхности 6 боковых стенок 1 выполнена коническая упорная фаска 8, расширяющаяся книзу. Вставное днище 2 выступает за поверхность упорной фаски 8 и на его выступающей поверхности наплавлено фиксиру ющее кольцо 9. Расстояние между фиксирующим кольцом 9 и поверхностью упорной фаски 8 принимается равным заданному ходу днища 2 относительно боковой стенки 1 при удалении застывшего шлака. Вставное подвижное дашще 2 может быть оснащено фиксирующими пальцами 10 (фиг.2 входящими в Овальные отверстия 11 в боковой стенке 1, большая ось которых параллельна оси чащи. Боковая стенка 1 чащи может быть упрочнена верхним 12 и нижним 13 усиленным ПОЯСОМ.В верхнем поясе 12, предназна ченнЬм для восприятия ударов при очистке чаши, могут быть вьшолнены установочные пазы 14 для удерживания и кантовки чаши. Чаша зкспл)тируется следзтощим образом В шлаковозе и на стенде чаша опирается на нижние опорные площадки 4 вертикальных ребер 3. Подвижное днище 2 прижато к 1шжней части внутренней поверхности 6 стенок 1 силой тяжести и напором струи ишака. Местные неплотности уплотняются застывающим шлаком. После транспортирования к месту разгрузк чаша кантуется со сливом жидкого шлака. Наклонная чаша может удержаться только вертикальными ребрами 3 с включенйем в рабо ту верхних 5 и нижних 4 опорных площадок или с опиранием на кольцо шлаковоза непосредственно боковой стенки 1 в ее верхней части либо установочных пазов 14 пояса 12. Боковая стенка 1 может быть изготовлена по прогрессивной технологии на машине центробежного литья с вертикальной осью вращения, при этом внутренняя поверхность 6 боковой стенки 1 образуется как свободная поверхность вращающегося жидкого металла, а наружная задается формой кокиля. На всех участках боковая стенка 1 имеет отличное от нуля значение полной, (чаусовой) кривизнь, обеспечива|ощее повышенную устойчивость при действии высокотемпературных теплосмен. При одинаковой вместимости и габаритах (наибольшем ;диаметре и высоте). предлагаемая чаита имеет большую величину угла наклона боковой стенки в ее верхней части, чем эллипсоидная чаша, что улучшает условия схода жидкого шлака .и удаление застывшего шлака. Опорные нагрузки прикладываются к нижнему, наименее нагретому участку боковой стенки. При использовавши ударных способов очистки удары наносятся по усиленному поясу. Вне шлаковоза предлагаемая чаша может устанавливаться на основание на опорные площадки 4 вертикальных ребер 3 без использования стендов, требующихся при эксплуатации чаш традиционной формы. Выберем napaMetpbi чаши предлагаемой формы. В системе координат OXVZ рассмотрим область, ограниченную усеченным параболоидом вращения Х Г%2Р2. fi/pti. . Объем рассматриваемой области |V()az tP(). го Или обозначив высоту чаши через Н, а ее наибольи1ий радизс через R, т. е. 2..- Zo И 14л 2 PZ,C R , имеем V(P) 7CH(). Угол между осью OZ и касательной плоскостью к поверхности параболоида в точке на уровне Z.-- (Р. Z) 75 минимальное значение угла имеет место при Z Z ( Математическая модель оптимизации эксплуатационных параметров V(p) умах minjr() max, ИЛИ Г.Р,к)с«Х, ,t т. е. имеем двухкритериальную задачу с противоречивым требованием к параметру Р. Задаваясь приемлемым значением угла 3(Р, Z), 5 получим соответствующее зшчение пара Р и соответствующий объем чаши (r)--1tHR C l-r(2K)), -Зависимость между на рменыш1м утл TCZic) и объемом чаош V при v Р-1,7 м приведена на графике (1сривая Уравнение свободной поверхности вр .щейся жидкости xdy -xdv zazso, где Xs V , Z - составляющие массовы сил, действующих на э массы m К Am (( V А m- U; Дт После интегрирования получим ,г. () или при надлежащем выборе начала координат Следователъно, ) Откуда «- я (Zк) 2.0°и R-i,7M т.е. для отливки чаш могут быть исполь тихоходные центробежные мащины с час вращения 40-60 об/мин. Сопоставим параметры предлагаемой с параметрами эллипсоидной чащи. Рассмотрим область, ограниченную эл соидом вращения 45()Z (tJгде а, b - полуоси эллипсоида; Н - высота чаши. Объем рассматриваемой области -(1Э-Н)г :V-J 1toi()dz-Ita-H4 -«2Замечая,, что . З-ЧИ-ч/г) ,.. Угол между осью Z и касательной плоскостью к поверхности эллипсоида на уровйе Z )- -. Минимальное значение угла имеет место при Z Z -(b-H) , когда ,Tt,z.) ZH i-v/a Объем V эллипсоидной чащи в зависимости от наименьшего yraa-yCZj) при Н 33 и Р 1,7 и приведен на графике (кривая 2). Из сопоставления кривых 1 и 2 следует, что чаша, ограниченная поверхностью усеченного параболоида вращения при (Z) 15 имеет больший объем, чем чаша в форме эллипсоида вращения. Себестоимость чаши традииионной формы, изготовляемой по современной технологии на ДкепропетровскЬМ заводе металлургического оборудования, составляет 116 руб/т. Себестоимость чаши предлагаемой формы при изготовлении обечайки на машине пентробежного литья, скалькулированная исходя из стойкости кокиля 500 отливок, составит 92 руб./т. Годовая программа выпуска шлаковых чаш на ДЗМО и на Уфалейском заводе сосгавл ет 68 тыс. т. Таким образом, экономический эффект от снижения затрат на изготовление составит -68000 (116-92) - 1,6-10 руб/г; без учета эффективности от увеличения долговечности чащ. Формула изобретения Шлаковая чаша, содержащая съемное днище с фиксатором его положения, отличающаяся тем, что, с целью увеличения емкости и улучшения технологичности изготсвлеИия, внутренняя стенка чаши и контактная поверхность съемного днища вьшолнены по форме параболоида вращения, при этом нижняя часть чаши снабжена опорньпъш ребрами, а в съемном днище закреплено фиксирующее кольцо или пальш 1, входящие в овальные пазы нижней части стенкн, причем верх чащи обрамлен усиленным поясом с вырезами. Источники информации, прииятъ1е во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ N 2625305, кл. С 21 В 3/10, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР И 430160, кл. С 21 В 3/10, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР N 566882, кл. С 21 В 3/10. 1975.

12

(Puej

BudA

Vut.3 О90S afff аху 9иьА