Плита для бесстопорной разливки металла Советский патент 1982 года по МПК B22D41/08 

меньшим коэффициента теплопроводности материала вкладыша, например алюмосиликатной ваты. Ширина теплоизолируюш,его слоя может быть равна 1/5-1/2 расстояния между отверстием вкладыша и его торцовой стороной, располол енной к отверстию, а ширина теплоизолирующего слоя равномерно уменьшается к боковым стенкам от торцовой поверхности вкладыша, близлежащей к отверстию, в 1,5-3,0 раза.

На фиг. 1 изображена предлагаемая плита; на фиг. 2 - схема установки термопар.

Плита включает вкладыш 1 из высокоогнеупорного материала и матрицу 2 из огнеупорного материала. Между вкладышем и матрицей по толщине вкладыша установлена теплоизолирующая прокладка 3 из материала с коэффициентом теплопроводности не менее чем в 5 раз меньшим коэффициента теплопроводности материала вкладыша. Вкладыш установлен в матрицу так, что ось отверстия 4 совпадает с осью отверстия матрицы и диаметры их равны.

Прокладка охватывает вкладыш со стороны, ближе располол енной к отверстию, но не полностью по его периметру. Длина / теплоизолирующей прокладки составляет 1/3-1/2 периметра вкладыша / (1/3-1/2) abcba, а ширина S равна 1/5-1/2 толщины стенки вкладыша между отверстием и близлежащей торцовой стороной 5 аа (1/5-1/2) оа.

Возможно также, что ширина теплоизолирующего слоя, выполненного между боковыми стенками вкладыша, равномерно уменьшается от его торца до величины равной 0,3-0,6 слоя между торцовыми стенками.

Плита работает следуюшим образом.

Во время разливки металла за счет наличия теплоизолирующего слоя 3 резко снижается величина теплового потока на участках вкладыша 1 b-В, аА; температура в точках а и Ь возрастает (по сравнению с обычной плитой), а перепад температур снижается; в то же время тепловой поток на матрицу 2 резко падает.

В качестве теплоизолирующего материала может использоваться, например, алюмосиликатная вата, имеющая коэффициент теплопроводности при 1100° С равный 0,29 вт/м °К (коэффициент теплопроводности вкладыша при 1100° С из, например, плавленого периклаза равен 7,25 вт/м °К).

Выбор граничных значений, определяющих длину и ширину теплоизоляционного слоя, а также подбор материала с определенным коэффициентом теплопроводности проведен на основании результатов лабораторных исследований и обусловлен необходимостью получения огнеупорной плиты с высокими служебными свойствами.

Длина канавки (слоя) выбрана, исходя, из результатов замеров температур по длине и ширине плит, а также из того, что при длине менее 1/3 периметра температурные поля распространяются со значительными перепадами по осям ВВ и АС и эффект применения теплоизоляционного слоя выражен очень слабо. При длине более 1/2

Предлагаемая плита Примечание. Прогрев обеих плит до достижения стационарного режима происходит примерно одинаково в течение 40-50 мин. Представлены средние результаты замеров температуры по 10 определениям.

Периметра эффект применения теплоизоли.рующего слоя имеет обратное действие, а именно по обеим осям наблюдается чрезмерное повышение температуры, что приводит к снижению служебных свойств огнеупоров, т. е. вкладыш начинает работать сам, как отдельная плита с вышеописанными недостатками. Предел по различию коэффициентов теплопроводности определяется тем, что при разнице менее чем в 5 раз необходима ширина слоя, равная толщине плиты, что технологически неосушествимо. Верхний предел в подборе коэффициента теплопроводности может быть неограниченным, однако трудно найти материал с меньшим коэффициентом теплопроводности.

Изделия предлагаемой плиты и противопоставленной в идентичных условиях были испытаны иа горячем стенде в лаборатории.

Как показали лабораторные стендовые испытания, в начале испытаний и по достижении стационарного режима (когда температуры практически оставались постоянными) температуры в различных точках (см. фиг. 2) были следующими (см.таблицу).

Как видно из приведенных данных практически достигнута поставленная цель:, резко уменьшился перепад температур по, .длине и ширине вкладыша в начале про-, цесса и более равномерно нагрета плита при установившемся режиме.

Технико-экономическая целесообразность применения предлагаемых плит для шиберных затворов состоит в том, что уве..личение срока службы и надежности проис.ходит за счет устранения неравномерности

нагрева и снижения термических напряжений вкладыша.

Экономический эффект от применения предлагаемых плит шиберного затвора может составить 88 тыс. руб на 1 млн. т разливаемой стали.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР № 486865, кл. В 22 D 41/08, 1974.