Патрубок занурювальний для вакууматора

 

Патентується патрубок занурювальний відноситься до металургійного обладнання, володіє підвищеною стійкістю вогнетривкої футеровки і може бути ефективно використаний на металургійних підприємствах у складі вакууматора.

З рівня техніки відомі різні конструкції заглибного патрубка для вакууматора.

Так, відома конструкція заглибного патрубка вакууматора (проект футеровки вакууматора №1 HTMK-538-RH).

Недоліком наведеної конструкції є те, що при експлуатації вакуум-камери інтенсивно розмивається стик вогнетривкої кільця і вогнетривкого бетону. Рідка сталь проникає в місце руйнування і розмиває підтримуючу вогнетривкі кільця поличку. Це призводить до їх осіданню і освіти між вогнетривкими кільцями зазору. При опусканні патрубка в розплав метал затікає в зазор, викликаючи локальне руйнування по колу. Вакуум-камеру з-за зносу патрубка виводять на ремонт передчасно.

Відома також конструкція заглибного патрубка для вакууматора з похилою полицею (проект футеровки вакууматора №2 HTMK-535-RH).

Недоліком даної конструкції є те, що похила, утримує вогнетривке кільце полку, недостатньо жорстко його фікс� утворення локальних разгаров.

З рівня техніки відома конструкція заглибного патрубка для вакууматора (патент РФ №96574 на корисну модель; С21С 7/10), найбільш близька по технічній сутності і конструктивної реалізації до патентуємому винаходу і обрана в якості прототипу.

Патрубок занурювальний для вакууматора (патент РФ №96574), складається з металевої конструкції, футерованной вогнетривкими кільцями.

Нижня вогнетривке кільце має г-подібний в перерізі профіль, а металева конструкція оснащена фіксують упором. Істотними конструктивними та експлуатаційними недоліками даної конструкції заглибного патрубка є:

- відсутність буферного шару на нижньому футеровочном кільці призводить до руйнування даного конструктивного вузла в результаті розширення нижнього кільця під час експлуатації;

- знижена конструктивна і експлуатаційна надійність заглибного патрубка, обумовлена тим, що в разі відколу опорної частини нижнього г-образного вогнетривкої кільця під масою вищестоящих кілець вся футеровка патрубка руйнується;

- складність металоконструкції, що призводить до подорожчання заглибного патрубка.

Патентується винахід вирішує технічну задачу розробку�ністю і експлуатаційною надійністю, а також збільшеним ресурсом безперебійної роботи.

Рішення поставленої технічної задачі досягається наступним чином.

Патрубок занурювальний для вакууматора, аналогічний конструкції, наведеної у патенті РФ №96574, що складається з металевої конструкції, футерованной вогнетривкими кільцями і облицьованої вогнетривким бетоном, згідно патентуємому винаходу, патрубок містить опорне металеве кільце, закріплене під нижнім вогнетривким кільцем г-подібної форми в перерізі, а між внутрішньою поверхнею металевої конструкції і зовнішньої поверхнею футерувальних вогнетривких кілець розміщений буферний шар.

Винахід передбачає, що буферний шар виконаний з набивної буферної маси, або вогнетривкого бетону, а товщина буферного шару становить від 10 до 100 мм

Згідно винаходу, товщина опорного металевого кільця становить від 10 до 200 мм і різниця між зовнішнім і внутрішнім діаметрами становить від 30 до 200 мм.

Передбачено, що нижня вогнетривке кільце виконано г-подібної форми, з наступними співвідношеннями розмірів:

L - різниця між зовнішнім і внутрішнім діаметрами опорного кільця.

L1 - величина опорної частини р-образного кількість�нтуемое винахід передбачає можливість виконання ділянки нижнього вогнетривкої кільця, який контактує з опорним металевим кільцем, з різною геометрією зовнішній бічній поверхні, наприклад, з дугоподібною бічною поверхнею, з похилою бічною поверхнею.

Передбачена можливість виконання ділянки нижнього вогнетривкої кільця, який контактує з опорним кільцем, у формі прямокутного паза (гребеня).

Технічний результат від реалізації патентованого винаходу полягає в значному підвищенні вогнетривкої стійкості всієї конструкції, збільшення довговічності і ремонтопридатності розробленого патрубка заглибного.

Наявність буферного шару дозволяє компенсувати температурне розширення і запобігає від розтріскування нижнє футеровочное вогнетривке кільце г-подібної форми в перерізі при нагріванні, що дозволяє значно збільшити експлуатаційну надійність і термічну стійкість заглибного патрубка.

Встановлено, що патентується, конструкція відрізняється зниженим рівнем термічних напружень, що зумовлює і гарантує підвищену надійність і довговічність розробленого патрубка заглибного.

Сутність патентованого винаходу пояснюється описом розробленого патрубка заглибного�емого заглибного патрубка;

Фіг.2 - кільце вогнетривке нижнє г-подібної форми (розріз);

Фіг.3 - варіанти конструктивної реалізації нижнього вогнетривкої кільця 3 і опорного металевого кільця 4.

Патентується патрубок занурювальний (фіг.1) містить металеву конструкцію 1, футеровочні вогнетривкі кільця 2, змонтовані в порожнині металевої конструкції 1.

Патрубок містить нижнє р-образне в перерізі вогнетривке кільце 3, (фіг.2, 3), що забезпечує надійність футеровки патрубка. У нижній частині патрубка закріплено опорне металеве кільце 4, який дозволяє надійно фіксувати вогнетривкі кільця 2 і 3 патрубка. Кріплення опорного металевого кільця 4 в нижній частині заглибного патрубка здійснюють, наприклад, пут їм його зварювання з металевою конструкцією 1.

Нижня вогнетривке кільце 3 може мати різну кінцеву реалізацію (фіг.3), вибір якої визначається сукупністю таких конструктивних параметрів як товщина буферного шару 6, діаметр і товщина опорного металевого кільця 4, умов експлуатації заглибного патрубка.

Переважно виконання нижнього вогнетривкої кільця 3 г-образної форми (фіг.1, 2).

На фіг.3 наведені різні варіанти виконання ділянки нижненой бічній поверхні, наприклад, з дугоподібною бічною поверхнею (фіг.3ж), з похилою бічною поверхнею (фіг.3д, е).

Можливе виконання ділянки нижнього вогнетривкої кільця, який контактує з опорним металевим кільцем 4, у формі прямокутного паза (фіг.3і).

Зовнішня поверхня металевої конструкція 1 захищена шаром вогнетривкого бетону 5, а між внутрішньою поверхнею металевої конструкції 1 і футеровочними вогнетривкими кільцями 2 розміщений буферний шар 6.

Буферний шар 6 виконаний з набивної буферної маси, або вогнетривкого бетону.

Товщина буферного шару 6 становить від 10 до 100 мм

Буферний шар 6 між футеровочними вогнетривкими кільцями 2 і 3 і металевою конструкцією 1, дозволяє компенсувати температурне розширення і запобігає від розтріскування футеровочні вогнетривкі кільця 2 і 3 при нагріванні.

Вибір конструктивних параметрів буферного шару 6 обумовлений наступним.

Товщина буферного шару становить від 10 до 100 мм. При товщині буферного шару менше 10 мм виникає ймовірність розтріскування вогнетривких кілець в результаті їх температурного розширення. При товщині буферного шару більше 100 мм виникає ймовірність утворення порожнеч між б� до прогару між вогнетривкими кільцями і, як наслідок, аварійного виходу вакууматора з роботи.

Опорне кільце 4 виконано з металу. Вибір конструктивних параметрів опорного металевого кільця 4 обумовлений наступним.

Товщина опорного кільця 4 становить від 10 до 200 мм, а різниця між зовнішнім і внутрішнім діаметрами становить від 30 до 150 мм.

За даними випробувань було встановлено, що при товщині опорного кільця менше 10 мм, при впливі високих температур опорне металеве кільце 4 буде жолобитися. А при товщині опорної металевого кільця 4 до 10 мм і більше такого викривлення не відбувається. Встановлено, що при різниці між зовнішнім і внутрішнім діаметрами опорного металевого кільця 4 менше 30 мм г-образне вогнетривке кільце 3 неможливо надійно закріпити у нижній частині заглибного патрубка.

Проведені випробування підтвердили, що опорне металеве кільце 4, реалізоване в патентованої конструкції з рекомендованими геометричними розмірами, надійно фіксує вогнетривкі кільця 2 і 3 від випадання з заглибного патрубка.

Також було встановлено, що експлуатація опорного металевого кільця 4 товщиною більше 200 мм і різниці між зовнішнім і внутрішнім діаметрами більше 150 мм приводитчивается трудомісткість виготовлення і установки опорного металевого кільця 4 в погружном патрубку.

У процесі розробки патентується заглибного патрубка визначено оптимальні співвідношення розмірів нижнього вогнетривкої кільця 3 і опорного металевого кільця 4, геометрична форма яких і кінцеві розміри забезпечують надійну фіксацію та захист від руйнування і просідання футерувальних вогнетривких кілець 2 і 3 у погружном патрубку вакууматора.

Зокрема, при виконанні нижнього вогнетривкої кільця 3 г-образної форми (фіг.1, 2), проведені дослідження дозволяють констатувати, що для досягнення надійної фіксації футерувальних кілець 2, нижнє вогнетривке кільце 3 і опорне металеве кільце 4 повинні бути виконані з наступними співвідношеннями розмірів (фіг.2):

L1=(0,1-0,8)L, де

L1 - величина опорної частини р-образного кільця

L - різниця між зовнішнім і внутрішнім діаметрами опорного металевого кільця 4.

H1=(0,1-0,8 Н, де

H1 - висота опорної частини р-образного кільця

Н - висота кільця.

Дані залежності ґрунтуються на результатах ряду випробувань на виробництві. В ході випробувань було виявлено, що:

- величини L1 опорної частини р-образного кільця менше 0,1 L не достатньо для надійної фіксації (установки) вогнетривкого р-образного кільця 3 на опорне мет величиною L1 опорної частини р-образного кільця більше 0,8 L товщина нижньої частини р-образного кільця мінімальна, що може привести до утворення тріщин в зоні опорного металевого кільця 4, а, отже, кардинально збільшується ймовірність «відколу» нижній частині р-образного вогнетривкої кільця 3, і (як наслідок) достроковий вихід з ладу патрубка вакууматора.

- при величині H1 менше 0,1 М висота нижньої частини р-образного кільця максимальна, у зв'язку з цим можливі утворення тріщин в зоні опорного металевого кільця 4, а отже, збільшується ймовірність «відколу» нижній частині р-образного кільця 3, і (як наслідок) достроковий вихід з ладу патрубка вакууматора.

- при величині H1 більше 0,8 Н дана конструкція не доцільна, оскільки нижня частина г-образного кільця 3 мінімальна, що обумовлює можливість дотику опорного металевого кільця 4 з рідким металом.

Патентується патрубок занурювальний використовують наступним чином.

Патрубок занурювальний є визначальним конструктивним вузлом вакууматора, який призначений для видалення з рідкої сталі шкідливих газів і неметалевих включень, що утворюються в процесі плавки і негативно впливають на якість металу і готового прокату.

Вакууматор працює наступним чином. Нижня частина вакууматор�ня стали циркуляційним або порційним способом.

На відміну від конструкції заглибного патрубка, представленої в патенті РФ №96574, в розробленому пристрої між металевою конструкцією і вогнетривкими кільцями (включаючи нижню вогнетривке кільце Г-подібної форми) розміщений буферний шар, який захищає вогнетривкі кільця від розтріскування при температурному розширенні вогнетривких кілець в процесі експлуатації, що зумовлює підвищену експлуатаційну надійність і довговічність, що патентується заглибного патрубка.

Підвищена експлуатаційна надійність і довговічність патентованої конструкції гарантується також і тим, що опорна металеве кільце 4, реалізоване в конструкції з патентуються розмірами, зберігає свої міцнісні і термічні характеристики протягом усього циклу експлуатації заглибного патрубка і надійно фіксує вогнетривкі кільця 2 і 3 від випадання з заглибного патрубка.

Простота конструкції металевої частини полегшує процес її виробництва і складання патрубка в цілому.

Випробування і випробування дослідного зразка патентується патрубка заглибного для вакууматора підтвердили:

- високу експлуатаційну надійність роботи патрубка;

- збільшення середньої стійкості пат�ественно підвищити ресурс безперебійної роботи вакууматора порівняно з конструкцією запропонованої в проекті футеровки вакууматора №1 HTMK-538-RH і в проекті футеровки вакууматора №2 HTMK-535-RH.

1. Патрубок занурювальний для вакууматора, що складається з металевої конструкції, футерованной вогнетривкими кільцями і облицьованої вогнетривким бетоном, який відрізняється тим, що нижня вогнетривке кільце виконано г-подібної форми, а патрубок забезпечений опорним металевим кільцем, закріплених під згаданим нижнім вогнетривким кільцем, при цьому між внутрішньою поверхнею металевої конструкції і зовнішньої поверхнею вогнетривких кілець, включаючи згадане нижнє вогнетривке кільце, розміщений компенсує температурне розширення буферний шар.

2. Патрубок по п. 1, який відрізняється тим, що буферний шар виконаний з набивної буферної маси або вогнетривкого бетону.

3. Патрубок по п. 1, який відрізняється тим, що товщина буферного шару становить від 10 до 100 мм

4. Патрубок по п. 1, який відрізняється тим, що нижня вогнетривке кільце г-подібної форми виконано з наступними співвідношеннями розмірів:
L1=(0,1-0,8)L, де
L1 - величина опорної частини згаданого кільця, мм;
L - різниця між зовнішнім і внутрішнім діаметрами згаданого кільця, мм;
Н1=(0,1-0,8 Н, де
H1 - висота опорної частини згаданого кільця, мм;
Н - висота згаданого кільця, мм

5. Патрубок по п. 1, який відрізняється тим, що нижнризонтали.

6. Патрубок по п. 1, який відрізняється тим, що нижній ділянку опорної частини нижнього г-подібної форми вогнетривкої кільця виконаний дугоподібної форми.

7. Патрубок по п. 1, який відрізняється тим, що нижній ділянку опорної частини нижнього г-подібної форми вогнетривкої кільця виконаний у вигляді гребеня.

8. Патрубок по п. 5, який відрізняється тим, що сторона опорного металевого кільця, сполучена з нижньою ділянкою опорної частини нижнього г-подібної форми вогнетривкої кільця, виконана під нахилом відносно горизонталі.

9. Патрубок по п. 6, відрізняється тим, що сторона опорного металевого кільця, сполучена з нижньою ділянкою опорної частини нижнього г-подібної форми вогнетривкої кільця, виконана дугоподібної форми.

10. Патрубок по п. 1, який відрізняється тим, що сторона опорного металевого кільця, сполучена з нижньою ділянкою опорної частини нижнього г-образного вогнетривкої кільця, виконана у вигляді гребеня.

11. Патрубок по одному з пп.5, 6, 7, який відрізняється тим, що опорна металеве кільце виконано товщиною від 10 до 200 мм.

12. Патрубок по одному з пп.5, 6, 7, який відрізняється тим, що різниця між зовнішнім і внутрішнім діаметрами опорного металевого кільця становить від 30 до 200 мм.



 

Схожі патенти:

Система холодильної плити і спосіб встановлення холодильних плит в металургійній печі

Винахід відноситься до галузі металургії, зокрема до облицювання стінки металургійної печі, виконаної у вигляді системи. Система містить першу холодильну плиту і сусідню другу холодильну плиту. Кожна холодильна плита має лицьову сторону, звернену до внутрішнього простору печі, протилежну задню сторону, звернену до стінки печі, і чотири торцеві сторони. Між двома сусідніми холодильними плитами розташований заповнює зазор вкладиш. Вкладиш містить металеву передню пластину з зверненої до внутрішнього простору печі передньою стороною і фіксуючий засіб для встановлення передньої пластини між двома сусідніми холодильними плитами таким чином, що передня пластина простягається між торцевими сторонами обох холодильних плит, а передня сторона передній пластини встановлена врівень з лицьовими сторонами обох холодильних плит. Використання винаходу забезпечує захист холодильних плит від нерівномірного ерозії. 2 н. і 19 з.п. ф-ли, 2 іл.

Вакуум-камера

Пропоноване винахід відноситься до металургії, конкретно - до обладнання для позапічного вакуумування рідкої сталі. Вакуум-камера містить три заглибних патрубка. Патрубки виконані з нахилом відносно вертикальної осі вакуум-камери і розташовані зі зміщенням відносно цієї осі на відстань 1-1,5d, де d - внутрішній діаметр патрубка. Кожен патрубок забезпечений футерованной вогнетривким матеріалом вставкою, розташованої між днищем вакуум-камери і верхньої поверхнею патрубка, і соплами для подачі транспортуючого газу, розташованими з нижнього боку, протилежно вставці. Використання винаходу забезпечує розширення функціональних можливостей вакуум-камери за рахунок інтенсифікації перемішування металу в ковші. 4 іл.

Спосіб виробництва сталі

Винахід відноситься до чорної металургії, зокрема до виробництва сталей з низьким змістом вуглецю, переважно для потреб енергетики та створення обладнання, що працює в умовах надкритичних параметрів пари. Спосіб включає виплавку сталі в сталеплавильному агрегаті, випуск розплаву в ківш, контроль хімічного складу розплаву, легування, розкислення, вакуумування та розливання, причому легування і розкислення розплаву додатково ведуть рідкісноземельними металами та/або їх лігатурами, при цьому легування азотом проводять перед завершенням розкислення введенням в ківш твердих азотовмісних матеріалів та/або продуванням газоподібним азотом, а сумарна кількість розкислювачів, що вводиться в розплав для досягнення заданого вмісту кисню в сталі, визначають за формулою: ΣR=1,2÷3,0(ат-[%Огот], де ΣR - сумарний вміст розкислювачів, мас.%, ат - активність кисню в розплаві, мас.%, [%Огот] - заданий вміст кисню в сталі, мас.%. Винахід дозволяє підвищити якість сталі, що виплавляється, зменшити утримання неметалевих включень, а також підвищити механічні та експлуатаційні властивості сталі. 5 з.п. ф-ли, 2 табл.

Спосіб виробництва сталі

Винахід відноситься до галузі металургії і може знайти застосування при виплавці і позапічної обробці конструкційних сталей різних марок. Спосіб включає виплавку в дугового печі напівпродукту, випуск розплаву в ківш, присадку твердо-шлакової суміші і легуючих, обробку розплаву основним шлаком, усреднительную продування аргоном, контроль окислення розплаву, розкислення алюмінієм, вакуум-шлакову обробку та розливання у вакуумі, причому випуск розплаву в ківш ведуть без відсічення шлаку, а обробку розплаву в ковші ведуть шлаком з основністю (СаО+Аl2O3)SiO2 дорівнює 4,5...16, при цьому вакуум-шлакову обробку проводять двічі за умови, що першу вакуум-шлакову обробку починають при активності кисню в розплаві 0,01...0,05 мас.% і сумарному вмісті в шлаку оксидів заліза і марганцю в діапазоні 15...25 мас.%, а другу вакуум-шлакову обробку - при активності кисню в розплаві не більше 0,01 мас.% і сумарному вмісті в шлаку оксидів заліза і марганцю не більш як 5 мас.%, а перед другою вакуум-шлакової обробкою проводять додаткову присадку шлакоутворюючих і легуючих. Винахід дозволяє створити економічну технологію виробництва сталі, що забезпечує вміст в сталі �3 табл.
Винахід відноситься до чорної металургії, зокрема до способів виробництва низьковуглецевої сталі. У способі під час випуску сталі в сталерозливний ківш виробляють попереднє розкислення і легування марганецсодержащими феросплавами, внепечную обробку металу проводять на установці циркуляційного вакуумування сталі, причому встановлюють розрідження в вакуумкамерах не більше 10 мбар і витрата аргону для перемішування від 0,8 до 1,1 л/(т*хв), після чого проводять остаточне розкислення і легування металу в вакуумкамерах алюмінієвої дробом у кількості 1,5...2,5 кг/т з розрахунку отримання необхідного вмісту алюмінію в металі, при цьому загальну тривалість вакуумування встановлюють від 10 до 15 хв. Винахід дозволяє максимально видалити неметалеві включення, знизити витрата алюмінію і стабілізувати процес розливання металу за рахунок поліпшення якості розливної сталі.

Пристрій для дегазації сталевого розплаву, оснащений вдосконаленим випускним рукавом

Винахід відноситься до галузі металургії, зокрема до пристрою для дегазації сталевого розплаву

Спосіб ремонту футеровки патрубка вакууматора

Винахід відноситься до металургії, зокрема до ремонту внутрішньої футеровки патрубка вакууматора

Підвідний рукав для працюючого за методом руршталь-гереус дегазирующего резервуара для металургійних розплавів

Винахід відноситься до галузі металургії, зокрема до циркуляційного вакуумування рідкої сталі

Багатофункціональна фурма для металургійного вакууматора

Винахід відноситься до галузі чорної металургії, зокрема сталеплавильного виробництва
Винахід відноситься до металургії, конкретніше до позапічної обробки металу в ковші
Up!