CZ296789B6 - Zpusob a zarízení pro výrobu kompozitního prvku skeramickou vnitrní cástí a kovovým plástem - Google Patents

Abstract

Záruvzdorná vlozka se nejprve vlozí do kovového pláste a kuzelovitý kovový plást, který spocívá na podlozce tak, ze jeho otvor s mensím prumerem smeruje dolu, se poté ohrívá z vnejsku. Behem ohrívánízustávají keramická vlozka a kovový plást v neustálém kontaktu. Po ohrátí na dostatecne vysokou teplotu keramická vlozka sklouzává dolu silou gravitace takovým zpusobem, ze se pri rozpínání kovového pláste posune do spojené polohy. Shora uvedené kompozitní prvky se pouzívají v systémech pro mícháníplynem pri výrobe surového zeleza a ocele.

Description

Způsob a zařízení pro výrobu kompozitního prvku s keramickou vnitřní částí a kovovým pláštěm

Oblast techniky

Předložený vynález se týká způsobu výroby kompozitního prvku sestávajícího z vložky ze žáruvzdorné keramiky tvaru komolého kužele, která je obklopena kovovým pláštěm, a zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Takové kompozitní prvky mohou být použity v zařízeních pro proplachování plynem při výrobě surového železa a oceli. Při úpravě roztavených kovů v sekundární metalurgii se do taveniny prostřednictvím zařízení pro proplachování plynem vedmýchávají inertní plyny jako je argon nebo dusík, což je důležitý krok. Při mírném až intenzivním proplachování taveniny se lépe rozpustí přidané příměsi a vyrovná se složení a teplota taveniny. Zařízení pro proplachování plynem mohou být začleněna do dna nebo boční stěny metalurgické nádoby, například do pánve na úpravu oceli. Jsou známa četná provedení zařízení pro proplachování plynem.

Kameny pro proplachování plynem normálně sestávají ze zařízení pro přivádění plynu, z oblasti rozdělování plynu, z keramického proplachovacího kužele a, je-li třeba, z kovového pláště. Kámen pro proplachování plynem je z větší části začleněn do děrované cihly v žáruvzdorné vyzdívce, například do dna pánve nebo do objímky, která je opět začleněna nebo vklíněna do žáruvzdorné vyzdívky. Aby se kámen pro proplachování plynem mohl nahradit zvenčí během činnosti pánve, je obvykle vytvořen z komolého kuželovitého proplachovacího kamene, ve kterém je podstava s menším průměrem směrována do vnitřku pánve.

Nabízejí se různé základní modely pro umožnění prostupnosti plynů proplachovacím kamenem. Například mohou být provedeny změny ve vytvoření struktury keramické části, nebo mohou být přidány leptající materiály, které dosáhnou zvýšené poréznosti během vypalování keramiky, nebo může být keramická vložka opatřena tenkými trhlinami či kanálky v jinak nepropustném keramickém tělese, nebo může být plyn přiváděn skrz prstencovou mezeru mezi nepropustným keramickým kuželem a obalujícím kovovým pláštěm. Kombinace různých provedení jsou také možné.

Za účelem vytvoření vhodných plynových bublin pro míchání roztaveného kovujsou preferována taková provedení kamenů pro proplachování plynem, kde se keramická vložka skládá z porézního, žáruvzdorného materiálu, nebo má tenké kanálky s malým průměrem nebo štěrbiny („směrovaná poréznost“). V tomto případě je požadováno, aby kovový plášť pasoval stejnoměrně těsně ke keramické vložce po celém obvodu a celé délce. Pokud je to vůbec možné, plyn by neměl procházet mezi kovovým pláštěm a stěnou keramické vložky. I při daném postupném opotřebení, plyn by měl procházet vnitřkem keramické vložky v pokud možno definovaném rozdělení. Je třeba zamezit nestejnoměrnému průchodu plynu na hraně keramické vložky, pokud je to vůbec možné.

Podle DE 196 53 747 Al je známo ohřát kovový plášť pomocí indukční cívky umístěné ve zvonové peci a následně nasunout na keramickou vložku. Nevýhodou je, že spojování žhavého kovu s keramickou vložkou za extrémních rozdílů teplot může způsobit vznik prasklin ve struktuře keramické vložky. Na druhou stranu nemohou být teplotní rozdíly příliš malé, protože cílem je spolehlivě nasunout kovový plášť na keramickou vložku. Vzhledem ktomu DE 196 53 747 Al navrhuje, aby kovový plášť obklopoval keramickou vložku s mezerou, bez vnitřního dotyku ve zvonové peci s indukční cívkou a ohřívá ji pomocí vyzařovaného tepla. Kovový plášť a keramická vložka jsou spojena bezprostředně poté, co je zahřát kovový plášť.

-1 CZ 296789 B6

Ohřívání probíhá uvnitř induktoru pomocí indukčního ohřívání podle způsobu známého rovněž zDE 40 21 259 Al. Pouze vnější plášť může být ohříván indukčně. Vnitřní keramická část je umístěna do kovového pláště pomocí zvedacího zařízení.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je vyhnout se nevýhodám při nasouvání odděleně ohřátého kovového pláště na ío chladnější keramickou vložku, a dosáhnout jednoduchým způsobem stejnoměrného spojení mezi kovovým pláštěm a keramickou vložkou, bez indukčního ohřívání kovového pláště a bez mechanických zařízení na jeho spojení s keramickou vložkou.

Tohoto cílu je dosaženo podle vynálezu způsobem v úvodu zmíněného druhu, přičemž nejprve se 15 zasune žáruvzdorná vložka do kovového pláště, kuželovitý kovový plášť s otevřením majícím menší průměr obráceným dolů na podložku se zahřívá zvnějšku, zatímco keramická vložka a kovový plášť zůstávají v kontaktu, přičemž se zahřívá na teplotu dostatečně vysokou, aby se keramická vložka posunula dolů do spojené polohy, pouze vlastní tíží, při rozpínání kovového pláště.

Bylo zjištěno, že pro vtlačení keramické vložky do kovového pláště nemusí být vyvinuty žádné další přídavné síly pomocí mechanického zařízení, když se plášť rozpíná otevřený. Toho je dosaženo pouze účinkem tíže keramické vložky.

V důsledku toho vyvíjí kovový plášť na keramickou vložku po ochlazení zvláště stejnoměrné napětí v tlaku. To je výhodné, protože kovový plášť může tímto způsobem zpevňovat žáruvzdornou keramiku během užití jako kamene pro proplachování plynem, což snižuje náchylnost k prasknutí proplachovacího kamene a zajišťuje, že proplachovací plyn prochází do taveniny kamenem pouze předepsanou cestou.

Jedno výhodné provedení způsobu může spočívat v tom, že se během ohřívání kovový plášť s keramickou vložkou ve vzájemném spojení otáčí kolem svislé osy. Stejnoměrné otáčení v určené vzdálenosti od ohřívacího zařízení dociluje mimořádně stejnoměrného ohřívání kovového pláště. Ohřívací zařízení s výhodou sestává z četných hořákových plamenů, které mohou být 35 rozděleny po celé výšce kovového pláště. Kromě toho mohou hořákové plameny být rozděleny kolem obvodu kovového pláště.

Přehled obrázků na výkresech

Zařízení podle vynálezu bude popsáno níže, na základě jednoho provedení.

Obr. 1 představuje schématické zobrazení zařízení.

Obr. 2 představuje podélný řez soustavou otočného stolku, kovového pláště a v něm vložené keramické vložky před tepelnou úpravou.

Obr. 3 představuje podélný řez, ve stavu po tepelné úpravě.

Obr. 4 představuje detail spodního konce proplachovacího kamene.

-2CZ 296789 B6

Příklady provedení vynálezu

Na zobrazení na obr. 1 je na levé straně připevněn k základní desce pracovní plochy 1 otočný stolek 2. Kuželovitý kompozitní prvek 7 spočívá svisle na otočném stolku 2, přičemž směřuje dolů podstavou s menším průměrem. Kompozitní prvek 7 se skládá z kovového pláště 8 a keramické vložky 9. Stojan 4 je umístěn napravo na pracovní ploše L Přídavná, výškově nastavitelná tyč 5 je umístěna vodorovně na svislé stojanové tyči. Hořákový pás 3 může být horizontálně posouván seřízením bočních seřizovačích prostředků příčné tyče 5 za účelem nastavení vzdálenosti od otočného stolku 2. Jelikož je připevněn k příčné tyči 5 pomocí čepu 6, může být upraveno jeho vertikální naklonění ke kuželu kompozitního prvku 7.

Palivo, např. přírodní plyn, je dodáváno přes spojovací kus 3.1. Strana hořákového pásu 3 přivrácená ke kompozitnímu prvku 7 je opatřena Četnými plynovými vývody, které uvolňují četné hořákové plameny 3.3 rozmístěné po celé délce hořákového pásu 3. Hořákový pás 3 může být dále zásobován kyslíkem přes spojovací kus 3.2.

Jak je zobrazeno na obr. 2, kuželovitá keramická vložka 9 má stejný sklon jako kovový plášť 8. Keramická vložka 9 je tu o něco kratší než kovový plášť 8, takže kovový plášť 8 vyčnívá přes keramickou vložku 9 na obou koncích. Podstava s menším průměrem směřuje dolů směrem k otočnému stolku 2. V počátečním stavu, před tepelnou úpravou, je podstava s menším průměrem odsazena od spodní hrany na vzdálenost „bl“. Nahoře přečnívá kovový plášť 8 před podstavu s větším průměrem o vzdálenost „al“. Keramická vložka 9 a kovový plášť 8 se spojují účinkem tíže.

Jakmile začne proces výroby kompozitního prvku 7, tak začne rotovat otočný stolek 2, nesoucí kovový plášť 8, který se přizpůsobuje pro keramickou vložku 9. Pak se zapálí hořák. Hořákové plameny 3.3 ohřívají stejnoměrně kovový plášť 8. Hořákový plamen 3.3 musí být nastaven takovým způsobem, že kovový plášť 8 dosáhne stejnoměrně vysoké teploty, a to tak, aby se mohl rozpínat účinkem tíže keramické vložky 9.

Keramická vložka 9 změní během procesu svou polohu v kompozitním prvku 7. Zmenší se vzdálenost k spodní hraně. Obr. 3 představuje schematické znázornění stavu, který následuje po tepelné úpravě kovového pláště 8. Vzdálenost od spodní hrany, „b2“, je nyní menší než „bl“, před úpravou. Vzdálenost „a2“ od vrchní hrany vzrostla vzhledem k „al“ v počátečním stavu ve stejné míře.

Jakmile je vypnut hořák, kovový plášť 8 se ihned začne ochlazovat a vyvíjet napětí v tlaku na keramickou vložku 9. Výsledkem způsobu podle vynálezu je kompozitní prvek, ve kterém kovový plášť 8 těsně obaluje keramickou vložku 9 a zpevňuje ji v její poloze.

Typické je pro kompozitní prvek vyrobený způsobem podle vynálezu vklenutí na spodní hraně kovového pláště 8, stojícího na otočném stolku 2, jak ukazuje obr. 4. Pod keramickou vložkou 9 je kovový plášť 8 vtažen trochu dovnitř směrem k střední ose. Rozdíl „b3“ mezi poloměrem v místě do kterého zasahuje keramická vložka 9 a poloměrem na spodní hraně kovového pláště 8 na otočném stolku 2 činí 1,5 až 2 %.

Obvyklé uspořádání hotového kamene pro proplachování plynem není zobrazeno. Normálně se podlažní panel opatřený spojovací trubkou pro dodávání plynu přivaří ke kuželu s větším průměrem obráceným navenek, když je umístěn do dna pánve či stěny pánve.

Zkušenost získaná praxí ukázala, že teplota, na kterou by se měl kovový plášť ohřát, například plát z nerez oceli, činí kolem 900 °C. Za předpokladu dostatečně výkonného hořáku, úplně postačuje čas ohřevu kolem 20 sekund, jako typická hodnota. V případě potřeby může být vykonávána

-3CZ 296789 B6 vizuální kontrola, jestli je ohřívání stejnoměrné. Keramická vložka se posune směrem dolů o cca mm. Kovový plášť se roztáhne o 1 %.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY ίο 1. Způsob výroby kompozitního prvku z komolé kuželovité, žáruvzdorné keramické vložky (9), která je obklopena kovovým pláštěm (8), vyznačující se tím, že žáruvzdorná keramická vložka (9) se nejprve vloží do kovového pláště (8), kuželovitý kovový plášť (8) s otvorem s menším průměrem obráceným dolů na podložku se ohřívá z vnějšku, přičemž keramická vložka (9) a kovový plášť (8) vždy zůstávají v kontaktu, a přičemž se keramická vložka (9)

   15 posouvá dolů do spojené polohy pouze vlastní tíží, zatímco se kovový plášť (8) rozpíná.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se kovový plášť (8) obsahující keramickou vložku (9) během procesu ohřívání otáčí kolem své svislé osy.

   20 3. Zařízení pro výrobu kompozitního prvku z komolé kuželovité, žáruvzdorné keramické vložky, která je obklopena kovovým pláštěm, pro provádění způsobu podle nároku 1 nebo 2, v y značující se tím, že obsahuje otočnou desku (2), na které spočívá kovový plášť (8), v němž je vložena keramická vložka (9), dále obsahuje hořákový pás (3) a prostředky pro nastavení sklonu hořákového pásu (3) a vzdálenosti mezi kovovým pláštěm (8) a hořákovými plameny 25 (3.3).