EA025498B1

EA025498B1 - Пробка для временного закупоривания лётки конвертера

Info

Publication number: EA025498B1
Application number: EA201400141A
Authority: EA
Inventors: Вероника Штилькериг
Original assignee: Вероника Штилькериг
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2016-12-30
Also published as: DE102013002623A1; EA201400141A1

Abstract

Пробка 1 для временного закупоривания лётки 5 конвертера 2 формуется из смеси материалов, содержащей помимо огнеупорного 10 и глиняного 9 материалов, а также различных добавок шарообразные керамзитные тела 11, 12. Эти шарообразные керамзитные тела 11, 12 имеют шероховатую внешнюю оболочку 14, а также обладают водопоглощающей способностью и долговременной температурной стабильностью, так что с их помощью лётка 5 конвертера 2 остается закупоренной до тех пор, пока жидкий шлак 7 при наклоне конвертера 2 не выльется из лётки 5. Заметно более горячая жидкая сталь 8 заботится о том, чтобы сидящая в лётке 5 пробка 1 была вымыта, не влияя на дальнейшую обработку стали 8.

Description

Изобретение относится к пробке для временного закупоривания лётки конвертера, которая вставляется в лётку с его внешней стороны, фиксируется в зоне внутренней стороны и после слива жидкого шлака вымывается жидкой сталью из лётки и для этого смешана и формована из огнеупорного материала с глиняным материалом и связующим, водой, минеральным маслом, пластификатором и разжижителем в качестве добавок.

Уровень техники

Такие наклоняющиеся конвертеры снабжаются лежащей под верхним краем конвертера лёткой, чтобы при его опорожнении и вытекании жидкой стали свести до минимума захват плавающего вверху на ней жидкого шлака. Такой захваченный шлак в дальнейшем процессе облагораживания представляет собой при известных условиях значительную проблему. Из ЕР 0922774 В известен способ, при котором вытекающая струя жидкой стали непрерывно контролируется камерой. С помощью этой специально выполненный камеры можно определять и контролировать количество захваченного шлака, так что в случае слишком большого количества этого захваченного шлака процесс наклона прерывается или даже полностью прекращается. Этот способ сложен и очень неточен, поскольку вытекающая жидкая сталь представляет собой очень компактную струю металла, так что с помощью камеры не всегда безупречно можно определить истинное содержание захваченного шлака. Из ЕР 0635071 известна так называемая заглушка, которая состоит из пластичного материала, вставляется в лётку, а затем может быть деформирована между двумя деформирующими плитами, закупоривая лётку. Верхняя деформирующая плита выполнена воронкообразной и переходит в трубчатую часть, которая доходит до служащей в качестве опоры для деформирующего устройства нижней деформирующей плиты. Деформирующее устройство располагает захватом, который вводится через трубчатую часть, а затем за него можно с соответствующим усилием снова тянуть в направлении нижней деформирующей плиты, чтобы соответствующим образом деформировать пластичную зону заглушки между обеими деформирующими плитами. Пластичный огнеупорный материал содержит в основном глиняную связку, алюмосиликат, воду, пластификатор, связующее и добавки. В ΌΕ 102008039142 А1 часть огнеупорного материала заменена полыми шариками из минерального стекла. Они приводят к уменьшению общей массы заглушки и вызывают вымывание всей заглушки жидкой сталью только тогда, когда шлак при наклоне конвертера больше не связан с лёткой. Недостатком являются относительно высокая стоимость этих полых шариков и необходимость не превышения определенных количественных долей, поскольку иначе сильно нарушается структурная стабильность.

Раскрытие изобретения

В основе изобретения лежит задача повышения удобства в обращении, стойкости при хранении и улучшения возможности максимально точного определения момента вымывания, а также дальнейшего уменьшения массы.

Эта задача решается согласно изобретению тем, что огнеупорный материал смешан с шарообразными керамзитными телами и дополнительными добавками, причем керамзитные тела имеют шероховатую внешнюю оболочку, а также обладают водопоглощающей способностью и долговременной температурной стабильностью.

За счет соответствующего выполнения пробки или, точнее говоря, доли огнеупорного материала, прежде всего, можно дополнительно заметно уменьшить общую массу пробки. Благодаря этому повышается удобство в обращении, поскольку такая пробка от руки или же с помощью машины может быть легче и точнее помещена в лётку конвертера, а затем запрессована и фиксирована в ней. Эта фиксация облегчается за счет доли шарообразных керамзитных тел, поскольку они, с одной стороны, имеют шероховатую внешнюю оболочку, т.е. могут, по меньшей мере, временно задерживать влагу, а кроме того, обеспечивают также определенное водопоглощение, поскольку эта внешняя оболочка имеет, как правило, отверстия, через которые вода может проникать в шарообразные керамзитные тела, не размягчая их. В целом, улучшаются температурная стабильность и тем самым также структурная стабильность пробки, поскольку глина или формованные из нее керамзитные тела термостабильны до температуры 1000°С, тогда как термостабильность, например, пеностекла заметно ниже, т.е. составляет 750°С. Наконец, предпочтительно, что, добавив шарообразные керамзитные тела, можно точно задать момент растворения сидящей в лётке пробки довольно точно - 10-15 с. Этим гарантируется, что жидкий шлак, в любом случае, уже вылился из лётки и тем самым больше не может достичь ее, если жидкая сталь привела к растворению пробки.

Еще большее снижение материальных затрат может быть достигнуто согласно одному варианту осуществления изобретения за счет того, что часть или все количество керамзитных тел состоит из синего керамзита. Этот более дешевый синий керамзит не подходит для применения, например, в целях изоляции или в садоводстве и сельском хозяйстве, а в предусмотренной здесь области не доставляет проблем благодаря своему составу и поэтому обладает преимуществами в отношении издержек производства.

Согласно другому целесообразному варианту предусмотрено, что шарообразные керамзитные тела имеют диаметр 0,5-16 мм, преимущественно 1-4 мм. При диаметре 1-4 мм облегчаются обработка в

- 1 025498 пробку и обработка самой пробки, поскольку деформация возможна без проблем. Чем больше диаметр керамзитных тел, тем больше затруднена их деформируемость. С другой стороны, общая масса уменьшается за счет больших диаметров керамзитных тел, так что согласно другому целесообразному варианту оказалось предпочтительным увеличение диаметров шарообразных керамзитных тел до 4-12 мм. Поскольку, кроме того, роль играет также размер всей пробки, можно далее сказать, что с размером пробки можно увеличить также долю имеющих больший диаметр шарообразных керамзитных тел.

В другом целесообразном варианте предусмотрено, что шарообразное керамзитное тело имеет пористую, снабженную, однако, несколькими отверстиями внешнюю оболочку. Керамзит получают обычно обжигом бедной известью глины во вращающихся трубчатых печах, причем поверхность спекается, т.е. образуется шероховатая поверхность, которая за счет капиллярных сил может связывать воду. За счет соответствующей умелой обработки эта замкнутая сама по себе, шероховатая поверхность или шероховатая внешняя оболочка может быть, однако, выполнена так, что в ней образуются или остаются больше или меньше отверстий, через которые может проникать ограниченное количество воды, так что такие шарообразные керамзитные тела подходят также для аккумулирования воды. В предложенной пробке это имеет, в том числе, то большое преимущество, что за счет этого повышается стабильность при хранении и что даже после длительного времени хранения в пробке все еще остается необходимая влага для ее благоприятной обработки.

На стабильность формы благоприятно влияет, в частности, то, что шарообразные керамзитные тела заменяют часть огнеупорного, но не глиняного материала. Глина или доля этого материала, важная, с одной стороны, для стабильности всего тела, а с другой стороны, для деформируемости пробки, тем самым сохраняется, тогда как шарообразные керамзитные тела в качестве смеси с остальным огнеупорным материалом отвечают, в том числе, также за температурную стабильность.

Особенно целесообразным оказалось, если объемная доля шарообразных керамзитных тел составляет 2,5-45% огнеупорного и глиняного материалов.

Выше указывалось на то, что через имеющиеся в шероховатой внешней оболочке отверстия вода может проникать даже в собственно керамзитное тело. Этому еще способствует то, что шарообразные керамзитные тела полностью или частично состоят из битого материала, т.е. имеют поверхности, имеющиеся в распоряжении у проникающей воды. Эта аккумулирование воды, даже если оно ограничено, дает описанные выше преимущества в отношении стабильности при хранении.

Согласно другому варианту часть огнеупорного материала заменена шарообразными керамзитными телами, и/или глиняными гранулами, и/или полыми шариками из минерального стекла. В то время как глиняные гранулы вследствие своей твердости и имеющихся кромок менее пригодны, стеклянные полые шарики в качестве частично дополнительной замены огнеупорного материала дают заметные преимущества, поскольку они вместе с шарообразными керамзитными телами способствуют уменьшению массы и резервированию воды внутри пробки.

Особенно предпочтительно, если пробка формована из 10-60 мас.% шарообразных керамзитных тел, полученных обжигом влажного, бедного известью глиняного материала с вытеснением и сжиганием диоксида углерода, 10-50 мас.% глиняной связки отборного качества, 10-50 мас.% алюмосиликата, 5-30 мас.% воды, 5-25 мас.% минерального масла, 0,5-5 мас.% пластификатора, 0,1-3 мас.% разжижителя, 0,13 мас.% временных связующих, 0,1-6 мас.% постоянных связующих.

Прежде всего, такая пробка благодаря оптимальным деформационным характеристикам может быть выполнена в виде фасонного тела, оптимально используемого в сталеплавильном цеху, т.е. на конвертере. К тому же эта пробка проста в обращении, поскольку ее масса заметно уменьшена по сравнению с только огнеупорным материалом, а, кроме того, всегда гарантирована деформируемость внутри лётки, поскольку имеется достаточная эластичная доля керамзитных тел и глины.

Наконец, предпочтительно, если эта пробка удерживает всегда достаточно долю воды, поскольку добавленная вода за счет шарообразных керамзитных тел или же стеклянных полых шариков, прежде всего, однако, за счет битого материала, удерживается в пробке до тех пор, пока ей для деформации снова не потребуется влага. Шарообразный керамзитный материал дает тогда уже описанные выше преимущества в отношении температурной стабильности и задавания точных значений, когда пробка может быть вытолкнута или вымыта жидкой сталью из лётки. За счет этих точных заданных значений можно в значительной степени автоматизировать весь процесс.

Неоднократно уже указывалось на то, что предложенная пробка должна вставляться в лётку конвертера и деформироваться в ней. В частности, вставке в лётку и точное позиционирование в ней, а именно как можно ближе к внутренней стороне или внутренней стенке конвертера, способствует то, что на наружную поверхность пробки так и так наносится глиняная связка или аналогичный материал для улучшения протекания описанного процесса. Оказалось, что предпочтительно, если наружная поверхность пробки покрыта легко увлажняемой глиняной связкой или глиняной смазкой.

Изобретение отличается, в частности, тем, что по сравнению с известным уровнем техники повышается удобство в обращении с пробкой благодаря дальнейшему заметному уменьшению ее общей массы за счет ввода шарообразных керамзитных тел в смесь материалов. Это повышение удобства в обращении становится особенно заметным, если используются большие пробки, причем за счет оптимизации

- 2 025498 пробки возникает возможность увеличения, при необходимости, лёток конвертеров. Они могут тогда всегда оснащаться предложенными пробками, поскольку те имеют соответственно малую массу. Кроме того, повышается стабильность предложенной пробки при хранении, поскольку можно увеличить количество введенной воды, целесообразно задерживаемой на поверхности шарообразных керамзитных тел. Это можно дополнительно улучшить за счет ввода воды также в них. Она снова имеется в распоряжении тогда, когда этим следует воспрепятствовать высыханию пробки. Поскольку применяемый огнеупорный материал, т.е., в частности, шарообразные керамзитные тела, является температуростойким до 1000°С, момент, когда пробка должна быть вымыта жидкой сталью, задается и соблюдается намного точнее. Последующие работы могут быть за счет этого хорошо организованы, и в любом случае гарантировано, что больше не будет или почти не будет выгружаться жидкий шлак.

Краткое описание чертежей

Другие подробности и преимущества объекта изобретения приведены в нижеследующем описании чертежей, на которых предпочтительный пример осуществления изобретения изображен с необходимыми для этого подробностями и отдельными деталями. На чертежах представляют:

фиг. 1 - конвертер в рабочем положении и обозначенным положением наклона; фиг. 2 - вставленная в лётку пробку в положении вставки и запрессовки; фиг. 3 - лежащие друг на друге шарообразные керамзитные тела; фиг. 4 - шарообразное керамзитное тело в разрезе;

фиг. 5 - поверхности керамзитного тела и обломка;

фиг. 6 - спеченная оболочка керамзитного тела частично в разрезе и частично свободного от воздействий;

фиг. 7 - пробка в форме бочки;

фиг. 8 - пробка в форме усеченного конуса.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 в разрезе изображен конвертер 2, который имеет загрузочное отверстие 6 и до определенного уровня заполнен жидкой сталью 8 и плавающим на ней жидким шлаком 7. В зоне загрузочного отверстия 6 в стенке конвертера 2 выполнена соединяющая внешнюю 3 и внутреннюю 4 стороны лётка 5. В лётку 5 вставляется пробка 1 и, как показывают стрелки, фиксируется в ней за счет запрессовки. В процессе облагораживания внутри конвертера 2 лётка 5 свободна. Если затем конвертер наклоняется для выпуска жидкой стали 8, то вставленная пробка 1 препятствует вытеканию сначала жидкого шлака 7. Последний, напротив, направляется через лётку 5, поскольку она закупорена пробкой 1, которая затем вымывается жидкой сталью 8 из лётки 5, т.к. тогда температура жидкой, более горячей стали 8 заботится об изменении материала пробки 1 так, чтобы вся пробка была вымыта. Из-за небольшого количества материала в пробке 1 он не играет в дальнейшем процессе облагораживания жидкой стали 8 никакой роли. Обозначенный штриховыми линиями жидкий шлак 7' сначала не может покинуть конвертер 2 через лётку 5, поскольку температуры жидкого шлака 7 далеко недостаточно для изменения или вымывания пробки 1.

На фиг. 2 изображена пробка 1, вставленная в лётку 5. Пробка 1 состоит из глиняного материала 9, огнеупорного материала 10, определенного числа или количества керамзитных тел 11, 12 и других добавок. Керамзитные тела 11, 12 представляют собой окруженные шероховатой внешней оболочкой 14 тела, а также ломаный материал 15, более подробно поясняемый ниже. Кроме того, в пробку 1 могут быть заделаны глиняный гранулят 16 и стеклянные полые шарики 26, а именно в таком количестве, что они не мешают показанному справа процессу деформации.

Материал пробки 1, состав которого приведен выше, фиксирован между двумя плитами, т.е. верхней нажимной 21 и нижней удерживающей 22 плитами. Нажимная плита 21 может смещаться посредством устройства (не показано) в направлении удерживающей плиты 22, так что глиняный материал предпочтительно таким образом деформируется и прижимается к стенке 20 лётки 5. Через внутреннее отверстие 23 смещается или вставляется деформирующий агрегат (не показан), с помощью которого затем нажимная плита 21 смещается в основном в направлении удерживающей плиты 22. При этом также удерживающая плита 22 может соответственно незначительно смещаться в направлении нажимной плиты 21. Для улучшения возможности вставки пробки 1 в лётку 5 на фиг. 8 предусмотрено, что наружная поверхность 18 пробки покрыта слоем, например, глиняной смазки 19. При этом на фиг. 8 показана форма усеченного конуса 35 всей пробки 1, а на фиг. 7 - ее бочкообразная форма. В обоих случаях для пробки 1 используется одинаковая транспортная смесь 30, которая затем деформируется в смесь 31 в лётке 5. В результате деформации смесь 31, как уже сказано, плотно прижимается к стенке 20 лётки 5, так что она прочно фиксируется внутри лётки 5. При этом могут возникнуть определенные выступы 32 глиняного материала в зоне нажимной 21 и удерживающей 22 плит. У пробки 1 в форме усеченного конуса на фиг. 8 особенно важно направление вставки, обозначенное поз. 33.

На фиг. 3 изображена кучка шарообразных керамзитных тел 11, 12 с заметными отверстиями 24, 25.

На фиг. 4 в увеличенном виде изображено такое керамзитное тело 11 в разрезе, так что видно пористое внутреннее пространство или пористая поверхность 17 разлома. Поз. 14 обозначена шероховатая внешняя оболочка.

- 3 025498

Также на фиг. 5 показаны такой ломаный материал 15 и лежащее рядом с ним керамзитное тело 12, внешняя оболочка которого не повреждена. У этого ломаного материала 15 видно, что керамзитное тело 11 имеет внутри целый ряд полостей, они могут быть и крупными 27, 28 и мелкими 34 порами.

Такое керамзитное тело 12 изображено также на фиг. 6, причем здесь, в частности, следует указать на то, что в поверхности имеются отверстия 24, 25, через которые жидкость или вода может проникать во внутреннее пространство керамзитного тела 11, 12. Это внутреннее пространство заполнено вспученным огнеупорным и глиняным материалами, причем здесь снова следует указать на крупные поры 27, 28, а также на мелкие поры 34, обнаруживаемые во всем внутреннем пространстве керамзитного тела 11, 12 и не нарушающие прочность всего тела. Следовательно, через отверстия 24, 25 вода может проникать сквозь шероховатую внешнюю оболочку 14 во внутреннее пространство керамзитного тела 11, 12 и осаждаться там в крупных 27, 28 или же в мелких 34 порах, чтобы, при необходимости, т.е. при высыхании пробки 1, снова поглощаться окружающей ее смесью.

Фиг. 7 и 8 уже были описаны выше. На фиг. 7 изображена бочкообразная пробка, к которой сверху приставляется нажимная, а снизу - удерживающая плиты. То же относится, разумеется, к изображенной на фиг. 8 пробке 1 в форме усеченного конуса 35.

Размеры этих разных пробок 1 не указаны, поскольку они зависят от размера лётки 5 и конвертера

2. В соответствии с этим пробки 1 также при их изготовлении формуются, а их размеры назначаются по закупориваемым лёткам 5.

Все названные признаки, также указанные только на чертежах, считаются существенными для изобретения по отдельности и в комбинации.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Пробка для временного закупоривания лётки конвертера, выполненная с возможностью вставки в лётку (5) с его внешней стороны (2), фиксации в зоне внутренней стороны (4) и после слива жидкого шлака (7) вымывания жидкой сталью (8) из лётки (5) и для этого смешанная и формованная из огнеупорного материала (10) с глиняным материалом (9) и связующим, водой, минеральным маслом, пластификатором и разжижителем в качестве добавок, отличающаяся тем, что огнеупорный материал (10) смешан с шарообразными керамзитными телами (11, 12) и дополнительными добавками, причем керамзитные тела (11, 12) имеют шероховатую внешнюю оболочку (14), а также обладают водопоглощающей способностью и долговременной температурной стабильностью.
2. Пробка по п.1, отличающаяся тем, что часть или все количество керамзитных тел (11, 12) состоит из синего керамзита.
3. Пробка по п.1, отличающаяся тем, что шарообразные керамзитные тела (11, 12) имеют диаметр 0,5-16 мм, преимущественно 1-4 мм.
4. Пробка по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что шарообразное керамзитное тело (11, 12) имеет пористую, снабженную, однако, несколькими отверстиями (24, 25) внешнюю оболочку (14).
5. Пробка по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что шарообразные керамзитные тела (11, 12) заменяют часть огнеупорного материала (10), но не глиняного материала (9).
6. Пробка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что объемная доля шарообразных керамзитных тел (11, 12) составляет 2,5-45% огнеупорного и глиняного материалов (10, 9).
7. Пробка по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что шарообразные керамзитные тела (11, 12) полностью или частично состоят из ломаного материала (15).
8. Пробка по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что часть огнеупорного материала (10) заменена шарообразными керамзитными телами (11, 12), и/или глиняными гранулами (16), и/или полыми шариками (26) из минерального стекла.
9. Пробка по п.1, отличающаяся тем, что она формована из 10-60 мас.% шарообразных керамзитных тел, полученных обжигом влажного, бедного известью глиняного материала с вытеснением и сжиганием диоксида углерода 10-50 мас.% глиняной связки отборного качества, 10-50 мас.% алюмосиликата, 5-30 мас.% воды, 5-25 мас.% минерального масла, 0,5-5 мас.% пластификатора, 0,1-3 мас.% разжижителя, 0,13 мас.% временных связующих, 0,1-6 мас.% постоянных связующих.
10. Пробка по одному из пп.1-9, отличающаяся тем, что ее наружная поверхность (18) покрыта глиняной связкой или глиняной смазкой (19).