PL204157B1 - Króćce urządzenia do próżniowego odgazowywania stali - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są króćce urządzenia do próżniowego odgazowywania stali metodą obiegową.

Proces odgazowywania stali w kadzi stalowniczej ma na celu zmniejszenie zawartości rozpuszczonych w niej szkodliwych gazów takich jak: wodór, tlen, azot, oraz odwęglenie i polepszanie stopnia czystości stali, a tym samym poprawienie jej własności mechanicznych.

Znanych jest wiele metod próżniowego odgazowywania stali, w tym znane jest odgazowywanie obiegowe z obiegiem ciągłym metodą RH, polegającą na obiegu metalu przez komorę próżniową urządzenia, wyposażonego w kadź odlewniczą dla ciekłej stali, zaopatrzoną w króciec ssący, zawierający przewód doprowadzający gaz obojętny i króciec opadowy. Króćce podczas odgazowywania zanurzone są w ciekłej stali znajdującej się w kadzi stalowniczej usytuowanej pod komorą urządzenia RH. Ponadto, urządzenie wyposażone jest w rynnę zasypową dodatków stopowych i otwór palnikowy, a w górnej części w przewód odciągu gazów i wytwarzania próżni w tej komorze.

Gardziel komory próżniowej usytuowaną w jej dolnej części stanowią oddzielne pierścienie ceramiczne, które połączone są z oddzielnymi króćcami: ssącym i opadowym usytuowanymi współosiowo względem siebie, a ich wewnętrzne ogniotrwałe wyłożenie wykonane jest z kilku warstw kształtek ceramicznych usytuowanych obok siebie w jednej linii obwodowej.

Króćcami ssącym i opadowym w momencie zanurzenia się ich w kąpieli stalowej zasysana jest ciekła stal z kadzi do komory próżniowej urządzenia, przy czym obieg tej stali uzyskuje się dzięki podawaniu przez króciec ssący gazu obojętnego, korzystnie argonu, który unosząc i rozprężając się wtłacza ciekłą stal do komory próżniowej poprzez króciec ssący, skąd po odgazowaniu stal ta powraca króćcem opadowym do kadzi odlewniczej, przy czym ciekła stal jest zasysana tylko do wysokości słupa barometrycznego zależnej od ciśnienia zewnętrznego i ciśnienia panującego w komorze próżniowej.

Znany z opisu patentowego US 5024421 króciec odgazowujący stal, przeznaczony do cyrkulacji stopionego metalu z kadzi do naczynia próżniowego/ posiada dwuczęściowy pancerz stalowy w kształcie tulei z kołnierzem zewnętrznym, zaopatrzony na wewnętrznej jego powierzchni w koł nierzowe zworniki, na których wspiera się naniesiona ciś nieniowo zaprawa cementowa oraz bloczki ogniotrwałe połączone ze sobą tą zaprawą. Te ceramiczne bloczki stanowią wewnętrzne wyłożenie pancerza stalowego i ułożone są w pierścieniowe warstwy, przy czym połączone są one ze sobą nawzajem tworząc monolityczny zespół króćca odgazowującego tylko do wysokości pancerza stalowego, nie obejmując tym monolitem pierścieni gardzieli komory próżniowej urządzenia.

Znane są również z opisów patentowych JP51253318 i JP08218113A metody chłodzenia króćców urządzeń do próżniowego odgazowywania stali, polegające na przedmuchiwaniu powietrza lub gazu przez szczelinę utworzoną pomiędzy dwoma pancerzami stalowymi tych króćców.

Stosowane w znanych urządzeniach do próżniowego odgazowywania stali zewnętrzne wyłożenie ogniotrwałe króćców ma stosunkowo małą żywotność, gdyż podczas ich eksploatacji w wyniku bezpoś redniego kontaktu z ciekłą warstwą ż u ż la wystę puje korozja chemiczna powodująca rozpuszczanie się betonu i niszczenie wyłożenia tego króćca. Celem ograniczenia korozyjnego zużycia się monolitycznej warstwy betonowej króćca wykonanej na bazie AI2O3 stosuje się natryskiwanie na powierzchnię betonu masy zasadowej, którą nakłada się w przerwach między kolejnymi wytopami stali. Tworzy się w ten sposób warstwę materiału chroniącą beton przed bezpośrednim kontaktem z ciekłym żużlem.

Wspomniane króćce posiadają pancerz stalowy, który podtrzymuje ich wewnętrzną i zewnętrzną część ceramicznego wyłożenia roboczego. Jednakże w przypadku długich czasów obróbki oraz krótkich odstępów czasowych między odgazowaniami przyrosty temperatur tego pancerza po każdym odgazowaniu sumują się w czasie trwania sekwencji, a nadmierny wzrost temperatury pancerza prowadzi do jego znacznej rozszerzalności i deformacji. Rozszerzający się na wskutek wysokiej temperatury pancerz powoduje powstawanie wyraźnych pęknięć wyłożenia monolitycznego. Opisane zjawiska wpływają również negatywnie na wewnętrzne wyłożenie robocze danego króćca, gdyż jego pancerz stalowy podtrzymuje wewnętrzną część jego wyłożenia roboczego. Wywołana wysoką temperaturą deformacja pancerza stalowego powoduje bowiem rozluźPL 204 157 B1 nienie wymurówki z kształtek magnezjowo-chromitowych, co przyspiesza erozję na łączeniach tych kształtek i złożonych z nich pierścieni.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie przytoczonych wyżej wad i niedogodności znanych dotychczas króćców ssących i opadowych, oraz współpracujących z nimi pierścieni gardzieli komory próżniowej.

Istota króćców urządzenia do próżniowego odgazowywania stali metodą obiegową polega na tym, że króciec ssący i króciec opadowy oraz pierścienie gardzieli komory próżniowej tego urządzenia wykonane są jako zespoły monolityczne, natomiast zewnętrze wyłożenie ogniotrwałe króćca ssącego i króćca opadowego w obu zespołach monolitycznych ma wykonaną perforację. Ponadto, pancerze stalowe króćca ssącego i króćca opadowego w obu zespołach monolitycznych na wewnętrznej powierzchni mają rurkową instalację chłodzącą korzystnie gazową.

Połączenie pierścienia gardzieli z odpowiednim króćcem w jeden monolit, w którym kształtki ceramiczne wyłożenia zewnętrznego zachodzą za siebie, spowodowało znaczne zwiększenie wytrzymałości mechanicznej tych monolitów oraz zapobiegło powstawaniu nieszczelności w porównaniu do stosowanych dotychczas indywidualnych pierścieni gardzieli i króćców, z kształtkami ceramicznymi ułożonymi obok siebie w kilku warstwach pierścieniowych.

Wykonanie perforacji na zewnętrznej betonowej powierzchni króćca spowodowało zwiększenie powierzchni styku natryskiwanej masy z powierzchnią betonową dzięki czemu stworzono możliwość nałożenia grubszej warstwy masy ochronnej na zewnętrzne wyłożenie betonowe króćca do obiegowego odgazowywania stali metodą próżniową, przy jednoczesnym zapewnieniu dobrego przylegania i utrzymywania się natryskiwanej masy zasadowej na zewnętrznej powierzchni tego króćca. Z kolei wprowadzenie do pancerza stalowego króćca stanowiącego monolit wraz z pierś cieniem gardzieli instalacji chł odzą cej zapobiegło wystę powaniu nadmiernych przyrostów temperatury i związanych z tym pęknięć masy ochronnej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia króciec ssący lub opadowy z perforowaną powierzchnią zewnętrznego wyłożenia ogniotrwałego urządzenia do obiegowego ciągłego odgazowywania stali w widoku perspektywicznym, fig. 2 - pancerz stalowy króćca pokazanego na fig. 1 z układem rurek chłodzących w widoku perspektywicznym, a fig. 3 - fragment komory próż niowej urzą dzenia do obiegowego ciągłego odgazowywania stali w przekroju osiowym, w widoku perspektywicznym.

Gardziel 1 komory próżniowej 2 urządzenia do obiegowego ciągłego odgazowywania stali zaopatrzona jest w króciec ssący 3 i króciec opadowy 4. Każdy z tych króćców 3 i 4 wykonany jest jako monolit 5 i 6, złożony z pancerza stalowego 7 z wyłożeniem ogniotrwałym 8 na jego zewnętrznej powierzchni oraz z umieszczonego wewnątrz tego pancerza elementu tulejowego 9 wykonanego z ogniotrwałych kształtek ceramicznych 10, tak że element tulejowy 9 przysłania układ rurek, stanowiących gazową instalację chłodniczą 11 zamontowanych na wewnętrznej powierzchni pancerza stalowego 7 i wystaje ponad górne jego czoło na wymiarze L stanowiącym około 40% jego całkowitej wysokości H. Poza tym zewnętrzne wyłożenie ogniotrwałe 8 pancerza stalowego 7 ma wykonaną perforację 12 na całej jego powierzchni, natomiast ogniotrwałe kształtki ceramiczne 10, elementu tulejowego 9 ułożone są obok siebie naprzemiennie, tworząc zakładki 13 pomiędzy sąsiednimi kształtkami ceramicznymi 10.

Claims (2)

1. Króćce urządzenia do próżniowego odgazowywania stali metodą obiegową zamontowane w dolnej części komory próżniowej tego urządzenia, z których jeden jest króćcem ssącym wyposażonym w przewód doprowadzający gaz obojętny do kadzi, a drugi króćcem opadowym, a w górnej części komora próżniowa wyposażona jest w rynnę zasypową dodatków stopowych, otwór palnikowy oraz usytuowany nam nimi kanał odciągu gazów i wytwarzania próżni w tej komorze, przy czym wewnętrzne i zewnętrzne wyłożenia tych króćców podtrzymywane są przez pancerze stalowe chłodzone za pomocą powietrza lub gazu, zaś kształtki ceramiczne wyłożenia wewnętrznego wykonane są z kilku warstw pierścieni powiązanych z sobą analogicznymi kształtkami zachodzącymi na siebie, znamienne tym, że króciec ssący (3) i króciec opadowy (4) oraz pierścienie gardzieli (1) komory próżniowej (2) tego urządzenia wykonane są jako zespoły monoli4

PL 204 157 B1 tyczne (5) i (6), natomiast zewnętrzne wyłożenie ogniotrwałe (8) króćca ssącego (3) i króćca opadowego (4) w obu zespołach monolitycznych (5) i (6) ma wykonaną perforację (12).

2. Króćce według zastrz. 1, znamienne tym, że pancerze stalowe (7) króćca ssącego (3) i króćca opadowego (4) w obu zespołach monolitycznych (5) i (6) na wewnętrznej powierzchni mają rurkową instalację chłodzącą (11), korzystnie gazową.