RU9772U1 - Разливочный узел литейного ковша - Google Patents

Abstract

1. Разливочный узел для литейного ковша, содержащий ковшовый стакан, соединенный с одной стороны с гнездовым блоком, а с другой стороны - с верхней шиберной плитой, находящейся в контакте с нижней шиберной плитой, соединенной со стаканом коллектором, заключенным в металлическую оболочку, отличающийся тем, что канал гнездового блока выполнен ступенчатым, верхняя ступень имеет два участка - конический и цилиндрический, а вторая ступень - конический, ковшовый стакан выполнен с наружной конической поверхностью и установлен в гнездовом блоке с возможностью соединения с коническим участком его второй ступени, при этом поверхность цилиндрического участка второй ступени гнездового блока совмещена с поверхностью цилиндрического канала ковшового стакана для прохода жидкого металла, шиберные плиты выполнены одинаковыми и заключены в металлические оболочки посредством соединительного раствора.2. Узел по п.1, отличающийся тем, что стакан-коллектор и ковшовый стакан выполнены по меньшей мере из двух соединенных между собой частей - верхней и нижней, при этом верхняя часть выполнена из высокостойкого огнеупорного материала, чем материал, предназначенный для изготовления нижней части.3. Узел по п. 1, отличающийся тем, что оболочка нижней шиберной плиты соединена с оболочкой стакана коллектора, при этом оболочка состоит по меньшей мере из двух частей.4. Узел по п.1, отличающийся тем, что стакан-коллектор и ковшовый стакан со стороны шиберных плит выполнены со ступенчатыми выступами, имеющими коническую боковую поверхность для взаимодействия с аналогичными по форме выемками, выполненными на шиберных плитах.5. Узел по п.1, отл�

Description

:-:.,:.J9f5 РАЗЛИВОЧНЫЙ УЗЕЛ ЛИТЕЙНОГО КОВША

Полезная модель относится к металлургии, а именно к разливочным устройствам для сталеразливочных и литейных ковшей.

Известен разливочный узел для литейного ковша, содержаший ковшевой стакан, соединенный с одной стороны с гнездовым блоком, а с другой стороны - с верхней ишберной плитой, находящейся в контакте с нижней шиберной плитой, соединенной со стаканом коллектором, заключенным в металлическую оболочку.

К недостаткам известного устройства, принятого в качестве прототипа, относятся малый срок службы наиболее нагруженных конструктивных элементов таких как гнездовой блок в верхней части, ковшевой стакан в зоне контакта его с гнездовым блоком по каналу для прохода жидкого металла и стакан-коллектор в зоне входа в него жидкого металла. Не одинаковый во времени износ этих деталей приводит к необходимости их замены в зависимости от степени износа, при этом для того, чтобы заменить ковшевой стакан в известном техническом решении требуется снятие не только неподвижной шиберной плиты, так и сам гнездовой блок, состояпщй из верхней и нижней частей. Демонтаж последнего приводит к снятию и верхнего гнездового блока, поскольку условия работы (в основном температурные) не позволяют разъединить один элемент конструкции от другого без повреждений последнего. В связи с этим известная конструкция обладает низкой ремонтопригодностью.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение себестоимости и увеличение эксплуатационного срока службы устройства для разливки жидкого металла с получением технического результата - упрощение

технологии его обслуживания при монтаже и демонтаже элементов разливочного узла, равномерного распределения во времени срока службы используемых в узле конструктивных элементов.

Для достижения указанного выше технического результата в известном разливочном узле для литейного ковша, содержащем ковшевой стакан, соединенный с одной стороны с гнездовым блоком, а с другой стороны - с верхней шиберной плитой, находящейся в контакте с нижней шиберной плитой, соединенной со стаканом

МПК B22D 41/08

коллектором, заключенным в металлическую оболочку, канал гнездового блока выполнен ступенчатым, верхняя ступень имеет два участка - конический и цилиндрический, а вторая ступень - конический, ковшевой стакан вьшолнен с наружной конической поверхностью и установлен в гнездовом блоке с возможностью соединения с коническим участком его второй ступени, при этом поверхность цилиндрического участка второй ступени гнездового блока совмещена с поверхностью цилиндрического канала ковшевого стакана для прохода жидкого металла, шиберные плиты выполнены одинаковыми и заключены в металлические оболочки посредством соединительного материала.

Кроме этого, стакан коллектор и ковшевой стакан могут быгь выполнены из двух соединенных между собой частей - верхней и нижней, при этом верхняя часть вьшолнена из высоко стойкого огнеупорного материала, чем материал, предназначенный для изготовления нижней части.

Кроме этого, оболочка нижней шиберной плиты может быть соединена с оболочкой стакана коллектора.

Кроме этого, стакан коллектор и ковшевой стакан со стороны шиберных плит могут быгь вьшолнены со ступенчатыми выступами, имеющими коническую боковую поверхность для взаимодействия с аналогичными по форме выемками, вьшолненными на шиберных плитах.

Кроме этого, угол а наклона конического участка первой ступени гнездового блока определяют из диапазона 80.

Кроме этого, кольцевая втулка имеет высоту, определяемую из диапазона 30-120 мм, а наружньш диаметр - в пределах от величины диаметра канала для жидкого металла до наружного диаметра стакан коллектора.

Кроме этого, шиберные плиты и оболочки для них могут иметь один типоразмер.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения технического результата.

На фиг.1 изображен общий вид разливочного узла для литейного ковша.

На фиг.2 изображен вариант вьшолнения стакан коллектора разливочного узла.

Разливочный узел для литейного ковша содержит гнездовой блок 1 (фиг.1, 2), который предназначен для закрепления в корпусе ковша и закрепления в нем ковшевого стакана 2 вместе с шиберными плитами 3 и 4.

Гнездовой блок 1 вьшолнен из огнеупорного материала и имеет форму прямоугольного параллелепипеда или цилиндра. Гнездовой блок 1 вьшолнен с каналом. Высота блока может быть вьшолнена равной на 50-100 мм больше толшины футеровки дниша ковша. Блок 1 в зависимости от толшины футеровки может быть вьшолнен составным из нескольких частей или целиковым.

Канал гнездового блока 1 вьшолнен ступенчатым, верхняя ступень имеет два участка - конический 5 и цилиндрический 6, и предназначен для прохода жидкого металла, а вторая ступень - конический 7 участок.

Первый участок верхней ступени, выполненный коническим выполняет функцию воронки и имеет угол а наклона к вертикальной оси (разливочному отверстию ) 10-80 градусов. При угле менее 10 градусов не успевает происходить завихрение струи металла, что ухудшает его качество. При угле наклона более 80 градусов в момент открытия шиберного затвора происходит зависание огнеупорного материала, которым заполняют разливочный канал перед плавкой. В результате требуется прожигание канала кислородом, что значительно снижает стойкость всех огнеупорных деталей разливочного узла. В одном из вариантов вьшолнения второй участок первой ступени гнездового блока 1 может быть выполнен в виде усеченного конуса с утлом наклона к оси канала до 20 градусов. Это позволяет в момент открытия затвора высьшаться засьшке и создать необходимое завихрение струи металла.

Ковшевой стакан 2 вьшолнен с наружной конической поверхностью 8 и установлен в гнездовом блоке с возможностью соединения по поверхности его конического участка 7 второй ступени гнездового блока 1. Угол наклона конического 7 участка подобран таким образом, что при установке в него ковшевого стакана 2 поверхность цилиндрического участка 6 второй ступени гнездового блока 1 совмещается с поверхностью цилиндрического канала 9 ковшевого стакана 2, предназначенного для прохода жидкого металла.

Торцевая поверхность ковшевого стакана 2 находится под нижней поверхностью первой ступени гнездового блока 1. Это позволяет обеспечить легкое удаление материала засыпки из канала, снизить настыли металла на стыке гнездового блока и ковшевого стакана при перекрыгиях струи металла и упрошает процесс замены

ковшевого стакана между плавками. Ранее при замене ковшевого стакана бьшо необходимо удалить настыли на поверхности гнездового блока или обрезать ковшевой стакан.

Ковшевой стакан 2 может быть изготовлен из двух или более частей или целиковым. На фиг. 1 представлен вариант, согласно которому ковшевой стакан 2 состоит из двух частей - верхней 10 и нижней 11. В процессе разливки более интенсивно изнашивается нижняя часть 11 стакана 2, соединенная с верхней шиберной плитой 3. Верхняя часть 10 может вьщержать до 20 разливок металла, а нижняя 11 часть порядка 2-6 разливок в зависимости от емкости ковша, вида металла, условий эксплуатации. Целиковый ковшевой стакан 2, вьшолненный высотой более 200 мм при любом способе прессования имеет разную плотность, причем средняя часть ковшевого стакана 2 всегда имеет более низкие прочностные показатели. Предлагаемый составной стакан 2 имеет значительные преимушества, связанные со спецификой эксплуатации разливочного узла. Во-первых, такое решение позволяет обеспечить высокие прочностные показатели двух частей с меньшей высотой. Вовторых, позволяет заменить при износе только нижнюю часть 11 стакана 2, оставив в ковше мало изнашиваемую верхнюю часть 10, что дает значительную экономию в расходе огнеупоров. Применение составного стакана 2 становится возможным благодаря наличию специального соединительного материала для склейки двух частей стакана 2. Этот материал исключает прохождение расплавленного металла по стыку между частями стакана 2 и стаканом 2 и гнездовым блоком 1, а также позволяет легко разъединить части 10 и 11 стакана 2 друг от друга при их замене между плавками. Нижняя часть 11 ковшевого стакана 2 может изготавливаться из перикла30 графитового материала и легко удаляется между плавками при замене шиберных плит.

Ковшевой стакан может иметь стойкость до 10 плавок и за счет применяемой связки легко удаляется из гнездового блока, повышая его стойкость. Возникает дополнительное требование по точности размера и высота изделий не должна превышать 1 мм. Выполнение стакана 2 составным способствует увеличению стойкости верхней части стакана на 4-6 плавок и обеспечивает быстрой их замену.

Ковшевой стакан 2 соединен с одной стороны с гнездовым блоком, с другой стороны - с верхней шиберной плитой 3, находяшейся в контакте с нижней шиберной плитой 4. Шиберные плиты 3 и 4 изготавливаются с металлическими оболочками. На внутренней поверхности оболочки 12 имеется не менее 3 установочных выступов 13 высотой 1-5 мм для установки шиберных плит. Выступы 13 могут быть образованы методом вьщавливания металлической оболочки или приваркой металлических шайб с фиксированной толщиной. Благодаря наличию выступов 13 обеспечивается параллельность между нижним основанием металлической оболочки 12 и рабочей поверхностью огнеупорной шиберной плиты. В оболочке 12 имеется несколько отверстий диаметром 1-5 мм для выхода избьггков мертеля при установке плиты.

Металлические оболочки 12 и шиберные плиты имеют одинаковые типоразмеры, что позволяет обеспечить не только унификащпо при их производстве, но и увеличение хода затвора и безопасность при эксплуатации.

К нижней шиберное плите 4 прикреплен стакан коллектор 14. Стакан коллектор 14 изготавливают или в виде одной детали или составным из двух и более частей. В случае выполнения стакан коллектора составньш - верхняя часть стакана коллектора 14 вьшолнена в виде втулки 15 высотой 30-120 мм, которая вставляется в кольцевую выемку, вьшолненную в стакане коллекторе 14. Втулка 15 обжигается на высокую температуру и за счет небольших размеров хорошо пропрессовывается и обжигается, обеспечивая тем самым высокие механические свойства. Толшину втулки 15 выбирают равной 5-40 мм, т.е. внутренний диаметр втулки может изменяться в пределах от величины диаметра канала для жидкого металла до наружного диаметра стакан коллектора 14. Втулка 15 изготавливается из огнеупорного износостойкого материала и обеспечивает высокую эрозионную стойкость в начальный момент плавки, когда разливка идет в режиме «дросселирования и струя металла ударяет в боковую часть стакана коллектора 14, вызывая локальный износ в верхней его части.

Применение втулки 15 толщиной 5-40 мм позволяет сократить расход дефицитного огнеупора (циркона, плавленого периклаза, шпинели и др ) и изготовить более плотный по структуре стакан коллектор 14. Кроме этого увеличивается безопасность разливки за счет ликвидации дополнительного шва между целиковой огнеупорной втулкой и нижней части коллектора.

Втулка 15 может иметь внутренний диаметр равный диаметру отверстия для жидкого металла, а наружный диаметр - равный наружному диаметру стакан коллектора 14. Втулка 15 вклеивается на специальной связке в стакан коллектор 14. При этом стакан коллектор 14 изготавливается из материала, содержащего графит.

который препятствует образованию настылей на поверхности стакана коллектора 14. Для стыковки стакана коллектора с трубой в нижней части стакана коллектора имеется коническая площадка 17 с углом наклона, равным 20-75 градусов, благодаря которой воздух не засасывается в стык между защитной трубой и коллектором 14. В трубе для защиты струи металла от окисления стыковочный узел повторяет коническую площадку в стакане коллекторе, обеспечивая плотное соединение двух элементов разливочного узла.

Стакан коллектор 14 выполняют в сборе с металлической оболочкой 18, которую изготавливают из д.вук частей 19 и 20. Верхняя часть 19 стакан коллектора 14 имеет щшиндрическую форму с конической поверхностью в нижней части с углом конусности 30-60 градусов, а нижняя часть 20 также имеет цилиндрическую форму с коническими поверхностями в нижнем и верхнем её участках с углом конусности 30-60 градусов. На фиг.2 изображен вариант выполнения металлической оболочки. 18, состоящей из трех частей, имеющей помимо частей 19 и 20, среднюю часть 21, выполненную аналогичным образом, что и части 19 и 20.

При сборке стакана коллектора 14 сначала присоединяют к ней на высокоогнеупорной связке 22 втулку 15 , для чего размещают её внутренней выемке, выполненной в стакан коллекторе 14. Затем соединительным материалом в виде огнеупорной связки обмазьгеаются боковые наружные поверхности стакана коллектора 14, устанавливают верхнюю часть 19 металлической оболочки 18, а затем - нижнюю часть 20. Между коническими поверхностями частей 19 и 20 металлической оболочки может быть размещен тонкий слой огнеупорной связки. Далее стакан коллектор 14 подвергают термообработке. Изготовление стакана коллектора 14 в металлической оболочке 18 позволяет сократить затраты при упаковке продукции, так как изделие не нуждается в покрытии специальным защитным картоном и доходит до потребителя без повреждений внешней поверхности.

Стакан коллектор 14 может прижиматься к шиберным плитам байонетной гайкой за счет конической площадки между верхней и нижней частью стакана коллектора. Также возможен вариант соединения нижней щиберной плиты со стаканом коллектором с помощью огнеупорного мертеля и последующей сварки металлических оболочек плиты и коллектора. Это позволяет потребителю быстро производить замену комплекта плиты со стаканом и отказаться от байонетного прижима плит.

Применение полезной модели позволяет повысить эксплуатационные свойства разливочного узла в целом за счет конструктивного вьшолнения его элементов, а именно: - вьшолнение гнездового блока в верхней части с коническим участком позволяет обеспечить необходимое завихрение струи металла в процессе разливки и высьшание засьшки при открытии шиберного затвора; - выполнение внутреннего диаметра ковшевого стакана как бы продолжением диаметра цилиндрического участка гнездового блока, в результате чего верхняя поверхность ковшевого стакана находится под отверстием в нижней части гнездового блока, позволяет избежать насты лей на верхней части ковшевого стакана в процессе разливки, обеспечить высьшание засыпки сталеразливочного канала и обеспечить легкое удаление ковшевого стакана из гнездового блока без нарушения целостности поверхности гнездового блока; - вьшолнение ковшевого стакан составным из разных по огнеупорности и, следовательно, себестоимости материала (верхняя часть изготавливается из высоко стойкого огнеупорного материала ( щфкон, бадаелеит, плавленый периклаз, шпинель и др), позволяет повысить срок службы верхней части в 2-3 раза больше, чем нижней заменяемой части. Нижняя часть стакана изготавливается из материала, содержашего графит, и служит 2-4 плавки. Замена нижней части, имеюшей незначительную толпщну, между плавками не представляет сложности. Это позволяет добиться высокой стойкости при сокрашении затрат на огнеупоры для ковшевого стакана; - применение шиберных плит одного типоразмеры позволяет обеспечить унификацию и снизить затраты на изготовление пресс-форм в огнеупорном производстве; - изготовление стакан коллектора составным обеспечивает экономию дорогостояшего дефицитного огнеупорного материала и позволяет обеспечить высокие прочностные свойства. Материал для верхней части стакан коллектора обеспечивает высокую эрозионную стойкость в начале разливки, позволяет избежать локальный износ огнеупора расплавленной струей металла. Нижняя часть изготавливается из графитсодержашего материала и обеспечивает отсутствие настьшя в процессе плавки. Вместо целиковой верхней втулки можно в стакан коллектор вставить втулку, толпцшой на 5-40 мм. Это позволяет избежать наличие дополнительного шва между втулкой и стаканом коллектором и сократить расход дефицитного огнеупора; - вьшолнение стакана коллектора металлической оболочке обеспечивает надежность разливки.

Claims (7)

1. Разливочный узел для литейного ковша, содержащий ковшовый стакан, соединенный с одной стороны с гнездовым блоком, а с другой стороны - с верхней шиберной плитой, находящейся в контакте с нижней шиберной плитой, соединенной со стаканом коллектором, заключенным в металлическую оболочку, отличающийся тем, что канал гнездового блока выполнен ступенчатым, верхняя ступень имеет два участка - конический и цилиндрический, а вторая ступень - конический, ковшовый стакан выполнен с наружной конической поверхностью и установлен в гнездовом блоке с возможностью соединения с коническим участком его второй ступени, при этом поверхность цилиндрического участка второй ступени гнездового блока совмещена с поверхностью цилиндрического канала ковшового стакана для прохода жидкого металла, шиберные плиты выполнены одинаковыми и заключены в металлические оболочки посредством соединительного раствора.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что стакан-коллектор и ковшовый стакан выполнены по меньшей мере из двух соединенных между собой частей - верхней и нижней, при этом верхняя часть выполнена из высокостойкого огнеупорного материала, чем материал, предназначенный для изготовления нижней части.

3. Узел по п. 1, отличающийся тем, что оболочка нижней шиберной плиты соединена с оболочкой стакана коллектора, при этом оболочка состоит по меньшей мере из двух частей.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что стакан-коллектор и ковшовый стакан со стороны шиберных плит выполнены со ступенчатыми выступами, имеющими коническую боковую поверхность для взаимодействия с аналогичными по форме выемками, выполненными на шиберных плитах.

5. Узел по п.1, отличающийся тем, что угол α наклона конического участка первой ступени гнездового блока определяют из диапазона 10 - 80^o.

6. Узел по п. 1, отличающийся тем, что кольцевая втулка имеет высоту, определяемую из диапазона 30 - 120 мм, а наружный диаметр - в пределах от величины диаметра отверстия для жидкого металла до наружного диаметра стакан коллектора.

7. Узел по п.1, отличающийся тем, что шиберные плиты и оболочка для них имеют один типоразмер.