UA80793C2 - Рухома плита - Google Patents

Abstract

Винахід належить до рухомої плити для шиберного затвора металургійних плавильних посудин.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до рухомої плити для шиберного затвора металургійних плавильних посудин.

Рухомі плити, під якими розуміють як плити для лінійних заслінок, так і плити для поворотних заслінок, знаходять своє застосування протягом десятиліть для регулювання випуску з металургійних плавильних посудин, наприклад, розливальних ковшів або так званих проміжних ковшів (проміжних розливальних пристроїв).

Такі шиберні затвори (шиберні системи) складаються, наприклад, з двох плит, однієї нерухомої і однієї рухомої плити. Обидві плити мають принаймні один пропускний отвір для відповідного розплавленого металу, при цьому отвір проходить перпендикулярно до головних поверхонь плит. Плити досить рухомі по відношенню одна до іншої, так що відповідні отвори плит можна вирівнювати по відношенню один до іншого зі зсувом, частково внапуск або по одній прямій для регулювання маси розплаву, який пропускається через них, або для припинення потоку розплаву.

Відомі також шиберні системи з більш ніж двома плитами. 12 У ході експлуатації особливо зношується область стінок пропускних отворів. Для поліпшення зносостійкості (як і з метою ремонту) відоме установлення навколо пропускного отвору в основній частині плити кільцеподібного вкладиша з надзвичайно зносостійкого матеріалу. Проблемним є "з'єднання" вкладиша з навколишнім вогнетривким матеріалом основної плити.

ІЗ ОЕ100 06 939С1) відоме закладення кільцеподібного вкладиша у відповідній виїмці основної частини плити за допомогою цементного розчину. Для цього необхідно відповідним чином механічно підготувати основну плиту, наприклад, розточити. Це приводить до додаткових витрат. Крім того, можливе застосування тільки обертально-симетричних вкладишів.

ІВ СЕ100 06 939С11 згадується також про можливості спільного запресовування кільцеподібного вкладиша з навколишнім вогнетривким матеріалом матриці. При цьому у прес-форму вставляється, наприклад, попередньо с 22 виготовлений вкладиш і заповнюється масою, яка потім повинна Го) буде утворити основну частину. Потім маса пресується. Цей спосіб в принципі можна застосовувати з будь-якими формами вставок, і він є простим у виконанні. Однак він має той недолік, що після виїмки з прес-форми вкладиш і оточуюча основна частина відділяються одна від іншої і утворюється малий проміжок між вкладишем і основною плитою. У результаті цього пізніше вкладиш при використанні рухомої плити в шиберному о затворі може відстати від основної частини або навіть випасти. Ге»!

Часто застосовуваний спосіб полягає в тім, щоб залити попередньо зібраний корпус вкладиша вогнетривкою гідравлічною масою (бетоном). При такому способі можна також застосовувати вкладиші майже будь-якої в геометрії. Однак при нагріванні гідравлічне з'єднання матеріалу матриці основної частини втрачає, принаймні, Га») частину своєї міцності. Лише при температурах значно вище 10002С створюється міцне керамічне з'єднання. У

Зо цьому зв'язку мова йде про "пробіл міцності", найчастіше, приблизно при 900202. При використанні рухомої плити со утворюється сильний перепад температури між областю прохідного отвору і краєм плити. В області прохідного отвору вогнетривкий матеріал приймає, приблизно, температуру рідкої сталі (наприклад 16002). Біля краю плити температура значно нижче Так неминуче у плити утворюються області, які нагріваються лише до "пробілу « 20 міцності" (близько 9002С). Відповідно до цього зношування таких плит є високим. -в с Виходячи з цього, в основі винаходу лежить завдання запропонувати рухому плиту для шиберного затвора металургійної плавильної посудини, яка буде мати зносостійкий вкладиш у зоні прохідного отвору для :з» розплавленого металу, при цьому рухома плита повинна виготовлятися простим способом, і у всьому своєму обсязі мати максимально постійну високу міцність (зносостійкість).

Для рішення цього завдання винахід виходить з вищевказаного рівня техніки, при якому вкладиш фіксується оо в правильному положенні (іп зи") при запресовуванні вкладиша у вогнетривкому матеріалі, який оточує вкладиш, матриці в основну частину плити. Оскільки вкладиш описується нижче як "кільцеподібний", він може о бути "точно кільцеподібним", з чого виходить кругла форма зовнішнього периметра вкладиша. Це поняття - включає також форми, при яких вкладиш в осьовому напрямку свого отвору зовні між протилежними торцевими 5р поверхнями має уступи (східці), тобто він утворений різними зовнішніми діаметрами, або має форму з конічною іс) зовнішньою поверхнею. Поняття "кільцеподібний" включає, крім того, також несиметричні форми периметра і с» розташування отвору не по центру. Поняття "кільцеподібний" щодо цього включає лише те, що вкладиш має отвір для проходження розплавленого металу.

Як описано вище, при запресовуванні вкладиша в плиту відбувається утворення простору (проміжку) між вкладишем і основною частиною, найчастіше у вигляді кільцеподібного проміжку між зовнішньою поверхнею вкладиша і відповідною поверхнею основної частини плити, який перешкоджає, принаймні частково, міцному (Ф) з'єднанню між ними. Цей простір (проміжок) може бути також несуцільним, тобто складається з багатьох частин.

ГІ Ця проблема вирішується відповідно до винаходу тим, що наявний між вкладишем і основною частиною простір заповнюється просочувальним засобом, яке міцно зв'язує основну частину і вкладиш. во У своїй самій загальній формі виконання винахід відноситься до рухомої плити шиберного затвора для металургійної плавильної посудини з наступними відмітними ознаками: а) рухома плита має основну частину (2) з вогнетривкого керамічного матеріалу, б) основна частина (2) має принаймні один пропускний отвір, який проходить перпендикулярно до головних площин основної частини (2), 65 в) основна частина (2) оточує кільцеподібний вкладиш (1) з вогнетривкого керамічного матеріалу, г) вкладиш (1) оточує прохідний отвір принаймні в зоні головної поверхні основної частини (2) з усіх боків і перебуває на одній прямій лінії з головною поверхнею, д) простір (3), наявний між вкладишем (1) і основною частиною (2), заповнений просочувальним засобом, який міцно з'єднує основну частину (2) і вкладиш (1).

Згадані ділянки між вкладишем і основною частиною, у яких не виникає міцного з'єднання між обома частинами, як правило, надзвичайно вузькі і мають ширину звичайно «10О0мкм, часто «1О0мкм. Настільки вузький простір (проміжок) явно неможливо заповнити цементним розчином або тому подібним. А застосування (рідкого) просочувального засобу дозволяє заповнити цю порожнину (ці порожнини) і з'єднати таким способом обидві частини одну з іншою. 70 При цьому простір можна заповнити просочувальним засобом, який містить вуглець. Таким просочувальним засобом може бути, наприклад, речовина, вибрана з групи: кам'яновугільний пек, нафтовий пек, фенольна смола.

Якщо рухома плита після виймання з преса просочується таким засобом, а потім піддається відпалу при температурах від 200 до 7009С, то відбувається коксування засобу, який просочує, і його затвердіння, 75 створюючи при цьому необхідне міцне з'єднання між кільцеподібним вкладишем і навколишньою основною частиною. Проміжок або проміжки між обома елементами з'єднуються, відповідно, за допомогою проникаючого вуглецевого шару.

При цьому просочування може обмежитися згаданою перехідною областю між вкладишем і основною частиною. Однак можна також вибрати більшу область просочування, аж до просочування всієї плити.

Просочування має додаткову перевагу в тім, що взагалі збільшується герметичність плити в області просочення і поліпшуються її антифрикційні властивості.

Просочення можна оптимізувати, якщо і вкладиш, і матеріал основної частини перед просоченням має відкриту пористість від 5 до 20 відсотків за об'ємом. При цьому пористість основної частини буде, як правило, вищою, ніж пористість вкладиша, тому що вкладиш застосовується у вигляді вже попередньо відформованої, с часто попередньо спресованої частини.

Матеріал, а також технологія пресування вибираються так, що заповнюваний простір між вкладишем і о основною частиною має ширину (7/Омкм, наприклад, від 20 до 7Омкм. Це можна відрегулювати також шляхом, наприклад, вибору гранулометричного складу для вкладиша або основної частини.

У той час як вкладиш, як правило, знаходить своє застосування у вигляді попередньо спресованої деталі, со зо основну частину можна при відомих умовах також виготовляти за допомогою технології лиття. При цьому проміжок, як правило, трохи більше, так що і ширина простору (проміжку) між вкладишем і основною плитою іа перед просочуванням і після деякого сушіння плити може бути більше, ніж зазначені 100мкм. ї-

Втім, відомі з рівня техніки особливості щодо вибору матеріалу можна перенести також на рухому плиту, до якої відноситься винахід. Так, вкладиш буде, як правило, мати більш високу зносостійкість, ніж основна о частина. Завдяки цьому можна застосовувати для основної частини не такі дорогі сорти матеріалу, у результаті Ге) чого, в цілому, знизиться ціна рухомої плити.

Звичайно вкладиш і основну частину виготовляють з різних вогнетривких керамічних матеріалів.

Придатним матеріалом для вкладиша є матеріал на основі 2гО 2 (діоксид цирконію). Для основної частини « можуть застосовуватися матеріали, наприклад, на основі АІ2Оз (оксиди алюмінію).

Якщо рухому плиту можна виготовляти різними способами, як це згадувалося вище, то переважним виявився Ше) с той спосіб, при якому попередньо спресований кільцеподібний вкладиш з вогнетривкого керамічного матеріалу в й процесі пресування поміщають в основну частину з вогнетривкого керамічного матеріалу, виймають з «» прес-форми, а створену в такий спосіб рухому плиту просочують потім у перехідній області між вкладишем і основною частиною засобом, що просочує, і піддають відпалу.

Такий спосіб був випробуваний у наступному дослідженні. о Випалений кільцеподібний вкладиш з оксиду цирконію, стабілізованого МоО (оксидом магнію), був встановлений у прес-форму. Потім вкладиш був оточений пресувальною масою на базі глинозему, саме в такій о кількості, щоб пресувальна маса (для утворення основної частини) піднімалася над верхньою торцевою -І поверхнею вкладиша, тобто, у такій масі, щоб після наступного процесу пресування верхня торцева поверхня основної частини розташовувалася на однієї прямої лінії з верхньою торцевою поверхнею вкладиша. о Після виймання спресованої в такий спосіб рухомої плити вона була піддана просоченню рідким се» кам'яновугільним пеком у діапазоні декількох міліметрів по обидва боки перехідної області між вкладишем і основою частиною, а потім була піддана відпалу при 50020.

Як показано на доданій Фіг.1, у чіткому переході між вкладишем 1 і основною частиною 2 виявляється Мікроскопічний шар З шириною приблизно 5мкм із закоксованого кам'яновугільного пеку.

Цей заповнений шар створює міцне з'єднання між вкладишем і оболонкою (основною частиною). Тим самим

Ф, вкладиш цупко і надійно зафіксований відносно основної частини. У проведеному дослідженні вдалося іме) перевірити рухому плиту разом з аналогічною за конструкцією рухливою плитою для утворення системи шиберного затвора. Було здійснене розливання б плавок стали, при цьому вкладиш не втратив свого міцного бо з'єднання з основною частиною.

Поліпшене тверде кріплення вкладиша в рухомій плиті було перевірено при наступному випробуванні так, як зображено на Фіг.2:

Плиту 10 укладали горизонтально на кільце 12, при цьому вкладиш 14 на нього не опирався. У вкладиша 14 зовнішній діаметр становить 13О0мм, внутрішній діаметр отвору становить 8Омм і його товщина - 15мм. Зверху 65 плиту просвердлювали до верхньої сторони 140 вкладишу 14 в шести місцях 16, які розташовані рівномірно під однаковим кутом по передбачуваному колу. Штамп 18 з шістьома відповідними циліндрами 20 під тиском вводили в отвір. Був проведений вимір зусилля, при якому відбувається руйнування вкладиша 14 або його видавлювання з плити 10.

При цьому було проведено по 5 випробувань на виконаній відповідно до винаходу рухомій плиті, підданій відпалу при 5002 (Е), і аналогічній за конструкцією рухомій плиті без просочення (5), і було визначене середнє значення для кожної плити.

Для плити 5 було встановлене значення 2-1КН, а для плити Е - значення 18--3КН.

Вкладиш може бути розташований по всій висоті рухомої плити (перпендикулярно до головних поверхонь).

Але також можливо і східчасте розташування зовнішнього діаметра кільця вкладиша у відповідності з щаблями 70 навколишньої основної частини. Таким способом створюється додаткова механічна надійність того, що кільце при установці буде надійно опиратися на відповідний крайовий виступ основної плити і не зможе зрушуватися в напрямку розплавленого потоку металу. леоіслицйой ех война. СВДН В вовкові Я

Кен и я шк Соню я а о она а, Ід сю о не й ен м й ребю ро ву

С. и НИ и Вовки, А а кмин о

Й вого р ЛК, м ПИ нн ин Я. и пит и й Ка НН. юних песо я п по ян по я ни ов, Ва о ля о ох вики у на о с ни ИН в я Ок 5 Би не в он и НН п се в НИ нн в в еВ А а НК а ра в У о танк в ни ШК с се с

Вейн оон р и ші шо, о ен

А ВІ со рухати о ка мя кВ КЕ 0 х ве п а пк ск, о ук Кф Ге») ик од ен екран пикня мови - й шов о кажи й А те сн о о ши о лат ШИ: ОНИ; воду пива тов і Ши со чехи ср в ми пе ай: де в їв: і що пох Ге аа ля й ай ета ве В и а о в вм ке я Ко ШЕ с зі нн ин - фе со о «її жк я о ов ов Б Б Б ІДИ

КК КИ авея

М ССС

МеОККК В ос: ДИ шко їв ЕН Е й КО: й з -Ящй сю пай ово ик

ЧЕК се: і и Б с ви.

Claims (12)

1. Формула винаходу 65 1. Рухома плита для шиберного затвора металургійної плавильної посудини, у якій а) рухома плита має основну частину (2) з вогнетривкого керамічного матеріалу,

   б) основна частина (2) має принаймні один прохідний отвір, який проходить перпендикулярно до головних поверхонь основної частини (2), в) основна частина (2) оточує кільцеподібний вкладиш (1) з вогнетривкого керамічного матеріалу, г) вкладиш (1) оточує прохідний отвір принаймні у зоні головної поверхні основної частини (2) з усіх боків і перебуває на одній прямій лінії з головною поверхнею, д) простір (3), наявний між вкладишем (1) і основною частиною (2), заповнений просочувальним засобом, який забезпечує з'єднання достатньої міцності основної частини (2) і вкладиша (1).
2. 2. Рухома плита за п. 1, простір (3) якої заповнений просочувальним засобом, який містить вуглець. 70 З.
3. Рухома плита за п. 1, простір (3) якої заповнений просочувальним засобом, вибраним з групи: кам'яновугільний пек, нафтовий пек, фенольна смола.
4. 4. Рухома плита за п. 1, простір (3) якої має ширину щілини «100 мкм.
5. 5. Рухома плита за п. 1, яка піддана відпалу при температурах від 200 до 700 20.
6. 6. Рухома плита за п. 1, основна частина (2) якої виготовлена пресуванням.
7. 7. Рухома плита за п. 1, вкладиш (1) якої виготовлений пресуванням.
8. 8. Рухома плита за п. 1, вкладиш (1) якої має більшу зносостійкість, ніж основна частина (2).
9. 9. Рухома плита за п. 71, у якій вкладиш (1) і основна частина (2) виконані з різних вогнетривких керамічних матеріалів.
10. 10. Рухома плита за п. 1, вкладиш (1) якої складається з матеріалу на основі оксиду цирконію 2720.
11. 11. Рухома плита за п. 1, основна частина (2) якої складається з матеріалу на основі оксиду алюмінію АІ2Оз.
12. 12. Спосіб виготовлення рухомої плити за п. 1, у якому попередньо спресований кільцеподібний вкладиш з вогнетривкого керамічного матеріалу поміщають у прес-форму в основну частину з вогнетривкого керамічного матеріалу, здійснюють пресування, витягають з прес-форми створену в такий спосіб рухому плиту і просочують потім у перехідній області між вкладишем та основною частиною просочувальним засобом і піддають відпалу. с щі 6) Офіційний бюлетень "Промислова власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2007, М 17, 25.10.2007. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. (зе) (о) у «в) г)

    - . и? (ее) («в) -і се) сю» іме) 60 б5