ПРОБКА ДЛЯ ЗАПИРАНИЯ ЛЕТОЧНОГО ОТВЕРСТИЯ ПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к металлургической и огнеупорной промышленностям, а именно - к футеровке вспомогательного устройства - металлической пики - для закрытия летки плавильной печи, например, отражательной или индукционной.
Пробки для запирания леточного отверстия плавильной печи известны, например, из книги Сорокин НА. Плавка алюминиевых сплавов в индукционных канальных печах, М., Металлургия, 1984, с.10, 84, 109, 113 (1); из книги Крапухин В.В. печи для цветных и редких металлов, М., Металлургия, 1993, с.243, 302, 364 (2).
Наиболее близким аналогом можно выбрать пробку по источнику (1). Она содержит корпус с полостью для размещения металлической пики. Корпус пробки выполнен на основе асбеста, в частности, пробка может формироваться из асбошнура, смешанного с огнеупорной глиной и водой.
Однако такая пробка имеет невысокую механическую прочность (предел прочности при сжатии не более 0,3 МПа), что затрудняет футеровку металлической пики, может привести к преждевременному разрушению пробки в леточном отверстии и загрязнению расплава металла частицами материала пробки. Кроме того, в виду высокой теплопроводности указанной пробки (коэффициент теплопроводности в интервале температур 600-1200°С более 0,3 Вт/мК) вероятны потери тепловой энергии из рабочего пространства плавильной печи в окружающую среду.
Полезная модель направлена на создание пробки для запирания леточного отверстия, имеющей высокую надежность в эксплуатации.
Технический результат, который достигается от использования патентуемого решения, состоит в повышении механической прочности и снижении теплопроводности пробки.
Для обеспечения этого корпус пробки сформирован из огнеупорного волокнистого материала со средним размером пор не более 10 мкм и имеет
предел прочности при сжатии не менее 0,5 МПа, а коэффициент теплопроводности в интервале температур 600-1200°С 0,14-0,30 Вт/мК.
При таком выполнении патентуемая пробка представляет собой высокотемпературное теплоизоляционное изделие с высокой прочностью и микропористой структурой. Проведенные нами исследования показали зависимость теплопроводности огнеупорного волокнистого материала пробки от его пористости: при среднем размере пор не более 10 мкм пробка имеет необходимую низкую теплопроводность. Нами установлены оптимальные значения предела прочности при сжатии пробки не менее 0,5 МПа и коэффициента теплопроводности пробки в интервале температур 600-1000°С 0,14-0,30 Вт/мК, которые необходимы для обеспечения высокой надежности пробки и службе.
Интервал температур 600-1200°С - это интервал температур, при которых эксплуатируется патентуемая пробка в леточном отверстии плавильной печи.
При увеличении коэффициента теплопроводности выше 0,30 ВТ/мК существенно возрастает теплопроводность пробки, что приводит к потере тепловой энергии из рабочего пространства плавильной печи в окружающую среду. Уменьшение коэффициента теплопроводности менее 0,14 ВТ/мК нецелесообразно, так как не приводит к заметному снижению теплопотерь, но значительно усложняет и удорожает изготовление патентуемой пробки, в виду, в частности, более глубокого обезвоживания на вакуум-прессе массы для изготовления пробки.
Совокупность заявленных признаков, повышая механическую прочность пробки, позволяет исключить разрушение ее при установке на металлическую пику и при эксплуатации в леточном отверстии, исключить загрязнение расплава металла материалом пробки, а за счет снижения коэффициента теплопроводности пробки снизить теплопотери из рабочего пространства плавильной печи.
На фиг. чертежа показан общий вид патентуемой пробки.
Пробка для запирания леточного отверстия плавильной печи содержит корпус 1, в котором имеется полость 2 для размещения металлической пики. Форма корпуса пробки соответствует форме леточного отверстия. На фиг. приведена конусная форма корпуса 1, корпус изготовлен формированием из огнеупорного волокнистого материала со средним размером пор не более 10 мкм. Корпус имеет предел прочности при сжатии 0,8-1,2 МПа и коэффициент теплопроводности в интервале температур 600-1200°С 0,14-0,24 Вт/мК.
Пробки изготовляют, например, следующим образом. Формуют конусный корпус путем обезвоживания на вакуум-прессе гомогенной массы огнеупорного волокнистого материала состава, мас.%: муллитокремниземистое волокно по ГОСТ 23619-70 55,0-84,5, огнеупорное связующее (каолин, огнеупорная глина или гидроксид алюминия) 15-40, триполифосфат натрия 0,5-5,0 на сухое вещество. Сформированные пробки сушат при температуре не менее 100°С. Полученные изделия имеют упроченную поверхность и микропористую структуру (средний размер пор не более 10 мкм), обладают высокой механической прочностью (0,8-1,2 МПа) и низкой теплопроводностью (коэффициент теплопроводности 0,14-0,24 Вт/мК в интервале температур 600-1200°С).
Корпус пробки полостью 2 размещают на металлической пике. Такая футерованная металлическая пика подается для запирания леточного отверстия плавильной печи.
Таким образом, разработана пробка для запирания леточного отверстия с высокой механической прочностью и низкой теплопроводностью, что повышает надежность ее эксплуатации.