УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ШЛАКА С ПОВЕРХНОСТИ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА

Устройство для удаления шлака с поверхности расплава металла.
Полезная модель относится к металлургии и может быть использована, в частности при внепечной обработке металла, для удаления шлака с поверхности расплава металла, находящегося в металлургической емкости с открытой поверхностью, например, сталеразливочном ковше.
Из предшествующего уровня техники, известно устройство для удаления шлака с поверхности расплавленного металла, содержащее скребок, закрепленный на щтанге, приводы продольного перемещения и поворота штанги в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Удаление шлака с помощью этого устройства осуществляется скребком при наклоне емкости с расплавом, например, ковша, см., патент РФ N 2060865, В 22 D 43/00,1994г.
Недостатком известного устройства является громоздкость и конструктивная сложность и повышенная трудоемкость удаления шлака.
Известно также устройство для удаления шлака с поверхности расплавленного металла, содержащее погружаемый в расплав элемент с грузозахватным приспособлением и датчиками контроля его положения относительно поверхности металла. Элемент, погружаемый в металл, состоит из конусной юбки, герметично соединенной с горловиной и обечайкой, образующих шлаковую емкость, в которую по мере погружения элемента в емкость с расплавом металла переливается шлак. Глубина погружения контролируется путем подачи светового, звукового, электрического сигналов или визуально. После удаления шлака с поверхности расплава погружаемый элемент грузоподъемным механизмом выводят из емкости, а щлак вьпружают в пшакосборник, см. а.с. СССР N 1252041, В 22 D 43/00,1985г.
Данное устройство не нашло широкого распространения из-за сложности конструкции и ненадежности в работе (сплавление и прихват подвижных элементов устройства).
М. кл. В 22 D 43/00; F 27 D 3/15 удаления шлака с поверхности расплава по патенту Р.Ф. № 2133653, М. кл. В 22 D 43/00,1998г. Устройство, по прототипу, содержит металлический погружной (в расплав) элемент, покрытый защитным слоем. Внутри погружного элемента смонтирован подводящий патрубок соединенный с коллектором с выпускными отверстиями, выполненными в нижней части погружного элемента. Кроме того, погружной элемент снабжен грузозахватным приспособлением и датчиками контроля глубины погружения его в расплав. Недостатками прототипа, также как и аналогов является сложность конструкции и ненадежность в работе. Наличие защитного слоя на поверхности погружного элемента приводит к наращиванию (в процессе работы) щлакового слоя и необходимости постоянного его удаления. По этой причине выпускные отверстия расположенные в нижней части погружного элемента могут быть перекрыты (или не сразу открыты) щлаковым слоем (гарнисажем) в процессе удаления щлака. Задачей, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, является упрощение конструкции и повышение надежности устройства, а также обеспечения возможности совмещения операции по удалению шлака с другими технологическими операциями, обычно применяющимися при внепечной обработке металлического расплава. Решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что устройство для удаления шлака с поверхности расплава металла (из открытых сверху емкостей, например, сталеразливочных ковшей), содержащее погружной вытеснитель с грузозахватным приспособлением, согласно полезной модели, вытеснитель выполнен из заготовки кожуха стального ковша, при этом грузозахватное приспособление выполнено в виде несущей траверсы, жестко закрепленной на вытеснителе с образованием опорных ограничительных выступов. В предпочтительных вариантах выполнения, на наружной поверхности вытеснителя могут быть дополнительно выполнены установочные элементы в виде эксцентричных выступов; вытеснитель может быть дополнительно снабжен кондуктором в виде направляющей для продувочного средства; кондуктор может быть расположен или вьппе погружаемой области вытеснителя на его наружной поверхности, или внутри вытеснителя с образованием сквозного канала в днище вытеснителя, при этом высота кондуктора должна быть больше высоты вытеснителя. Кроме того, кондуктор может быть эксцентрично закреплен внутри вытеснителя и примыкать к его стенке.
Техническим результатом от использования полезной модели является, наряду с повышением надежности работы, значительное упрощение и удешевление устройства, а также обеспечение возможности совмещения операции по удалению шлака с другими технологическими операциями, проводимыми при внепечной обработке стали, что снижает себестоимость вьшлавляемой стали.
-На фиг. 1 продольный разрез общего вида вытеснителя, вариант выполнения;
-на фиг.2 показано сечение А-А фиг. 1;
-на фиг.З показан вариант выполнения устройства схема его расположения в ковше;
-на фиг.4 показано сечение Б-Б фиг.З;
-на фиг.З и 6 условно показаны варианты выполнения устройства и схемы их размещения в ковше.
Устройство для удаления шлака с поверхности расплава металла содержит погружной вытеснитель 1, выполненный из заготовки кожуха стального ковша. Для утяжеления вытеснителя 1 его внутренняя полость залита утяжелителем, например металлом (вытеснитель должен быть тяжелее вытесняемого шлака. В варианте выполнения, внутренняя полость вытеснителя залита металлом, удельный вес которого больше удельного веса расплава). Вытеснитель 1 снабжен несущей траверсой 2 с проушиной 3, жестко закрепленной на вытеснителе 1 с образованием опорных ограничительных выступов 4 и 5.
В вариантах выполнения устройства, на наружной поверхности вытеснителя 1 выполнены установочные элементы в виде эксцентричных выступов 6 и 7. Кроме того, вытеснитель 1 снабжен кондуктором 8, выполненным в виде направляющей для продувочного средства - погружной фурмы 9. В вариантах вьшолнения кондуктор 8а может быть выполнен на наружной
поверхности вытеснителя 1 и расположен выше погружаемой его области (см. фиг. 6), или установлен внутри вытеснителя 1 с образованием сквозного канала в его днище (см. фиг. 5), в последнем случае высота кондуктора 8б должна быть больше высоты вытеснителя 1. Кроме того, кондуктор 8б может быть эксцентрично закреплен внутри вытеснителя 1 и примыкать к его стенке (см. фиг.4).
Устройство работает следующим образом.
При осуществлении процесса удаления шлака с поверхности расплава, находящегося в ковше, вытеснитель 1 (вариант 1) подвешивается за проушину 3 и с помощью грузоподъемного механизма, например, крана опускается в ковш 10. Опорные выступы 4 и 5 не позволяют опустить вытеснитель 1 ниже заранее определенной максимально возможной глубины погружения в расплав, которая зависит от как от технологии обработки стали в ковше, так и от степени износа его футеровки. При работе этого варианта устройства, положение вытеснителя 1 в ковше 10 определяется положением исполнительного органа грузоподъемного механизма. За счет того, что вес вытеснителя 1 больше веса объема вытесненного им шлака, вытеснитель погружается в слой шлака, вытесняя шлак в сливной носок ковша и далее в шлаковую емкость 11. Вытеснитель 1 может частично погружаться и непосредственно в расплав металла, если он имеет достаточный для этого вес (залит тяжелым металлом-утяжелителем). Процесс удаления шлака заканчивается при появлении на носке ковша металла; затем вытеснитель 1 извлекают из ковша 10.
Работа вариантов устройства, см. фиг.3-6 осуществляется аналогично выщеописанному, с той лишь разницей, что вытеснитель 1 за счет эксцентричных выступов 6 и 7 располагается в ковше 10 эксцентрично. Это позволяет вытеснить основную массу щлака в область сливного носка ковща 10 и ускорить, за счет этого, его удаление. Кроме того, наличие направляющих кондукторов 8а ИЛИ 8б позволяет, одновременно с процессом слива шлака производить продувку металла, например, инертным газом (для ускорения очистки металла от шлака), подавая газ с помощью погружной фурмы 9. Если необходим, например, химический подогрев расплава в ковше или, рафинирование стали, то увеличенный зазор между вытеснителем 1 и ковшом 10 не
нрепятствует процессу введению раскислителей и легирующих, наряду с процессом продувки расплава и удалением шлака.
В варианте вьшолнения устройства, расположение направляющего кондуктора 8а на боковой поверхности вытеснителя 1, выше зоны его погружения позволяет предотвратить контакт кондуктора со шлаком, что повышает надежность работы устройства.
В варианте с кондуктором 8б, расположенным в полости вытеснителя образуется максимальный зазор Р, что наиболее оптимально как для удаления шлака, так и для проведения необходимых технологических работ по доводке (по температуре и составу) расплава металла.
Следует отметить, что эти варианты устройства позволяют осуществить сначала продувку расплава (фурма опущена в расплав через кондуктор, а вытеснитель расположен над шлаком), а затем быстрое удаление шлака (вытеснитель опущен в ковш, при этом фурма приподнята и ее наконечник находится в верхнем слое расплава, что при продувке приводит к вспениванию шлака). Это позволяет снизить энергозатраты и повысить качество продукции за счет меньшего остывания расплава, достигаемое снижением времени на проведение промежуточных операций. Выполнение вытеснителя из заготовки кожуха стального ковша снижает стоимость вытеснителя, поскольку используются стандартная металлоконструкция.
По окончанию процесса удаления шлака, вытеснитель 1 извлекается из ковша 10 и перемещается к месту хранения. При остывании вытеснителя 1 из-за его температурных деформаций, налипшая шлаковая корка отваливается.
5