ШАБЛОН ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФУТЕРОВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУХИХ ОГНЕУПОРНЫХ СМЕСЕЙ

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована для изготовления футеровок металлургических агрегатов, преимущественно промежуточных ковшей, сухими огнеупорными смесями.
Известна установка для изготовления монолитной футеровки металлургических емкостей, содержащая шаблон и узел приготовления и подачи огнеупорных масс, причем шаблон размещен в ковше в подвешенном состоянии посредством кронштейнов и амортизаторов на расстоянии толщины футеровки от его стенок и днища, в днище шаблона вмонтированы пневмоклапаны. (UA 60615 от 14.01.2003 г, МПК B22D 41/02). Также известен шаблон для формирования монолитных футеровок промежуточных ковшей, содержащий корпус с нижним основанием и вибраторы, причем корпус в верхней части содержит крепежные узлы с амортизаторами, нижнее основание с вмонтированными в него пневмоклапанами выполнено как единое целое со стенками корпуса, а вибраторы направленных колебаний установлены на опорах нижнего основания симметрично поперечной оси шаблона. (UA 30828 от 03.12.2007 г, МПК B22D 41/00).
В известных конструкциях установлены вибраторы, создающие направленные колебания вдоль шаблона, это приводит к расфракционированию сухой смеси, что увеличивает пористость рабочего слоя футеровки и снижает ее стойкость. Известные технические решения не предназначены для изготовления футеровки из сухих смесей, поскольку при вибрации происходит разрыхление верхнего слоя, а так же имеет место перемещение мелкодисперсных частиц в верхнюю часть вибрируемого слоя, явление «всплытия», и нижние слои футеровки с потерей тонко дисперстной компоненты теряют прочностные характеристики в период отвердевания массы. Отсутствие нагревательных элементов требует дополнительных операций по сушке и нагреву металлургических емкостей - специализированных стендов.
Наиболее близким, принятым за прототип, является шаблон (форма) для промежуточного разливочного устройства с размерами, позволяющими поместить ее в промежуточное разливочное устройство с огнеупорной футеровкой. Шаблон имеет верхнюю стенку и отходящие от нее вниз боковые стенки, форма которой, в основном, совпадает с внутренней полостью промежуточного устройства, и нижний торец (кромку). Верхняя и боковая стенки шаблона образуют внутреннюю камеру. Боковая стенка шаблона и огнеупорная футеровка, размещенная с внутренней стороны металлического корпуса промежуточного устройства, образуют зазор, проходящий вокруг шаблона. Конфигурация шаблона обеспечивает в верхней части полости более широкий зазор между боковой стенкой шаблона и огнеупорной футеровкой промежуточного устройства, чем зазор в нижней части полости. Через верхнюю стенку шаблона проходит канал для передачи теплоносителя для нагрева внутренней камеры шаблона. (US 7,611,666 от 03.11.2009 г., МПК С21С 5/44).
Недостатком данного устройства является необходимость использования дополнительного оборудования для получения собственно теплоносителя, который подается через упомянутый канал и нагревает внутреннюю камеру шаблона, так как нагревательные элементы не вмонтированы в конструкцию устройства. Нижняя стенка выполнена в виде кромки, что влечет повреждения футеровки днища промежуточного ковша при извлечении формы. Кроме того, известное устройство не имеет направляющих для фиксированной центровки шаблона в ковше.
Технический результат, достигаемый в полезной модели, заключается в создании автономного оборудования для изготовления качественного рабочего слоя футеровки промежуточного устройства.
Технический результат достигается в результате того, что шаблон для изготовления футеровки с использованием сухих огнеупорных смесей, имеющий верхнюю и боковые стенки, образующие внутреннюю полость заданной формы и элементы крепления, СОГЛАСНО предлагаемой полезной модели, дополнительно содержит нижнюю стенку, центрующие элементы и нагревательную станцию с подводом тепла во внутреннюю полость шаблона, с организацией распределения теплоносителя по внутреннему объему шаблона.
Основные геометрические параметры, включая размеры шаблона, определены формой и размерами промежуточного разливочного устройства (ковша) и конструкцией огнеупорной футеровки, размещенной на внутренней поверхности металлического корпуса промежуточного ковша, таким образом, что шаблон повторяет профиль промежуточного ковша.
В нижней стенке шаблона выполнены технологические отверстия, учитывающие конструкцию и конфигурацию конкретного разливочного устройства. Например, отверстия для сталевыпускных каналов и металлоприемника (отбойника для струи металла, падающей из сталеразливочного ковша).
Центрующие элементы предназначены для центровки шаблона относительно футеровки с внутренней боковой поверхности промежуточного ковша и представляют собой закрепленные в верхней части шаблона металлические планки (проушины) с направляющими стержнями. Шаблон центруется таким образом, чтобы при его установке в промежуточный ковш образовался зазор заданной толщины по всей высоте промежуточного ковша и вдоль футеровки боковой стенки по всему периметру
Нагревательная станция может быть размещена на верхней стенке шаблона. Для равномерного распределения и циркуляции разогретого воздуха (теплоносителя) во внутренней емкости шаблона, нагревающая станция имеет двигатель и вентилятор, который может быть расположен так же на верхней стенке шаблона либо интегрирован внутрь шаблона.
Полезная модель поясняется фиг.1, где показан шаблон для изготовления футеровки с использованием сухих огнеупорных смесей, имеющий верхнюю 1, нижнюю 2 и боковые стенки 3, образующие внутреннюю полость заданной формы 4, и элементы крепления 5, а так же размещенную на верхней стенке нагревательную станцию 6 с подводом теплоносителя (газообразного) во внутреннюю полость шаблона и центрующие элементы 7.
При необходимости внешняя (рабочая) поверхность шаблона может быть покрыта, например, слоем известкового молочка или графитовой эмульсией. Нанесение по всей металлической рабочей поверхности тонкого равномерного слоя покрытия предназначено для снижения адгезии спекшейся сухой смеси к поверхности шаблона, что позволяет удалять шаблон без повреждения футеровки.
Предлагаемой конструкцией шаблона обеспечивается быстрый и равномерный нагрев рабочего слоя до температуры, необходимой для сушки упомянутого рабочего слоя. При правильной эксплуатации срок службы шаблона не ограничен. Шаблон не требует ни запасных частей, ни специального оборудования для обслуживания. Основной элемент системы нагрева - нагревающая станция, установленная, например, на верхней стенке. Время нагрева и сушки рабочего слоя зависит от размера промежуточного устройства и составляет от 30 до 90 минут. После короткой фазы остывания, примерно 45 минут, шаблон извлекается.
Пример изготовления рабочей огнеупорной футеровки промежуточного ковша с использованием сухих смесей. Футеровка днища производится предварительно путем формирования равномерного слоя массы на арматурной футеровке днища промежуточного ковша. После этого в промежуточный ковш устанавливается металлический шаблон, повторяющий профиль ковша. Шаблон центруется таким образом, чтобы зазор между арматурной футеровкой ковша и шаблоном соответствовал толщине рабочего слоя промежуточного ковша, 40-100 мм. Пространство между шаблоном и футеровкой промежуточного ковша заполняется сухой смесью. Спекание и набор прочности засыпанного слоя происходит под воздействием тепла от газообразного теплоносителя.
Разогрев огнеупорного материала осуществляется в автоматическом режиме через стенку шаблона, до температуры ~280°С, с последующей выдержкой в течение 1 часа и охлаждением. Нагрев внутренней камеры шаблона до определенной температуры обеспечивает равномерное спекание сухой огнеупорной смеси по высоте футеровки, при этом обеспечивается достаточное упрочнение рабочей зоны футеровки и надежность эксплуатации футеровки промежуточного ковша в период разливки стали на МНЛЗ.
Внедренная технология изготовления рабочей футеровки промежуточных ковшей с использованием сухих огнеупорных смесей позволяет улучшить основные технико-экономические показатели процесса разливки стали - снизить удельные затраты на огнеупорные материалы и энергоресурсы, используемые для сушки и разогрева рабочей футеровки, сократить время цикла подготовки промежуточных ковшей к разливке. Созданная технология позволяет не только существенного увеличить технологичность операций изготовления рабочей футеровки промежуточных ковшей, но и обеспечить условия для улучшения качества непрерывнолитой заготовки и обеспечить безаварийный режим работы агрегата.