СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ШЛАКА С ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОМ КОВШЕ
METHOD FOR REMOVING SLAG FROM METAL SURFACE IN STEEL CASTING BUCKET

Группа изобретений относится к способу и устройству, применяемым в металлургии в частности к проблеме удаления шлака с поверхности металла в сталеразливочных ковшах, и может быть использовано при удалении (скачивании) шлака при внепечной обработке металла.
Известно «ПРОМЕЖУТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЕЧЕНИЯ ШЛАКА ОТ МЕТАЛЛА ПРИ ВЫПУСКЕ ИХ В ВИДЕ РАСПЛАВА ИЗ ПЛАВИЛЬНОГО АГРЕГАТА» RU 2339887 [1], содержащее емкость с дном, состоящую из отделения нахождения расплава металла и шлака, поступающего из плавильного агрегата, с боковым каналом для выпуска шлака и из отделения выпуска металла с каналом для выпуска металла, а вход канала для выпуска металла и боковой канал для выпуска шлака расположены на высоте h1 и h2 над дном емкости соответственно, причем h1<h2.
Недостатком известной конструкции является необходимость перелива металла в дополнительную емкость для удаления шлака, что приводит к потерям металла и снижению энергоэффективности в результате охлаждения расплава.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Способ скачивания шлака с поверхности металла в сталеразливочном ковше и устройство для его осуществления» RU 2075369 [2], включающий наклон сталеразливочного ковша, опускание на зеркало расплава в ковше гребка, закрепленного на штанге манипулятора, осуществление перемещения штанги с гребком.
Известное устройство не требует дополнительного переливания стали и позволяет удалять сталь непосредственно из сталеразливочного ковша.
Недостатком известного устройства является:
- неполное удаление шлака при скачивании, неизбежное из-за невозможности охватить область скачивания в вертикальной плоскости на выходе из ковша при данном способе скачивания шлака;
- низкая производительность процесса удаления шлака вследствие необходимости совершать несколько возвратно-поступательных движений гребка, чтобы охватить всю поверхность металла.
Скачивание шлака с поверхности металла в сталеразливочном ковше предусматривает наклон ковша до положения, при котором поверхность металла выровняется с краем ковша. В наклонном положении ковша, в горизонтальной плоскости зеркало металла принимает форму эллипса. Также форму эллипса, в вертикальной плоскости, представляет собой верхний срез ковша. Чтобы не допустить пролива металла, необходимо чтобы эллипсы соприкасались только в одной точке. Шлак, который плавает на поверхности металла, и, следовательно, находится выше уровня металла частично скачивается (стекает) естественным путем через край ковша. Вследствие ряда физико-химических причин состояние шлака не позволяет ему полностью освободить поверхность металла и требуется его механическое удаление.
Использование механических систем предусматривает введение в полость ковша через проем, образованный стенками ковша, гребка, который погружается в слой шлака и при обратном движении увлекает за собой часть шлака за пределы ковша.
Эллиптическая форма проема и реальные физические размеры гребка не позволяют полностью охватить проем, через который скачивается шлак телом гребка в его нижней части. Поэтому неизбежно неполное скачивание шлака и потери металла при использовании гребков, несмотря на придание в некоторых устройствах гребкам возможности поворачиваться в пространстве ковша, заглубления в слой металла с последующим подъемом.
Избежать указанны недостатков возможно путем создания горизонтального порога достаточной длины, изменяющего конфигурацию проема, что позволит создать условия для эффективной работы устройства для скачивания шлака.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение заключается в создании способа скачивания шлака с поверхности металла в сталеразливочном ковше и устройства для его осуществления, которые бы позволили ликвидировать недостатки известных способов и устройств.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение качества и полноты удаления шлака, повышение производительности при удалении шлака.
Технический результат достигается тем, что способ удаления шлака с поверхности металла в сталеразливочном ковше, включающий наклон сталеразливочного ковша, опускание на зеркало расплава в ковше гребка, закрепленного на штанге привода гребка (манипулятора), осуществление перемещения штанги с гребком характеризуется тем, что к верхнему краю корпуса наклоненного сталеразливочного ковша прижимают металлическое приставное кольцо, формирующее порог, ограниченный хордой между внутренними стенками сталеразливочного ковша, при этом удаление шлака ведут через проем, образованный внутренней стенкой ковша и порогом.
Осуществление изобретения:
На фиг. 1 показан сталеразливочный ковш (вид сбоку), установленный в устройстве наклона сталеразливочного ковша с приставным кольцом, прижатым к верхней поверхности ковша, на фиг. 2 то же, вид сверху, на фиг. 3 разрез ковша с гребком, вид сбоку, где:
1 – гребок;
2 – устройство привода гребка;
3 – сталеразливочный ковш;
4 – приспособление для наклона сталеразливочного ковша;
5 – гидропривод наклона сталеразливочного ковша;
6 – вспомогательная емкость для шлака;
7 – приставное металлическое кольцо с порогом;
8 – зеркало стального расплава;
9 – футеровка ковша;
10 – шлак;
11 – первое крайнее положение гребка;
12 – второе крайнее положение гребка.
Внутренний объем, ограничивающий расплав, может формироваться объемом ковша и металлическим приставным кольцом, прижимаемым на время удаления шлака к верхнему краю корпуса ковша. Устройство (вариант с приставным кольцом) действует следующим образом: сталеразливочный ковш 3 после наполнения расплавом устанавливают в приспособление для наклона сталеразливочного ковша 4. Для удаления шлака ковш наклоняется с помощью гидропривода наклона сталеразливочного ковша 5, при этом задействуется (любой известный) механизм перемещения приставного кольца с порогом 7, который прижимается на время удаления шлака к верхней части корпуса ковша. Зеркало стального расплава 8 остается горизонтальным, на поверхности зеркала плавает шлак 10, уровень зеркала подбирается близким к уровню порога 7. Шлак при этом расположен выше порога.
С помощью устройства привода гребка (манипулятора) 2 к дальней стенке ковша в положение 11 подается гребок 1, который опускается на толщину слоя шлака. Обратным движением штанги манипулятора к положению 12 гребок увлекает шлак к технологическому порогу. Вынос шлака во вспомогательную технологическую емкость 6, как и выход гребка происходит через проем, образованный внутренней стенкой ковша и приставным технологическим порогом. Ширина этого порога подбирается таким образом, чтобы обеспечить свободный выход гребка (инструмента).
Технический результат – повышение эффективности удаления шлака достигается тем, что поверхность стального расплава имеет границу в виде участка прямой, через которую легко удаляется шлак, плавающий на поверхности расплава.
Промышленное применение. Изобретение может с успехом применяться для изготовления и эксплуатации сталеразливочных ковшей с устройством удаления шлака с поверхности расплава.