СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫЙ КОВШ

Область техники
Настоящая полезная модель относится к сталеразливочному ковшу, конкретнее, к сталеразливочному ковшу с двойными рабочими слоями.
Известный уровень техники
Ближайшим аналогом заявленной полезной модели является известное решение, раскрытое в документе Н.Н. Власов и др., Разливка черных металлов, Справочник, М., Металлургия, 1987, с. 182-189 (1), относящееся к сталеразливочному ковшу сл стенкой, включающее, последовательно, в направлении снаружи вовнутрь, корпус ковша, слой изоляции, постоянный слой и рабочий слой.
В настоящее время рабочий слой обычно формуется с большой толщиной на сталелитейном заводе во избежание прорывов, вызванных перегрузкой. Сталеразливочный ковш останавливают и восстанавливают на сталелитейном заводе, когда рабочий слой имеет еще большую толщину после определенной степени использования, и потому рабочий слой используется неэффективно.
Огнеупоры являются важным расходным материалом в производстве стали, и составляют 13% от технологических затрат на производство стали. Сокращение расхода огнеупорных материалов является важным способом снижения затрат на производство стали. Кирпичи шлаковой зоны рабочей футеровки сталеразливочного ковша нуждаются в среднем ремонте, то есть, в полной замене, когда они изношены до остаточной толщины 50-80 мм. В это время остаточная толщина неосновной части шлаковой зоны составляет более 80 мм. Таким образом, полная разборка кирпичей шлаковой зоны будет приводить к ненужным затратам и также увеличивает расход огнеупорных материалов.
Сущность полезной модели
Для преодоления недостатков известного уровня техники, настоящая полезная модель направлена на создание сталеразливочного ковша, который может уменьшить количество отходов, возникающих при замене кирпичей рабочей футеровки сталеразливочного ковша, снизить расход огнеупорных материалов и, тем самым, уменьшить затраты на производство стали.
Техническое решение настоящей полезной модели представляет собой сталеразливочный ковш со стенкой ковша, включающей, последовательно в направлении снаружи вовнутрь, корпус ковша, слой изоляции, постоянный слой и рабочий слой, причем рабочий слой в шлаковой зоне включает наружный слой и внутренний слой, которые отделены друг от друга, и наружный слой расположен между внутренним слоем и постоянным слоем. Рабочий слой в шлаковой зоне имеет общую толщину D, толщину наружного слоя N, и толщину внутреннего слоя M, причем N=10%D-40%D и M=D-N.
В вышеуказанном сталеразливочном ковше, рабочий слой, от дна сталеразливочного ковша на протяжении шлаковой зоны, включает наружный слой и внутренний слой, которые отделены друг от друга, весь рабочий слой имеет толщину D, весь наружный слой имеет толщину N, и весь внутренний слой имеет толщину M, причем N=10%D-40%D и M=D-N.
В вышеуказанном сталеразливочном ковше, наружный слой и внутренний слой оба состоят из кирпичей рабочей футеровки, уложенных послойно снизу вверх, и толщина H кирпичей рабочей футеровки наружного слоя равна толщине H кирпичей рабочей футеровки внутреннего слоя.
В вышеуказанном сталеразливочном ковше, толщина N наружного слоя равна 50 мм, толщина M внутреннего слоя в зоне металла равна 130 мм, и толщина M внутреннего слоя в шлаковой зоне составляет от 150 до 170 мм.
В вышеуказанном сталеразливочном ковше, толщина M внутреннего слоя в нижней части шлаковой зоны равна 170 мм, и толщина M внутреннего слоя в верхней части шлаковой зоны равна 150 мм.
В вышеуказанном сталеразливочном ковше, наружный слой и внутренний слой оба состоят из кирпичей рабочей футеровки, уложенных послойно снизу вверх, и швы кирпичной кладки кирпичей рабочей футеровки в наружном слое и кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое образуют стык вразбежку.
В вышеуказанном сталеразливочном ковше, толщина H кирпичей рабочей футеровки наружного слоя равна толщине H кирпичей рабочей футеровки внутреннего слоя, и разница высот между кирпичным швом кирпичей рабочей футеровки в наружном слое и двумя прилегающими сверху и снизу кирпичными швами кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое равна половине толщины H кирпичей рабочей футеровки.
В вышеуказанном сталеразливочном ковше, кирпичи рабочей футеровки в наружном слое представляют собой лекальные магнезиально-углеродистые кирпичи, а кирпичи рабочей футеровки во внутреннем слое представляют собой комбинацию ромбовидных магнезиально-углеродистых кирпичей, прямоугольных магнезиально-углеродистых кирпичей и клиновидных магнезиально-углеродистых кирпичей, или представляют собой лекальные магнезиально-углеродистые кирпичи. Постоянный слой состоит из высокоглиноземистых кирпичей, выложенных слой за слоем снизу вверх. Постоянный слой также может быть сформирован путем цельного литья высокоглиноземистого огнеупора.
Настоящая полезная модель имеет следующие преимущества.
(1) В настоящей полезной модели, постоянный слой состоит из высокоглиноземистых кирпичей и рабочий слой состоит из магнезиально-углеродистых кирпичей. Высокоглиноземистые кирпичи обладают более высокими изоляционными свойствами и имеют более низкую цену, чем магнезиально-углеродистые кирпичи, в то время как магнезиально-углеродистые кирпичи обладают значительно лучшими антикоррозионными свойствами, чем высокоглиноземистые кирпичи. По сравнению со сталеразливочным ковшом, постоянный слой и рабочий слой которого оба состоят из магнезиально-углеродистых кирпичей, с одной стороны, используются преимущества изоляционной способности высокоглиноземистых кирпичей, чтобы расплавленная сталь быстро не остывала и во избежание перегрева или даже нагрева кожуха до красного каления. С другой стороны, используются преимущества антикоррозионных свойств магнезиально-углеродистых кирпичей и снижения стоимости ковша.
(2) В настоящей полезной модели, рабочий слой разделен на отдельные наружный слой и внутренний слой. После того, как кирпичи рабочей футеровки во внутреннем слое будут полностью изношены, при проведении среднего или текущего ремонта или замены рабочего слоя в шлаковой зоне или стенки в целом будет достаточно заменить кирпичи рабочей футеровки во внутреннем слое, а кирпичи рабочей футеровки в наружном слое могут повторно использоваться на протяжении нескольких циклов. Таким образом, можно уменьшить количество отходов, образующихся при замене кирпичей рабочей футеровки сталеразливочного ковша, расход огнеупорного материала и, следовательно, снизить затраты на производство стали. Кроме того, обеспечивается безопасность и облегчается анализ ковша.
Описание чертежей
Фигура 1 схематически изображает конструкцию сталеразливочного ковша в соответствии с настоящей полезной моделью.
Фигура 2 изображает другую схематическую конструкцию сталеразливочного ковша в соответствии с настоящей полезной моделью.
Фигура 3 изображает поперечное сечение лекального кирпича в рабочем слое.
Фигура 4 изображает вид лекального кирпича в рабочем слое в радиальном направлении сталеразливочного ковша.
На Фигурах, номера позиций 1, 2, 3, 4 и 5 обозначают корпус ковша, слой изоляции, постоянный слой, наружный слой и внутренний слой, соответственно.
Детальное описание полезной модели
Как изображено на Фигуре 1, стенка ковша сталеразливочного ковша включает, последовательно в направлении снаружи вовнутрь, корпус ковша, слой изоляции, постоянный слой и рабочий слой, причем рабочий слой в шлаковой зоне включает наружный слой и внутренний слой (рабочий слой в зоне металла выполнен в виде единого слоя), и наружный слой расположен между внутренним слоем и постоянным слоем. Рабочий слой в шлаковой зоне имеет общую толщину, равную D, толщину наружного слоя N, и толщину внутреннего слоя M, причем N=10%D-40%D и M=D-N и, предпочтительно, N=20%D-30%D. Чем меньшее значение имеет N по сравнению с D, тем меньше время коррозии кирпичей рабочей футеровки в наружном слое под действием находящегося в ковше шлака после полного износа кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое. Чем большее значение имеет N по сравнению с D, тем больше время коррозии кирпичей рабочей футеровки в наружном слое под действием находящегося в ковше шлака после полного износа кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое.
При N=20%D-30%D, с одной стороны, можно обеспечить, чтобы кирпичи рабочей футеровки имели достаточное время коррозии под действием находящегося в ковше шлака и, тем самым, гарантировать безопасность ковша. С другой стороны, можно обеспечить, чтобы кирпичи рабочей футеровки внутреннего слоя имели достаточную толщину, и увеличить интервал времени между проведением средних или текущих ремонтов или заменами рабочего слоя в шлаковой зоне или стенки в целом.
Как изображено на Фигуре 2, стенка сталеразливочного ковша включает, последовательно, в направлении снаружи вовнутрь, корпус ковша, слой изоляции, постоянный слой и рабочий слой. Рабочий слой, от дна сталеразливочного ковша на протяжении шлаковой зоны, включает наружный слой и внутренний слой. Наружный слой расположен между внутренним слоем и постоянным слоем. Рабочий слой в шлаковой зоне имеет общую толщину, равную D, толщину наружного слоя N, и толщину внутреннего слоя M, причем N=50-8 мм и M=D-N. В данном примере, толщина N наружного слоя составляет в общей сложности 50 мм, толщина M внутреннего слоя в зоне металла равна 130 мм, толщина M внутреннего слоя в нижней части шлаковой зоны равна 170 мм, и толщина M внутреннего слоя в верхней части шлаковой зоны равна 150 мм. Только части внутреннего слоя толщиной 130 мм, 150 мм и 170 мм будут заменяться при использовании, и часть наружного слоя толщиной 50 мм будет защищена. Таким образом, достигается снижение затрат и, в то же самое время, может быть обеспечена безопасность ковша.
На Фигурах 1 и 2, наружный слой и внутренний слой оба состоят из кирпичей рабочей футеровки, уложенных послойно снизу вверх. На Фигуре 2, внутренний слой включает в общей сложности 28 слоев кирпичей рабочей футеровки от дна ковша до шлаковой зоны. На Фигуре 1, только в шлаковой зоне рабочий слой разделен на наружный слой и внутренний слой, и внутренний слой на Фигуре 1 включает в общей сложности 12 слоев кирпичей рабочей футеровки. Кирпичи рабочей футеровки в наружном слое представляют собой лекальные магнезиально-углеродистые кирпичи, и кирпичи рабочей футеровки во внутреннем слое представляют собой комбинацию ромбовидных магнезиально-углеродистых кирпичей, прямоугольных магнезиально-углеродистых кирпичей и клиновидных магнезиально-углеродистых кирпичей, или представляют собой лекальные магнезиально-углеродистые кирпичи. Постоянный слой состоит из высокоглиноземистых кирпичей, уложенных послойно снизу вверх. Постоянный слой также может быть сформирован путем цельного литья высокоглиноземистого огнеупора. Длина хорды L основного типа лекальных кирпичей предусматривается равной 250 мм или другому размеру, и радиус R лекальных кирпичей зависит от радиуса внутренней стенки постоянного слоя в среднем положении стенки ковша. Шов кирпичной кладки кирпичей рабочей футеровки в наружном слое и кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое образуют стык вразбежку. Толщина H кирпичей рабочей футеровки наружного слоя равна толщине H кирпичей рабочей футеровки внутреннего слоя, и разница высот между кирпичным швом кирпичей рабочей футеровки в наружном слое и двумя прилегающими сверху и снизу кирпичными швами кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое равны половине толщины H кирпичей рабочей футеровки.
В настоящей полезной модели, постоянный слой по-прежнему использует низкосортный материал (дешевый материал, такой как высокоглиноземистый кирпич), в отличие от рабочего слоя, в то время как наружный слой и внутренний слой рабочего слоя используют высокосортный материал (дорогостоящий материал, такой как магнезиально-углеродистый кирпич). После того, как кирпичи рабочей футеровки во внутреннем слое будут полностью изношены, и при проведении среднего или текущего ремонта или замены рабочего слоя в шлаковой зоне или стенки в целом, будет достаточно замены кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое, и кирпичи рабочей футеровки в наружном слое могут повторно использоваться на протяжении нескольких циклов работы.
Таким образом, уменьшается потребность в, и количество отходов от слоя рабочей футеровки во внутреннем слое, и значительно снижается удельный расход огнеупорного материала на один ковш. Экономия для сталелитейного предприятия может составлять несколько миллионов юаней (RMB) в год. Даже при полном износе кирпичей рабочей футеровки во внутреннем слое, кирпичи рабочей футеровки в наружном слое могут продолжать противостоять коррозии под действием находящегося в ковше шлака и обеспечивать безопасность ковша.