УТЕПЛЯЮЩАЯ НАДСТАВКА ДЛЯ ПРИБЫЛЬНОЙ ЧАСТИ СЛИТКА
HOT TOP FOR CROP

Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкции надставки для утепления верха головной части слитка спокойной стали.
Известна конструкция утепляющей надставки с вертикальными стенками, имеющая на двух противоположных стенках выступы, а на двух других выемки, футерованная теплоизоляционными вкладышами соответственно с выемками и заформованными пружинными полосами [1].
Недостатком этой надставки является то, что при значительных литейных допусках для больших отливок, которыми являются надставки, трудно обеспечить достаточную плотность прилегания утепляющих плит к стенкам надставки, что приводит к затеканию металла между надставкой и плитой, увеличению тепловых потерь, величины головной обрези и брака по дефектам макроструктуры усадочного характера.
Известна конструкция утепляющей прибыльной надставки с вертикальными стенками, футерованная теплоизоляционными плитами, для крепления которых используются угловые металлические элементы, выполненные за одно с корпусом надставки [2].
Недостатком этой надставки так же, как и в первом случае, является трудность обеспечения плотного прилегания плит к стенкам надставки при существующих литейных допусках и наличие значительных тепловых потерь через угловые металлические элементы, что приводит к увеличению головной обрези и брака по дефектам макроструктуры усадочного характера.
Известна надставка для утепления головной части слитка с вертикальными стенками, футерованная утепляющими плитами, установленными враспор. Для создания распирающих усилий используются угловые клинья [3]. Данная конструкция наиболее близка по технической сущности к изобретению и принята за прототип.
Недостатком данной конструкции является ослабление крепления плит, их перемещение и образование зазоров при вибрации, возникающей в процессе значительных транспортных перемещений. Это приводит к ослаблению крепления и последующему всплытию плит, затеканию жидкого металла в образовавшиеся зазоры, увеличению тепловых потерь, величины головной обрези и брака по дефектам макроструктуры усадочного характера.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка конструкции утепляющей надставки, обеспечивающей получение плотной структуры верхней части слитка при оптимальных материальных затратах.
Технический результат, который обеспечивает изобретение, состоит в получении плотной структуры верхней части слитка, сокращении потерь металла с головной обрезью и браком, связанным с дефектами усадочного характера.
Это достигается за счет того, что предлагается утепляющая надставка для прибыльной части слитка, содержащая корпус, футерованные теплоизоляционные плиты, закрепленные враспор с помощью угловых клиньев, при этом для надежности крепления плит надставка выполнена конусностью 2-5 градусов, имеет верхнюю внутреннюю полку и дополнительное крепление. Дополнительное крепление может быть выполнено с помощью частично перфорированной металлической полоски, установленной в зазор между клином и плитой или между стенкой надставки и плитой, загнутой впоследствии в сторону наружной поверхности грани изложницы или верхней полки. Дополнительное крепление также может быть выполнено в виде прижимных фиксирующих скоб, закрепленных на полке надставки.
Экспериментально установлена взаимосвязь конструкции используемой надставки величиной головной обрези и брака, связанного с дефектами усадочного характера.
При разливке стали одним из основных назначений утепляющей надставки является сохранение металла в жидком состоянии в прибыльной части для подпитки кристаллизующегося тела слитка. Это достигается за счет хорошей теплоизолирующей способности материала футеровки и оптимальной конструкции надставки, исключающей оголение стенок, приводящее к повышенным тепловым потерям и увеличению головной обрези.
Наличие верхней внутренней полки исключает всплытие плиты в случае ослабления крепления и защищает плиту от возможного разрушения и перемещения в вертикальной плоскости при обслуживании состава в сталеплавильном цехе. Наличие небольшой конусности в 2-5 градусов обеспечивает свободное снятие надставки в случае затекания металла под плиту. При этом такая конусность не ухудшает надежность крепления утепляющих плит враспор. Дополнительная установка частично перфорированной металлической полоски, установленной в зазор между клином и плитой или между стенкой надставки и плитой, и загнутой впоследствии в сторону наружной поверхности грани изложницы или верхней полки исключает перемещение плит и образование зазоров в процессе транспортировки и подготовки состава к разливке в сталеплавильном цехе. Дополнительное крепление в виде прижимных фискирующих скоб, закрепленных на полке надставки, также исключает образование зазоров между теплоизоляционной плитой и стенкой надставки.
На фиг.1 - прибыльная надставка изложницы с конусностью 2-5 градусов (наклон граней относительно вертикальной оси) и дополнительным креплением плит с помощью частично перфорированной металлической полоски, установленной в зазор между угловым клином и плитой, аксонометрическая проекция.
На фиг.2 - прибыльная надставка изложницы с конусностью 2-5 градусов и дополнительным креплением плит с помощью прижимных фиксирующих скоб, аксонометрическая проекция.
Прибыльная надставка содержит корпус 1 конусностью 2-5 градусов с верхней внутренней полкой 2, теплоизоляционные плиты 3, закрепленные враспор с помощью угловых клиньев 4, и дополнительное крепление плит, например, с помощью частично перфорированной металлической полоски 5 (см. фиг.1), установленной в зазор между угловым клином и боковой стороной теплоизоляционной плиты или между стенкой надставки и теплоизоляционной плитой (не показано). При втором варианте дополнительное крепление теплоизоляционных плит осуществляется с помощью прижимных фиксирующих скоб 6 (см. фиг.2).
Сборка прибыльной надставки изложницы
Теплоизоляционные плиты 3 заводят под верхнюю внутреннюю полку 2, затем вставляют частично перфорированные металлические ленты с загибом их в сторону верхней полки при установке частично перфорированной ленты 5 между угловым клином и боковой стороной теплоизоляционной плиты или при установке металлической ленты между теплоизоляционной плитой и стенкой прибыльной надставки с загибом их в сторону наружной поверхности грани изложницы, потом забивают клинья 4. Установку дополнительного крепления с помощью прижимных фиксирующих скоб 6 (см. фиг.2) производят путем надевания скобы сверху на верхнюю внутреннюю полку 2 с поджимом теплоизоляционной плиты 3 и заведением ее на внешнюю стенку прибыльной надставки.
Конкретный пример выполнения
1
2
В цехе подготовки составов ОАО «ЧМК» в надставки для изложниц СС-6,2 с конусностью 2 градуса устанавливали утепляющие плиты по предлагаемой схеме враспор с помощью угловых клиньев с фиксацией от вертикального перемещения с помощью частично перфорированной металлической полоски, установленной в зазор между клином и плитой. Далее надставки устанавливались на изложницы, которые железнодорожным транспортом доставлялись в электросталеплавильный цех. Разливка стали проводилась сифонным способом с использованием шлакообразующих смесей в изложницы СС-6,2. При заполнении прибыльной части надставки на / высоты задавали экзотермическую утепляющую смесь из расчета 3 кг/т. После выдержки состава в разливочном пролете в течение 2 часов он доставлялся в стрипперное отделение для удаления надставок и подрыва слитков. После нагрева в колодцах слитки прокатывали донной частью вперед по стандартной схеме.
В таблице приведена величина головной обрези, количество плавок с дефектами усадочного характера в зависимости от типа используемой надставки: вариант №1 - используемая в настоящее время надставка с шамотной футеровкой, вариант №2 - прототип, вариант №3 - предложенная конструкция надставки с утепляющими плитами.
Испытания различных конструкций утепляющих надставок, приведенных в таблице, проводились при разливке подшипниковых марок стали в слитки массой 6,5 т сифонным способом. Из приведенных данных следует, что при использовании предложенного варианта конструкции надставки (вариант №3) значительно снижается по сравнению с используемыми в настоящее время конусными надставками с шамотной футеровкой (вариант №1), величина головной обрези и брак, связанный с дефектами усадочного характера.
При использовании вертикальных надставок с креплением плит враспор с помощью клиньев без внутренней верхней полки и дополнительного крепления (вариант №2), несмотря на снижение величины головной обрези до 15%, имеет место увеличение величины брака по дефектам усадочного характера, что свидетельствует о нестабильности утепления головной части слитка и связано ослаблением их крепления в процессе транспортировки, приводящим к затеканию металла между плитой и стенкой надставки, а иногда и к всплытию плит.
Таким образом, разработанная конструкция утепляющей надставки, которая благодаря надежному креплению утепляющих плит за счет применения верхней внутренней полки надставки, оптимальной конусности граней, равной 2-5 градусов, и дополнительного крепления утепляющих плит с помощью частично перфорированной металлической полоски или с помощью прижимных фиксирующих скоб обеспечивает снижение головной обрези и брака, связанного с дефектами усадочного характера.
№ п.п.
Тип надставки, футеровка и ее крепление
Величина головной обрези, %
Количество плавок с дефектами усадочного характера, %
Величина брака по дефектам усадочного характера, %
Примечание
1
Конусная 11-12°, шамотный кирпич
18
25,3
0,25
Многоразовая футеровка с обмазкой огнеупорным составом
2
Вертикальная, утепляющие плиты установлены враспор клиньями
15
21,0
0,34
Подтекание металла под плиту, всплытие плит.
3
С конусностью 3°, крепление плит враспор клиньями с дополнительно фиксацией
14
7,3
0,06
-
Источники информации
1. Патент RU 2007259, кл. B22D 7/10, 1994 г.
2. Авторское свидетельство СССР №931279, кл. B22D 7/10, 1979.
3. Совершенствование технологии сифонной разливки стали на заводе "Петросталь", Сталь №11, 2005, стр.36.