УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОННОЙ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА ГАЗОМ В КОВШЕ

Техническое решение относится к металлургии и может быть использовано при внепечной обработке стали в ковше путем донной продувки инертным газом.
Донная продувка металла аргоном в ковше осуществляется через систему донной продувки и используется для обработки жидкой стали при выпуске плавок из конвертера при обработке на агрегатах доводки стали, на установке вакуумирования стали, на агрегатах печь-ковш, установке электродугового нагрева стали.
С помощью системы донной продувки осуществляются операции усреднения химического состава металла и его температуры по объему сталеразливочного ковша, интенсификации процесса дегазации металла при вакуумной обработке, удаления газов и неметаллических включений из жидкой стали, рафинирования металла от серы.
Одним из основных узлов системы донной продувки металла является устройство для донной продувки, размещенное в днище сталеразливочного ковша.
Устройство для донной продувки, размещенное в днище сталеразливочного ковша, включает в себя гнездовой блок, внутри которого выполнено отверстие в форме усеченного конуса, в которое вставляется пробка из огнеупорного материала, защищенная по нижней и вертикальным поверхностям стальным кожухом. Стальной кожух продувочной пробки выполнен в форме усеченного конуса, суженный конец его входит в контакт с расплавом. Для прохождения газового потока огнеупорная пробка может быть выполнена либо пористой, либо со щелевыми каналами и соединена в своей нижней части с патрубком для подвода продувочного газа.
В сталеразливочном ковше осуществляются различные высокотемпературные химические процессы, в ходе которых продувочная пробка играет важную роль. Обычно через продувочную пробку продувают такой газ, как аргон. В своей верхней части, которая обращена к расплаву металла, продувочная пробка сильно изнашивается. При уменьшении высоты пробки до минимально допустимого уровня ее необходимо заменять новой. Процесс замены продувочной пробки трудоемок и продолжителен по времени.
В связи с тем, что расплавленный металл обладает высокой проницаемостью, при каждой замене пробки снижается надежность уплотнения в месте стыковки гнездового блока с футеровкой ковша. С учетом безаварийного производства обычно используют монопольную продувочную пробку.
Продувочная пробка должна иметь долгий срок службы, удовлетворительную проницаемость для газа и надежность в эксплуатации, т.е. исключение ухода жидкого металла через пробку.
Известна конструкция продувочной пробки, устанавливаемой с возможностью замены в дно литейного ковша для продувки газа через расплав в литейном ковше, содержащая керамический корпус, имеющий, по меньшей мере, один сквозной зазор, который проходит между торцевыми поверхностями корпуса, и оболочку охватывающую корпус, в которой наружная часть корпуса имеет преимущественно форму гильзы, а внутренняя часть в форме усеченного конуса, между которыми образуется зазор, внутренняя часть корпуса имеет возможность перемещения относительно наружной части корпуса и поджимается упругим донным элементом в направлении расплава для закрывания зазора между внутренней и наружной частями корпуса. При закрытом зазоре труба для подачи газа сообщена с полостью, расположенной под наружной торцевой поверхностью. (см. патент РФ №2243847, МПК B22B 1/00, C21C 7/072, 20.07.2000 г. «Продувочная пробка»).
Однако, не смотря на то, что данная конструкция продувочной пробки решает задачу по предотвращению ухода металла через пробку, при износе ее замена производится вместе с гнездовым блоком. Замена пробки производится сверху вниз на холодном ковше, при этом разрушается большое количество футеровки ковша возле гнездового блока. При установке новой пробки не гарантируется качественное восстановление футеровки ковша, что в процессе работы может привести к уходу металла.
Наиболее близким техническим решением является «Продувочное устройство сталеразливочных ковшей» по патенту РФ №14154, МПК B22B 41/00, 10.07.2000 г.). Устройство состоит из гнездового блока, продувочной пробки, металлической вставки, расположенной между гнездовым блоком и крышкой устройства, запорного механизма в виде гайки с упорной резьбой для фиксации продувочной пробки в гнездовом блоке, причем диаметр гайки выполнен большего размера, чем наружный диаметр продувочной пробки, в гайке установлен ловитель, выполненный в виде металлического конуса, обращенного уширенной частью вверх. Масса металлических частей запорного механизма подобрана таким образом, что в случае разрушения продувочной пробки или гнездового блока и прохода металла, он при контакте с запорным механизмом застывает, соответственно предотвращается уход металла из ковша.
Преимущество такой конструкции в сравнении с известными является сокращение срока замены продувочной пробки за счет возможности замены продувочной пробки с внешней стороны ковша в горячем состоянии.
Однако, несмотря на то, что срок службы гнездового блока несколько увеличен, по мере использования происходит нарушение футеровки днища ковша в месте контакта с гнездовым блоком и разрушение самого гнездового блока. Не исключается попадание металла в запорный механизм, что полностью ведет к его разрушению и в результате к выходу из строя всего продувочного блока.
Кроме того, конструкция запорного механизма громоздка, сложна в изготовлении и эксплуатации.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение срока службы продувочного устройства сталеразливочных ковшей, повышение его надежности и обеспечение возможности замены на горячем ковше.
Технический эффект достигается за счет того, что в устройстве для донной продувки металла в ковше, включающем гнездовой блок, продувочную пробку с закрепленной в ее нижней части газоподводящей трубкой и запорный механизм, гнездовой блок выполнен, преимущественно, в виде цилиндрической гильзы с отверстием по центру в виде усеченного конуса, суженный конец которого расположен со стороны запорного механизма, а продувочная пробка выполнена в виде усеченного конуса с конусностью обратной конусности отверстия гнездового блока, герметично установлена в нем и состоит из огнеупорного корпуса и заформованной в него продувочной фурмы.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на:
Фиг. 1 изображено в разрезе устройство для донной продувки металла в ковше, вид спереди.
Устройство состоит из гнездового блока 1, продувочной пробки, включающей огнеупорный корпус 2 и продувочную фурму 3 с газоподводящей трубкой 4, запорного механизма, состоящего из гайки 5 с прокладкой 6.
Гнездовой блок 1 герметично устанавливается в зафутерованное днище сталеразливочного ковша, а затем в него герметично устанавливается продувочная пробка.
В процессе эксплуатации ковша с использованием известного технического решения по прототипу при продувке происходит выгорание рабочей поверхности фурмы, взаимодействующей с металлом, и соответственно происходит разрушение огнеупорного материала гнездового блока. В предлагаемой конструкции устройства в гнездовой блок установлена продувочная пробка, состоящая из продувочной фурмы, размещенной в огнеупорном корпусе, который и подвергается разрушению в процессе работы, а гнездовой блок остается без изменения.
Поэтому замена продувочной фурмы осуществляется без замены гнездового блока. При ремонте раскручивают запорный механизм, затем путем приложения силы с внешней стороны днища ковша продувочная пробка отделяется от гнездового блока внутрь ковша. Целостность гнездового блока предотвращает разрушение футеровки днища ковша, увеличивает срок его службы. Конструкция позволяет осуществлять ремонт по замене продувочной пробки на горячем ковше с гарантированной надежностью от просадки фурмы.