ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР

Полезная модель относится к области металлургии и касается устройств для разливки металла, в частности стали.
Известен шиберный затвор, содержащий разливочный стакан, подвижную и неподвижную огнеупорные плиты, стакан-коллектор и газоподводящую трубку. (А.С. СССР №1232371)
Недостатком устройства является его низкая стойкость и надежность. Это происходит в результате растрескивания или механического повреждения стакана-коллектора.
Наиболее близким по технической сущности является шиберный затвор, содержащий разливочный стакан, подвижную и неподвижную огнеупорные плиты, стакан-коллектор в металлическом корпусе (патент РФ №52352).
Недостатком известного устройства является раскрытие струи, вторичное окисление металла из-за контактирования струи с воздухом во время разливки, следовательно, низкое качество разливаемого металла и низкая производительность разливочной машины, уменьшение выхода годного.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - предотвращение раскрытия струи, исключение вторичного окисления металла из-за контактирования струи с воздухом во время разливки и, как следствие, повышение качества разливаемой стали, снижение простоев и повышение производительности разливочной машины, увеличение выхода годного.
Поставленная задача решается тем, что в шиберном затворе, включающем разливочный стакан, подвижную и неподвижную огнеупорные плиты, стакан-коллектор в металлическом корпусе, в отличие от ближайшего аналога, на стакан-коллектор установлена защитная труба, горловина которой выполнена в виде усеченного конуса, нижняя часть стакана-коллектора, составляющая 0,2-0,3 его высоты, выполнена в виде усеченного конуса, причем угол наклона образующих усеченных конусов стакана и горловины защитной трубы составляет 15-30° к
вертикальной оси разливочного отверстия, кроме того, между стаканом-коллектором и горловиной защитной трубы выполнена эластичная огнеупорная прокладка.
Сущность полезной модели заключается в том, что наличие защитной трубы предотвращает раскрытия струи, исключает вторичное окисление металла воздухом во время разливки. С целью исключения загрязнения металла кислородом и азотом, поступающим в сталь через зазор между стаканом-коллектором и горловиной защитной трубы нижняя часть стакана-коллектора, составляющая 0,2-0,3 его высоты, выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона образующей к вертикальной оси разливочного отверстия 15-30°.
Между стаканом-коллектором и горловиной защитной трубы выполнена эластичная огнеупорная прокладка. При плотном соединении стакана и горловины вследствие нагрева стакана-коллектора и его термического роста происходит разрушение горловины трубы, что так же приводит к снижению качества стали и потере производства.
При выполнении конусной части на стакане-коллекторе 0,2-0,3 его высоты с углом наклона образующей 15-30° к вертикальной оси разливочного канала обеспечивается плотное соединение конусной части стакана-коллектора с горловиной защитной трубы, так как при подсоединении защитной трубы и перемещении ее вверх огнеупорная прокладка выжимается и уплотняет зазор между горловиной трубы и стаканом-коллектором.
При этом исключается проникновение кислорода и азота в струю жидкой стали и ее загрязнение неметаллическими включениями, повышается качество разливаемого металла и производительность разливочной машины, повышается выход годного.
Если высота конусной части стакана-коллектора будет меньше 0,2 его высоты, возможно нарушение центрирования защитной трубы, загрязнение стали кислородом и азотом и снижение скорости разливки стали, следовательно, снижение качества металла и производительности разливочной машины, снижение выхода годного.
Если высота конусной части стакана-коллектора будет больше 0,3 его высоты, то это приведет к необходимости увеличения размера защитной трубы и повышению затрат на огнеупоры.
Если конусная часть стакана-коллектора и горловины защитной трубы будет выполнена с углом наклона образующей к вертикальной оси разливочного отверстия меньше 15°, то возможно нарушение прокладки в начальный момент присоединения защитной трубы к стакану-коллектору и, как следствие, образование зазора между горловиной защитной трубы и стаканом-коллектором, проникновение в зазор кислорода и азота, загрязнение стали неметаллическими включениями и снижение качества металла и производительности разливочной машины, снижение выхода годного.
Если конусная часть стакана-коллектора и горловины защитной трубы будет выполнена с углом наклона образующей к вертикальной оси разливочного отверстия больше 30°, это приведет к значительному уменьшению толщины стенки стакана-коллектора в конусной части, прогару стенки стакана-коллектора в конусной части в процессе разливки стали, нарушению процесса разливки, аварийным простоям и снижению производительности разливочной машины, снижению выхода годного.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. показан общий вид шиберного затвора, продольный разрез.
Шиберный затвор содержит разливочный стакан 1, нижний конец разливочного стакана 1 соприкасается с верхней неподвижной плитой 2, нижняя подвижная огнеупорная плита 3 прижимается к верхней, неподвижной огнеупорной плите 2. Стакан-коллектор 4 примыкает к подвижной огнеупорной плите 3. Нижняя часть стакана-коллектора 4, размещенного в металлическом корпусе 5, выполнена в виде конуса 6. На стакан-коллектор 4 установлена защитная труба 7. Между конусной частью 6 стакана-коллектора 4 и горловиной 8 защитной трубы 7 выполнена эластичная огнеупорная прокладка 9, например, из гибкого муллитокремнеземистого картона марки МКРКГ-400. Неподвижная 2 и подвижная 3 огнеупорные плиты имеют разливочные отверстия 10, диаметр которых равен диаметру разливочного отверстия 11 стакана-коллектора 4 и
диаметру разливочного отверстия 12 разливочного стакана 1. Защитная труба 7 имеет разливочное отверстие 13.
Устройство работает следующим образом: наполненный жидкой сталью разливочный ковш, оборудованный шиберным затвором, подается к месту разливки.
К эластичной прокладке 9 конусной части 6 стакана-коллектора 4 горловиной 8 прижимают защитную трубу 7 до совмещения разливочного отверстия 13 защитной трубы 7 и разливочного отверстия 11 стакана-коллектора 4, при этом эластичная огнеупорная прокладка 9 выжимается вверх и герметизирует зазор между конусной частью 6 стакана-коллектора 4 и горловиной 8 защитной трубы 7. Перед выпуском металла из ковша перемещают нижнюю подвижную огнеупорную плиту 3 относительно неподвижной верхней огнеупорной плиты 2 до совмещения отверстий 12 и 11 разливочного стакана 1 и стакана-коллектора 4 и отверстий 10 в огнеупорных плитах 2, 3.
Происходит перемещение жидкого металла в разливочные емкости. После выдачи необходимого количества жидкого металла подвижную плиту 3 перемещают в обратном направлении, достигая частичного или полного перекрытия струи металла.
Таблица
Примеры конкретного исполнения
Параметры
Примеры
1
2
3
4
Вместимость ковша, т
175
175
175
175
Высота стакана-коллектора Н, мм
250
250
250
250
Высота конусной части h, мм
25
50
75
100
Отношение высоты стакана-коллектора к высоте конусной части H/h
0,1
0,2
0,3
0,4
Угол наклона образующей, °
10
15
30
40
Выход годного, %
89
97
98
90
В таблице приведены примеры конструктивных параметров шиберного затвора.
В первом примере при высоте конусной части, равной 0,1 высоты стакана-коллектора и угла наклона образующей конуса 10° по причине плохого центрирования трубы и неплотного зазора между горловиной защитной трубы и конусной частью стакана-коллектора, происходит ухудшение качества разливаемого металла и уменьшение выхода годного.
В четвертом примере при высоте конусной части, равной 0,4 высоты стакана-коллектора и угла наклона образующей конуса 40° к вертикальной оси разливочного отверстия скорость разливки также снижена по причине износа тонкой стенки стакана-коллектора из-за недостаточной толщины, происходит ухудшение качества разливаемого металла и уменьшение выхода годного.
Во втором и третьем примере вследствие оптимальных параметров шиберного затвора обеспечивается оптимальная скорость разливки и повышается производительность разливочной машины, улучшается качество разливаемого металла и увеличивается выход годного.
В результате использования предлагаемого шиберного затвора в кислородно-конвертерном и электросталеплавильном цехах Магнитогорского металлургического комбината повысилась надежность работы устройства, снизились аварийные простои, улучшилось качество разливаемого металла, повысилась производительность разливочной машины, увеличился выход годного.