СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫЙ КОВШ

Предлагаемая полезная модель относится к металлургии, конкретнее к большегрузным сталеразливочным ковшам, применяемым при непрерывной разливке металлов.
Известен сталеразливочный ковш, содержащий металлический кожух, арматурный и рабочий слои футеровки из кирпичей, выполненных на основе периклаза, гнездовые кирпичи с разливочными стаканами, установленными в днище ковша (А.С. №1743687 В22Д 41/02).
Недостатком известного сталеразливочного ковша является низкая стойкость футеровки.
Это объясняется тем, что периклазовые огнеупоры имеют высокую теплопроводность, в связи с чем на футеровке ковша к окончанию разливки жидкой стали образуются шлакометаллические настыли, при удалении которых нарушается целостность футеровки и ковш останавливают на ремонт для замены футеровки.
Наиболее близким по технической сущности является сталеразливочный ковш, содержащий металлический кожух и футеровку стен и днища, в котором выполнены гнезда для разливочных стаканов. Футеровка содержит теплоизоляционный слой из муллитокремнеземистого картона МКРКГ-400, арматурный слой стен и днища выполненный из шамотного кирпича, рабочий слой стен, выполненный из периклазоуглеродистого кирпича, рабочий слой днища, выполненный из периклазошпинельноуглеродистого кирпича, гнездовой кирпич выполнен из муллитокорунда (полезная, модель RU №79816).
Недостатком ближайшего аналога является также низкая стойкость футеровки ковша и длительные простои ковша на ремонте.
Это происходит в результате того, что муллитокремнеземистый картон, имеющий волокнистую структуру и очень низкую механическую прочность на сжатие, под воздействием давления футеровки при кантовке ковша сжимается, при этом раскрываются кладочные швы футеровки, в которые проникает шлакометаллический расплав, что приводит к повышению скорости износа огнеупоров, снижению стойкости футеровки и остановке ковша на ремонт, как рабочего, так и арматурного слоя.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение стойкости сталеразливочного ковша и сокращение затрат на выполнение футеровки ковша.
Решение технической задачи достигается тем, что в сталеразливочном ковше, включающем металлический корпус, огнеупорную футеровку стен и днища, состоящую из теплоизоляционного, арматурного и рабочего слоя, в отличие от ближайшего аналога теплоизоляционный слой выполнен из жаростойкого теплоизоляционного бетона, с фиксацией его на внутренней поверхности металлического корпуса стальными штырями.
2
Повышение стойкости сталеразливочного ковша будет происходить вследствие того, что жаростойкий теплоизоляционный бетон после затвердевания набирает механическую прочность (не менее 3 кг/см) и сохраняет постоянную толщину слоя, тем самым исключается смещение кирпичей футеровки и раскрытие швов кладки, исключается проникновение шлакометаллического расплава в футеровку, снижается скорость износа футеровки.
Сущность полезной модели заключается в том, что с целью снижения износа огнеупоров футеровке ковша за счет предотвращения раскрытия швов кладки и проникновения в швы шлакометаллического расплава теплоизоляционный слой футеровки содержит жаростойкий теплоизоляционный бетон, а корпус ковша содержит стальные штыри для армирования бетона.
В результате снижается скорость износа футеровки, повышается стойкость сталеразливочного ковша, снижаются затраты на футеровку и простои ковша на ремонте.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На чертеже показана схема сталеразливочного ковша, продольный разрез.
Сталеразливочный ковш включает:
металлический корпус - 1; теплоизоляционный слой - 2, выполненный из жаростойкого теплоизоляционного бетона, например, марки «Вермивол-Ж», изготовленного на основе вспученного вермикулита, волокнистых и вяжущих материалов толщиной 12 мм; стальные штыри - 3, выполненные, например, из прутков толщиной 8 мм и длиной 10 мм, наваренные на корпус 1 в шахматном порядке с шагом 250 мм; арматурный слой стен и днища - 4, выполненный, например, из шамотных кирпичей марки ШК-4, толщиной 105 мм в стенах ковша и 315 мм в днище ковша. Рабочий слой стен - 5, выполненный из периклазоуглеродистого кирпича марки ПУПК С-2, толщиной 200 мм; рабочий слой днища - 6, выполненный из периклазоуглеродистого кирпича, например, марки ПУПК Д-11 или ШПУП-Д-11, толщиной 300 мм; гнездовой муллитокорундовый кирпич - 7 и разливочный стакан - 8.
Сталеразливочный ковш работает следующим образом:
Из конвертера в сталеразливочный ковш емкостью 370 т подается сталь марки Ст3сп.
Рабочий слой 5 образует поверхность боковых стен ковша, рабочий слой 6 образует поверхность днища ковша. Наполненный сталью ковш подается на установку неприрывной разливки стали.
Из сталеразливочного ковша жидкая сталь через разливочный стакан 8, установленный в гнездовом кирпиче 7 днища ковша сливается в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы, из которых вытягиваются непрерывные слитки (на чертеже не показаны). В процессе разливки жидкая сталь контактирует с футеровкой 5 боковой стенки и футеровкой 6 днища, выполненной из периклазоуглеродистых кирпичей, содержащих 85-89% MgO, 10-14% углерода, остальное оксиды.
При температуре стали на разливке 1585-1600°С углерод восстанавливает оксид магния (MgO) до металлического магния, который окисляется оксидами железа стали и закрывает поры кирпича высокочистой окисью магния, что увеличивает стойкость футеровки. При этом механическая прочность жаростойкого теплоизоляционного бетона предотвращает смещение кирпичей и раскрытие швов в футеровке в процессе наполнения ковша жидкой сталью и его кантовке после разливки, что также повышает стойкость ковша.
В таблице приведены примеры футеровки и работы предлагаемого сталеразливочного ковша и прототипа.
Таблица
Примеры конкретного исполнения
Параметры
Примеры
1
2
прототип
Жаростойкий теплоизоляционный бетон «Вермивол-Ж»
Вместимость ковша, т
370
370
Механическая прочность теплоизоляционного слоя, кг/см<sup>2</sup>
-
3,0
Стойкость арматурного слоя, плавок
267
492
Стойкость рабочего слоя, плавок
80
85
Толщина теплоизоляционного слоя, мм
12
12
При одинаковой толщине теплоизоляционного слоя в первом примере из-за низкой механической прочности муллитокремнеземистого картона происходит раскрытие швов футеровки, снижается стойкость ковша.
Во втором примере теплоизоляционный слой имеет высокую механическую прочность, смещение кирпичей и раскрытие швов не происходит, повышается стойкость футеровки ковша, сокращаются простои ковша на ремонте.
Сталеразливочный ковш предлагаемой конструкции испытан в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК».
Использование предложенного ковша позволяет повысить его надежность в эксплуатации, повысить стойкость футеровки и сократить расход ковшевых огнеупоров.