Порог завалочного окна плавильной печи

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции порога завалочного окна подовой плавильной печи. Цель изобретения - снижение расхода огнеупор ных порошков ложного порога путем многократного их использования. Для этого основной порог до металлической плиты выполняют подвижным в вертикальном направлении в виде крь ики над камерой 2 в огнеупорной кладке ограниченной с боков металлическими вертикальными а снизу накгонными стенками Между наружными стенками и кчадкой имеется температурный зазор, заполняемый теплоизоляционным материалом Крышка соединена со штоком 5 последний - с приводом. Внедрение изобретения позволяет снизить расход магнезигового порошка примерно на 0,1 кг/т стали, сырого доломита - на 2,4 кг/т стали Пои этом себестоимость стали снижается, т к. исключается применение заливочного крана для транспортировки бункеров с сырым доломитом при подсыпке ложных порогов . Снижаются потери тепла через проемы завалочного окна, имеющие место при подсыпке ложных порогов, исключается применение ручного труда для создания магнезитовой прослойки ложного порога, улучшаются условия труда рабочего персонала . 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 27 В 3/10. 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

Фиа 2 (21) 4616441/02 (22) 02.12.88 (46) 23.06.91. Бюл, М 23 (71) Коммунарский горно-металлургическ ий институт (72) В.Я,Лащев. К.М.Лащева, Е,В.Куринный и Б,А.Дворядкин (53) 669.183.211.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 158582, кл. F 27 В 3/10, F 27 D 1/18, 1962.

Гермаидэе Г.Е. и др. Обслуживание мартеновских печей. — М.: Металлургия, 1966, с.

99-116. (54) ПОРОГ ЗАВАЛОЧНОГО ОКНА Г1ЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции порога эавалочного окна подовой плавильной печи. Цель изобретения — снижение расхода огнеупорных порошков ложного порога путем многократного их использования. Для этого основной порог до металлической плиты выllollHAIoT подвижным в вертикальном направлении в виде крь оки над камерой 2 в огнеупорной кладке, ограниченной с Гоков металлическими вертикальными, а снизу наклонными стенками. Между наружными стенками и кладкой имеется температурный зазор, заполняемый теплоизоляционным материалом. Крышка соединена со штоком

5, последний — с приводом. Внедрение изобретения позволяет снизить расход магнезитового порошка примерно на 0,1 кг/т стали, сырого доломита — на 2,4 кг/т стали, Пои этом себестоимость стали снижается, т.к. исключается применение заливочного крана для транспортировки бункеров с сырым доломитом при подсыпке ложных порогов. Снижаются потери тепла через проемы эавалочного окна, имеющие место при подсыпке ложных порогов, исключается применение ручного труда для создания магнезитовой прослойки ложного порога, улучшаются условия труда рабочего персонала. 3 з.п.ф-лы, 3 ил, 1657914

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции элементов подовой печи, имеющей завалочные окна, и может быть использовано в мартеновских печах и двухзвенных сталеплавильных агрегатах.

Цель изобретения — снижение расходов огнеупорных порошков ложного порога путем многократного их использования.

На фиг, 1 представлен основной порог завалочного окна плавильной печи в случае нижнего положения крышки и расположения ложного порога внутри камеры, продрольный разрез; на фиг, 2 — основной и ложный пороги эавалочного окна плавильной печи в случае верхнего положения крышки и расположения на ней ложного порога в его рабочем положении, продольный разрез; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг.

2 в случае крайнего верхнего положения крышки и зацепления штока с приводом.

В огнеупорной кладке основного порога выполнена камера 1, ограниченная металлическими стенками 2 с боков и снизу.

В камере размещена подвижная крышка, играющая роль верхней части основного порога. Нижнее основание 3 крышки выполнено металлическим, а верхнее основание

4 — из огнеупорного кирпича, Крышка жестко соединена с вертикальным металлическим штоком 5, который кинематически связан с приводом. снабженным ограничителями хода, устанавливающими крышку в крайних положениях, и движения в камере.

На фиг. 3 показан вариант исполнения порога завалочного окна, когда в качестве привода используется электрический привод.

В этом случае металлический шток 5 имеет зубчатую нарезку на двух противоположных гранях, с которой входят в зацепление цилиндрические зубчатые колеса б привода (остальные элементы привода не показаны).

Ложный порог выполнен из двух слоев: нижнего слоя 7 иэ порошка большей огнеупорности, например магнезитового. и верхнего слоя 8 из порошка меньшей огнеупорности, например сырого доломита.

Между стенками камеры и кладкой выполнен температурный зазор, заполненный волокнистым теплоиэоля цион ны м материалом 9. Камера заключена в кладку 10 передней стенки печи ниже проема завалочного окна плавильной печи.

В качестве материала для изготовления стенок камеры выбран жаропрочный чугун для того, чтобы не происходило коробление стенок в процессе эксплуатации и эаклини5

55 вание подвижной крышки в камере, Толщина стенок камеры определяется расчетным путем, а также технологией отливки и может быть принята равной 15 — 20 мм.

В качестве теплоизолирующих волокнистых материалов для заполнения зазора между стенками камеры и кладкой передней стенки используют каолиновую вату или волокнистый асбест как наиболее эффективные материалы, удобные в обращении и безопасные (в отличие, например, от шлакоили стекловаты) при работе с ними. Рекомендуемая толщина слоя теплоизоляции

15 — 20 мм.

Толщина металлического (из чугуна или стали) основания подвижной крышки и диаметр или толщина поперечного сечения штока определяются расчетным путем в зависимости от максимально возможной массы ложного порога и массы крышки. В качестве огнеупорного материала верхнего слоя крышки может быть рекомендован шамот класса В. Толщина этого огнеупорного слоя крышки может быть принята равной двойной толщине кирпича иэ пеношамота, составляющая 32 мм.

Учитывая, что степень нагрева металлического основания подвижной крышки и жестко соединенного с ним штока не превысит

300 С. в качестве материала для них может быть рекомендована сталь 20 ГОСТ 1050—

74. Соедиение штока с нижним основанием крышки может быть нераэъемное, выполненное сваркой, или разъемное, выполненное на болтах или шпильках, В последнем случае к штоку в верхней его части приваривают фланцы для установки болтов или шпилек по периметру фланца, толщина фланца выбирается конструктивно и может быть принята равной 10 — 15 мм.

Величина температурного зазора 11 между внутренними стенками камеры и боковыми стенками крышки определяется расчетным путем в зависимости от величины коэффициентов линейного расширения контактирующих материалов, при этом температура стенок камеры может быть принята максимально возможной и равной 600 С. а стенок крышки 300 С.

Так как между стенками камеры и подвижной крышкой существует незначительный зазор, через него возможно просыпание мелкой фракции магнеэитового или доломитового порошка вовнутрь камеры, С целью утилизации просыпи материалов порога в емкость нижние стенки камеры делают наклонными к центру, э зазор между штоком и стенками камеры должен обеспечить свободный проход просыпи материалов порога.

1657914

Угол наклона нижних стенок камеры и ревышает угол естественного откоса огнеупорных порошков ложного порога, а зазор между штоком и вертикальными стенками нижнего основания камеры превышает температурный зазор между боковыми поверхностями крышки и стенками камеры.

Угол уклона нижнего основания камеры может быть принят равным 60О, так как угол собственного откоса огнеупорных nopomков порога не превышает 50, Вертикальная ось симметрии штока совпадает с вертикальной осью симметрии камеры, а его длина превышает длину пути, проходимого крышкой при ее вертикальных перемещениях в камере.

В качестве привода крышки используется электрический, гидравлический или пневматический привод, В случае применения электрического привода штоку по всей его длине придают форму квадратной или прямоугольной рейки с зубчатой нарезкой на двух ее противоположных гранях. параллельных продольной оси проема завалочного окна, при этом рейка зубчатой нарезкой находится в зацеплении с двумя цилиндрическими зубчатыми колесами, закрепленными на концах валов редукторов привода.

В случае применения пневматического или гидравлического привода штоку придают форму цилиндра, а его нижний конец жестко связывают с поршнем, перемещающимся внутри полости пневмо- или гидроцилиндра привода.

B качестве электрического привода может быть принят типовой электрический привод, состоящий из электродвигателя, одного или двух редукторов и тормоза. В случае применения одного редуктора его выходной тихоходный вал соединен c промежуточной открытой зубчатой парой, соединенной в свою очередь попарно с зубчатыми шестернями, входящими в зацепление с зубчатой рейкой штока.

Параметры гидро- или пневмопривода выбираются конструктивно исходя из величины давления на шток, создаваемой суммарной массой ложного порога и подвижной крышки. Элементы приводов— типовые.

Порог завалочного окна плавильной печи работает следующим образом.

После проведения очередного холодного или горячего ремонта печи включают привод крышки и поднимают ее в верхнее положение, показанное нв фиг. 2. После завалки шихты в печь с помощью бункеров на крышку в проеме окна насыпают ложный порог, причем в нижней части 7 порога раз10

55 мещают магнезитовый порошок, а в верхней — сырой до ломит или дробленный извес гняк.

После выпуска первой плавки после ремонта и перед началом завалки твердой части шихты в печь следующей плавки включают привод крышки на перемещение ас вниз до тех пор, пока весь ложный порог вместе с крышкой не опустится в камеру 1, открывая свободный доступ для прохождения мульд с шихтой в печь (положение, укаэанное на фиг. 1).

По окончании завалки шихты снова включают привод и перемещают подвижную крышку вверх до тех flop, пока не сработает ограничитель подъема крышки {не показан), фиксирующий совмещение верхней плоскости крышки с нижним проемом окна (фиг. 2). При этом ложный порог занимает свое исходное рабочее положение. В дальнейшем операции по перемещению ложного порога повторяются.

В случае необходимости подвижную крышку опускают вниз на такое расстояние, пока нижний слой 7 порога, выполненный из магнезитового порошка, не опустится в камеру, а верхний слой 8 останется в проеме.

В том случае, есвли верхний слой 8 выполнен иэ дробленого известняка, то под многократным воздействием высоких температур он превращается в известь — недопал, которую можно использовать в качестве шлакообраэующего материала, сталкивая ее в печь в период завалки шихты с последующей заменой на слой иэ сырого известняка.

Такая конструкция завалочного окна удобна также для самопроизвольного скачивания шлака без удаления ложного порога, например. если эавалочное окно расположено в средней части передней стенки печи.

Пример. Выполняют завалочное окно

300-тонной мартеновской печи.

Длина огнеупорной кладки нижнего основания проема окна печи равна 1.0 м, а его ширина 1,3 м.

Из условия обеспечения механической прочности кладки печи и технологии отливки принимаем толщину стенок камеры равной 20 мм. Тогда длина а внутреннего верхнего проема камеры (фиг. 2) составит

1000 — (20 х 2 + 100) - 860 мм, где 100 мм— размер Ь на фиг. 1, принятый конструктивно. Ширина с внутренней полости (фиг. 3) составит 1300 — 20 х 2 - 1260 мм.

Исходя из практики работы печей принимаем максимально возможную высоту ложного порога, равную 0,8 м. С некоторым

1657914

55 допущением считаем, что ложный порог имеет вид пирамиды высотой 0,8 м. Тогда для размещения всего ложного порога (с учетом 207ь запаса, а также удаления в камеру огнеупорных порошков, попавших на металлическую плиту окна, путем их сталкивания при движении мульды с шихтой в печь), высоту камеры (фиг. 3) принимает равным 1,2 м.

На 300-тонной мартеновской печи установлено пять завалочных окон. Принимаем по практическим данным работы печей максимально возможным расход магнезитового порошка на создание нижнего слоя ложного порога 0,8 кг/т стали, сырого доломита 18 кг/т стали. Тогда общая масса магнезитового порошка составит 300 х 0,8 = 240 кг, сырого доломита 300 х 18 = 5400 кг. На одно завалочное окно приходится: магнеэитового порошка 240:5 = 48 кг, сырого доломита 5400: 5 - 1080 кг. Тогда общая масса ложного порога одного завалочного окна составит 1080 + 48 = 1128 кг. Принимаем с учетом возможных колебаний общую массу ложного порога равной 1400 кг.

Толщину огнеупорного материала верхней части крышки (слой 4 на фиг. 1 и 2) принимаем равной 70 мм. Объемная плотность пеношамота составляет 950 кг/м . 8еличину температурного зазора между крышкой и стенками камеры принимаем равным 3 мм. Объем футерованной части крышки составит 0,86 х 1,26 х 0,07 - 0,08 м".

Тогда масса огнеупорной части крышки составит 950 х 0.08 - 76 кг. Округленно, с учетом массы материала, используемого для швов, принимаем массу огнеупорной части крышки равной 90 кг. Тогда общая нагрузка на металлическое основание 3 крышки (фиг. 1 и 2) составит 1400+ 90 = 1490 кг. Для данной нагрузки с учетом трехкратного запаса прочности материала металлической части крышки принимаем толщину этой части крышки равной 40 мм.

Исходя иэ конструктивных соображений и нагрузки на шток 5 (фиг. 1 и 2) принимаем его квадратное сечение размером

100 х 100 мм (для электрического привода).

Таким образом, определены основные конструктивные размеры, относящиеся к данному изобретению.

Преимуществом предлагаемой конструкции порога завалочного окна перед прототипом является то, что она позволяет снизить расход огнеупорных порошков. используемых для создания ложного порога, . путем повторного многократного их исполь10

45 эования. Так, например, в случае пятикратного использования материалов ложного порога расход магнезитового порошка (с учетом возможных потерь на просыпь) составит в среднем 0,1 кг/т стали, а сырого доломита 2,4 кг/т стали. При таком снижении расхода огнеупорных материалов обеспечивается снижение себестоимости стали на 0,10 руб/т стали. Кроме того, сокращается расход электроэнергии, затрачиваемой заливочным краном при транспортировке бункеров с огнеупорными порошками для создания ложного порога. Снижаются потери тепла через проемы завалочного окна в моменты подсыпки ложных порогов. Исключается применение ручного труда в случае подсыпки нижнего огнеупорного слоя из магнеэитового порошка вручную. Улучшаются условия труда обслуживающего персонала, повышается культура труда, Формула изобретения

1, Порог эавалочного окна плавильной печи, содержащий основной порог, состоящий иэ огнеупорной части с внутренней стороны рабочего пространства печи и металлической плиты с наружной стороны рабочего пространства печи, и ложный порог, выполненный в два слоя из огнеупорных порошков различной огнеупорности и полифракционного состава и размещенный на основном пороге, отличающийся тем, что, с целЬю снижения расхода огнеупорных порошков ложного порога путем многократного их использования, он снабжен приводом и кинематически связанным с ним металлическим штоком. а огнеупорная часть основного порога выполнена в виде двухслойной крышки, верхняя часть которой изготовлена из огнеупорного материала, а нижняя — металлическая, причем в огнеупорной кладке под крышкой выполнена камера с вертикальными металлическими стенками и наклонным металлическим днищем с отверстием в его центре, при этом металлический шток через отверстие в днище размещен в камере соосно с ее вертикальной осью и жестко связан с нижним основанием крышки, установленной с воэможностью вертикального перемещения, а зазор между вертикальными стенками камеры и боковыми поверхностями крышки заполнен теплоизоляционным материалом, причем объем камеры равен объему огнеупорных материалов ложного порога.

2. Порог по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что стенки камеры выполнены литыми из жаропрочного чугуна.

3. Порог по и. 1, о т л и ч в ю щи и с я тем, что толщина слоев крышки одинакова, 1657914

10 при этом верхняя ее часть выполнена иэ теплоиэоляционного легковесного шамотного кирпича, а нижняя часть — иэ стали.

4. flopor по пп. 1-3. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что нижняя часть крышки выполнена иэ чугуна.