Установка для получения литых шлаковых изделий

 

Использование: металлургическая промышленность, переработка расплавленных доменных шлаков с получением крупноразмерных изделий с плотной и пористой структурой. Установка содержит миксер, виброжелоб, водоохлаждаемые валки и литейный станок с формами, водовоздушную форсунку, раструб, экран, расположенными последовательно в одну линию под валками, а литейный станок с формами размещен под экраном. 1 ил.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для многотоннажной переработки расплавленных доменных шлаков с получением крупноразмерных изделий с плотной и пористой структурой.

Известна установка для литья изделий из расплавленных доменных шлаков методом переключения [1] Установка имеет в своем составе шлаковый миксер, водоохлаждаемые валики, литейный станок и термическую печь. Технология предусматривает понижение температуры расплавленного шлака с 1350 до 1150^oC в доли секунды, заполненные им формы, быструю разборку формы, отжиг изделий в термической печи.

Особенностью технологии является заполнение форм расплавом с температурой на 200^oC ниже точки ликвидуса и его объемная кристаллизация в форме в течение 1-3 мин.

Недостатком установки является ее низкая производительность, обусловленная кратковременным контактом шлака с холодной поверхностью водоохлаждаемых валков. При скорости вращения валиков 8 м/сек зазор между ними должен быть не более 0,5 мм.

Известна установка для получения литых пористых изделий с низкой теплопроводностью [2] Она имеет в своем составе шлаковый миксер, барабанный поризатор, водоохлаждаемые валики, литейный станок и термическую печь.

Технология предусматривает вспучивание расплава небольшим количеством воды. При этом температуру расплава понижается с 1400 до 1200^oC. В валках температура вспученной массы понижается еще на 200^oC. Это необходимо для предотвращения депоризации шлака в формах.

Кристаллизация изделий происходит без форм в термической печи при температуре 800^oC в течение 1-2 ч. за чем следует их медленное охлаждение.

Особенностью технологии является использование в качестве вспучивающего агента воды. На границе шлак-вода образуются структурные новообразования, увеличивающие продолжительность газовых пузырьков и вспучивание шлака.

Недостатком установки является ее низкая производительность, обусловленная медленным вращением валков (60 об/мин), используемых для охлаждения вспученной массы.

Положительный результат, обеспечиваемый изобретением повышение производительности установки.

Результат достигается тем, что в установке для получения литых шлаковых изделий, включающей миксер, виброжелоб, водоохлаждаемые валки и литейный станок, непосредственно под валками последовательно в одну линию установлены водовоздушная форсунка, раструб и экран, а под экраном установлен станок с формами.

В данном случае валики вращаются с большой скоростью и обеспечивают получение широкой плоской струи расплавленного шлака толщиной до 3 мм. Форсунка (водовоздушное сопло) дробит струю на капли. За счет сил поверхностного натяжения они приобретают сферическую форму. Раструб предназначен для отвода тепла, которые выделяют капли шлака за счет лучеиспускания. Глубина охлаждения капель достигается временем пребывания капель в раструбе, определяемом расчетным путем.

На рис. 1 изображена схема предлагаемой установки.

Установка включает шлаковый миксер, поризатор 1, водоохлаждаемые валики 2, создающие широкий поток расплавленного шлака и установленные с зазором по отношению друг к другу. Под валками 2 установлены водовоздушная форсунка 3, имеющая веерообразное сопло, раструб 4, подвесной экран 5 и литейный станок 6 с формами. Валки 2 приводятся во вращение дистанционно установленным электродвигателем через редукторы и промежуточную шестерню. Форсунка 3 соединена с компрессорным отделением.

Технологический процесс получения литых изделий происходит следующим образом. Перед началом работы установки приводятся во вращение валки 2. В форсунку 3 подается воздух. Шлаковый расплав из миксера равномерным потоком поступает в поризатор 1 и далее на бочки валков 2, обеспечивающие получение плоской и широкой его струи.

При получении плотных изделий шлак в раструбе охлаждается от 1350 до 1150^oC в доли секунды. В форму он поступает с температурой на 200^oC ниже точки ликвидуса, что обеспечивает объемную кристаллизацию изделий и возможность их извлечения из формы через 1-3 мин.

При получении пористых изделий капли вспученного шлака охлаждаются от 1200 до 1000^oC, чем предотвращается его депоризация в форме 6.

Установка предлагаемой конструкции имеет высокую производительность, которая достигается большой скоростью вращения валков и длительностью полета капель расплава вдоль раструба.

Взятая за основу технология литья с переохлаждением расплава позволяет быстро извлекать изделия из форм вне печи и предотвращать их износ. Парк форм может быть минимальным. Режим термической обработки плотных изделий не предусматривает изотермической выдержки их в печи, что позволяет сократить расход топлива на термообработку. Объемная кристаллизация шлака в формах снижает величину внутренних термоупругих напряжений.

Формула изобретения

Установка для получения литых шлаковых изделий, содержащая миксер, виброжелоб, водоохлаждаемые валки и литейный станок с формами, отличающаяся тем, что она снабжена водовоздушной форсункой, раструбом и краном, расположенными последовательно в одну линию под валками, а литейный станок с формами размещены под экраном.

РИСУНКИ

Рисунок 1