Крышка к устройству для сушки ковшей

 

Изобретение относится к черной металлургии. Крышка к устройству для сушки ковшей содержит металлический каркас, закладные металлические элементы и футеровку. Закладные металлические элементы выполнены в виде кольцевой ленты зигзагообразной формы и расположены концентрично относительно центральной оси крышки. Вершины зигов кольцевой ленты закреплены на металлическом каркасе. Неравномерность линейного расширения противолежащих сторон металлических элементов при нагреве компенсируется их упругой деформацией. Следовательно, уменьшается коробление крышки и повышается надежность крепления металлических элементов к каркасу. 3 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к ковшевому хозяйству.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и предлагаемому результату является крышка для сталеразливочного ковша по патенту N 2104121, кл. B 22 D 41/00, содержащая металлический каркас, футеровку, металлические закладные элементы в виде лент зигзагообразной формы, закрепленных вершинами зигов на металлическом каркасе.

Недостатком известного технического решения является изменение формы (коробление) крышки в процессе работы под действием высоких температур.

Это обусловлено тем, что закладные элементы, расположенные в зазорах между огнеупорными кирпичами, соединены друг с другом и представляют собой жесткую систему. При этом температура закладных элементов по толщине футеровки не одинакова. Ребра закладных элементов, обращенные внутрь ковша, нагреваются сильнее, чем ребра, закрепленные на металлическом каркасе. Более нагретые ребра закладных элементов расширяются (увеличиваются) на большую величину, чем менее нагретые, при этом усилия от неравномерного линейного расширения передаются от одного элемента другому (суммируются) вследствие их жесткой связи, что в конечном итоге приводит к короблению крышки. Кроме того, коробление крышки приводит к увеличению отрывающих усилий в месте крепления закладных элементов к металлическому кожуху, что способствует снижению надежности упомянутого крепления.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, - уменьшение коробления крышки в процессе сушки ковшей и повышение надежности крепления закладных элементов к металлическому каркасу.

При этом достигается возможность получения такого технического результата, как снижение себестоимости сушки ковшей за счет повышения стойкости футеровки крышки.

Указанные недостатки исключаются тем, что в крышке к устройству для сушки ковшей, включающей металлический каркас, футеровку, металлические закладные элементы, выполненные в виде лент зигзагообразной формы, закрепленных вершинами зигов на металлическом каркасе, ленты выполнены кольцевыми и расположены концентрично относительно центральной оси крышки.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает что заявляемая крышка отличается своим конструктивным выполнением, а именно тем, что ленты выполнены кольцевыми и расположены концентрично относительно центральной оси крышки.

Отсюда следует, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями показал, что конструкции крышек с футеровкой, имеющие металлические закладные элементы, выполненные в виде кольцевой ленты зигзагообразной формы и расположенные концентрично относительно центральной оси крышки, известны. Кроме того, введение упомянутых элементов в конструкции крышки к устройству для сушки ковшей обеспечивает не только уменьшение коробления крышки в процессе сушки ковшей и повышение надежности крепления закладных элементов к металлическому каркасу, но также способствует снижению себестоимости сушки ковшей за счет повышения стойкости футеровки крышки.

Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого технического результата, что, по мнению авторов, соответствует критерию изобретения "Изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.

На фиг. 1 изображен общий вид крышки к устройству для сушки ковшей.

На фиг. 2 изображен вид А фиг. 1.

На фиг. 3 изображен фрагмент (сечение Б-Б) фиг. 1.

Крышка к устройству для сушки ковшей включает в себя металлический каркас 1, заливную футеровку 2 и металлические закладные элементы 3. Закладные элементы 3 выполнены в виде кольцевой ленты зигзагообразной формы 4 и расположены концентрично относительно центральной оси 5 крышки, при этом вершины зигов 6 кольцевой ленты закреплены на металлическом каркасе 1.

Крышка к устройству для сушки ковшей работает следующим образом.

Ковш 7, предназначенный для сушки, устанавливают на раму (на черт. не показана) и накрывают крышкой 8 со смонтированной в ее центральной части горелкой 9. После этого в горелку подают топливо, теплотой горения которого производится сушка ковша 7.

В начальной стадии нагрева ковша 7 крышка подвергается интенсивному нагреву, при котором температура слоя футеровки и сторон 10 закладных элементов 3, обращенных внутрь ковша, значительно выше температуры металлического каркаса и сторон закладных элементов 3, обращенных к нему. При установившемся процессе сушки ковша разница температур упомянутых сторон 6 и 10 закладных элементов уменьшается, но направление градиента температур не изменяется. Следовательно, сторона 10 закладных элементов 3, обращенная внутрь ковша, подвергается большему линейному расширению чем сторона 6, прилегающая к каркасу 1. А так как закладные элементы 3 представляют собой ленту зигзагообразной формы 4, то разница линейных расширений противолежащих сторон 6 и 10 упомянутых элементов 3 компенсируется упругостью (упругой деформацией) зигов ленты 4. При этом силовое коробление закладных элементов, вызывающее деформацию металлического каркаса 1 и всей крышки 8, отсутствует. Отсутствие коробления крышки 8, в свою очередь, снижает вероятность растрескивания футеровки 2, что способствует повышению ее стойкости.

Кроме того, как показал опыт эксплуатации, при установившемся процессе сушки ковшей 7 периферийная и центральная зоны футеровки 2 нагреваются не одинаково, температура ее нагрева изменяется от центральной зоны к периферийной. А так как в предлагаемом техническом решении закладные элементы 3 расположены концентрично относительно центральной оси 5 крышки, то каждый из них находится в изотермическом слое (слое равных температур), и в одном закладном элементе 3 градиент температур между стороной 10, обращенной внутрь ковша 7, и стороной 6, обращенной к металлическому каркасу 1, одинаков по всей его длине.

Следовательно, температура вершин 10 соседних зигов одинакова. При этом их линейное расширение и возникающие при этом силы упругой деформации равны по величине. А так как упомянутые силы упругой деформации соседних зигов направлены навстречу друг другу, то они взаимно компенсируются, что позволяет разгрузить место крепления (сварой шов) 11 закладных элементов 3 к металлическому каркасу 1 от усилий, возникающих при тепловом расширении закладных элементов.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения для крышки к устройству сушки ковшей позволяет уменьшить коробление крышки в процессе сушки ковшей и повысить надежность крепления закладных элементов 3 к металлическому каркасу 1.

Следовательно, задача, на решение которой направлено техническое решение, выполняется. При этом достигается получение такого технического результата, как снижение себестоимости сушки ковшей за счет повышения стойкости футеровки крышки (путем уменьшения расходов на замену футеровки).

Формула изобретения

Крышка к устройству для сушки ковшей, содержащая металлический каркас, футеровку, металлические закладные элементы, выполненные в виде лент зигзагообразной формы, закрепленных вершинами зигов на металлическом каркасе, отличающаяся тем, что ленты выполнены кольцевыми и расположены концентрично относительно центральной оси крышки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3