Выпускной блок металлургического сосуда, в частности электродуговой печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к выпускному блоку электродуговой печи с огнеупорным концевым кирпичом, имеющим выпускное отверстие. На нижней торцевой поверхности концевого кирпича имеется паз, выполненный в форме круга или его части, окружающий выпускное отверстие и имеющий такую форму, что при опорожнении сосуда паз образует отрезную кромку на выпускном отверстии, при этом паз на поперечном сечении сконфигурирован так, что имеет наклонную поверхность, которая наклонена в направлении радиально наружу под углом к торцевой поверхности концевого кирпича. Изобретение позволяет очищать выпускной блок после каждого процесса сливания без ручного вмешательства посредством срезания передней кромкой пластины запорного устройства, что способствует более длительному периоду использования концевого кирпича. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение касается выпускного блока металлургического сосуда, в частности, электродуговой печи с огнеупорным концевым кирпичом, имеющим выпускное отверстие сливного желоба.

Электродуговые печи такого типа используются для производства жидкой нерафинированной стали. Печь снабжена выпускным блоком сливного желоба, который позволяет жидкой нерафинированной стали вытекать из печи в ковш или подобный металлургический сосуд, посредством которого жидкая нерафинированная сталь может быть перемещена для последующей обработки.

В стандартном исполнении выпускной блок состоит из ряда отдельных рукавоподобных сегментов, выстроенных в одном направлении рядом друг с другом, в опорном фланце расположен сегмент на выпускном отверстии, называемый концевым кирпичом. Известно также, что указанные отдельные сегменты сформированы с помощью так называемых пазов/шпонок, имеющих кольцевую форму вблизи наружного диаметра и выполненных в виде гребня вблизи к внутреннему диаметру.

Как правило, в отношении электродуговой печи требуется запирание сливного желоба посредством запорного устройства, поскольку перед началом каждого процесса плавки в печи сливной желоб заполнен формовочной смесью. Тем не менее, когда запорное устройство открыто, существует риск того, что в процессе выливания на выходе из сливного желоба будет формироваться короноподобный слой затвердевшего металлосодержащего шлака (см. фиг. 3), который впоследствии может блокировать запорный механизм выпускного блока.

При использовании обычных выпускных блоков вытекающая в процессе сливания нерафинированная сталь имеет тенденцию протекать вдоль отрезной кромки выпускного контура концевого кирпича, которая вследствие износа становится выпукло закругленной, и поток вместо того, чтобы отделяться на ней, продолжает двигаться в направлении, предопределенном сливным желобом. Это перенаправление потока способствует образованию указанных короноподобных затвердевших слоев.

Для осуществления запирания упомянутые затвердевшие слои должны быть удалены. Многие запорные устройства оборудованы пластиной, передняя кромка которой срезает затвердевшие слои. Если это невозможно, то они должны быть отбиты вручную с помощью ломов. В обоих случаях концевой кирпич выпускного блока подвергается механическому износу в значительной мере, и по мере увеличения степени износа затвердевшие слои укрепляются, и, следовательно, их удаление будет все более и более трудоемким.

В любом случае, для ручного удаления затвердевших слоев с концевого кирпича сливного желоба требуется усилие, что является недостатком с технической точки зрения, поскольку приводит к уменьшению частоты последовательных процессов слива и, таким образом, негативно сказывается на производительности завода по производству стали. Кроме того, затвердевшие слои ускоряют механический износ концевого кирпича и, как следствие, уменьшают срок службы выпускного блока.

Задача данного изобретения заключается в разработке выпускного блока описанного выше типа, который предназначен, в основном, для работы без ручного удаления затвердевших слоев и с помощью простых средств позволяет достичь более длительного периода его использования.

Согласно изобретению, эта задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.

Признаки в соответствии с изобретением обеспечивают выполнение выпускного блока с огнеупорным концевым кирпичом, содержащим отрезную кромку, которая остается постоянно неповрежденной и может противодействовать тенденции движения потока стали в направлении, предопределенном сливным желобом.

После каждого процесса выливания отрезная кромка может быть очищена без ручного вмешательства путем срезания передней кромкой пластины запорного устройства. Это также способствует более длительному периоду использования концевого кирпича. Однако, период использования в решающей степени зависит от эффективности процесса сливания и, таким образом, является важным фактором, который также влияет на производительность.

С целью образования указанной постоянно неповрежденной отрезной кромки на нижней торцевой поверхности концевого кирпича предусмотрен паз, наклонная поверхность которого находится под углом от 5° до 20°, предпочтительно 17°, по отношению к торцевой поверхности.

Предпочтительно, чтобы паз был закруглен на стороне, обращенной в сторону от отрезной кромки сливного желоба, как показано в поперечном сечении. Это способствует тому, что паз не оказывает практически никакого влияния на структурную стабильность огнеупорного концевого кирпича.

Полезное действие паза в соответствии с изобретением также может быть увеличено для специальных условий использования посредством выполнения, по меньшей мере, одного дополнительного паза, который предпочтительно имеет примерно такой же профиль, при этом оба паза могут иметь одинаковые или разные размеры в зависимости от применения.

Далее изобретение будет описано более подробно на примерах его воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

- на фиг. 1 - вид сверху на электродуговую печь для производства стали;

- на фиг. 2 - продольный разрез электродуговой печи по линии на фиг. 1;

- на фиг. 3 - схематически показан короноподобный слой затвердевшего металлосодержащего шлака на концевом кирпиче, соответствующем предыдущему уровню техники;

- на фиг. 4 - концевой кирпич в соответствии с изобретением, показанный в разрезе;

- на фиг. 5 - увеличенная часть V концевого кирпича согласно фиг. 4;

- на фиг. 6 - разрез другого варианта концевого кирпича согласно изобретению.

На фиг. 1 и фиг. 2 показан металлургический сосуд, представляющий собой электродуговую печь 1 с тремя заключенными в ней электродами 2 и выпускным блоком 3 для ее опорожнения. Электродуговая печь 1 в данном примере устроена таким образом, что она может быть наклонена, чтобы производимый расплавленный металл был слит без остатка. Указанный выпускной блок 3 со сливным желобом 10 расположен в огнеупорной футеровке 1' в нижней части печи. Режим работы такой электродуговой печи 1 является известным, поэтому далее не рассматривается.

В принципе, вместо электродуговой печи 1 также может быть предусмотрен другой металлургический сосуд, например, конвертер или наклонная печь для цветных расплавленных металлов.

Указанный выпускной блок 3 сформирован из ряда рукавоподобных огнеупорных отдельных сегментов 5, выстроенных в одном направлении рядом друг с другом, и концевого кирпича 6, выступающего из печи в нижней ее части, который съемно закреплен в опорном фланце 7. Отдельные сегменты 5 и концевой кирпич 6 изготовлены из огнеупорного материала, например, спеченного, или углерод-связующего магнезита, или глиняного кирпича.

На фиг. 3 в качестве иллюстрации схематически показан такой тип трехмерного короноподобного слоя затвердевшего металлосодержащего шлака 14, который формируется на нижней лицевой стороне известных концевых кирпичей в каждом процессе сливания.

Перед началом процесса плавки сливной желоб 10 каждый раз должен быть закрыт, поэтому он может быть заполнен формовочной смесью. Запирание достигается при помощи запорного устройства, пластины которого закрывают выпускное отверстие сливного желоба 10. Абсолютное запирание не гарантируется, если образовавшийся слой затвердевшего металлосодержащего шлака в выпускной области концевого кирпича 6 наплавляется и блокирует запорное устройство.

Для предотвращения этого огнеупорный концевой кирпич, согласно изобретению, как показано на фиг. 4 и фиг. 5, имеет паз 15, который проходит вокруг выпускного отверстия и сформирован с острой отрезной кромкой 16 на торцевой поверхности 11 концевого кирпича 6. Благодаря этому предотвращается возможное скругление выпускной поверхности, способствующее образованию затвердевших слоев. Предпочтительно, чтобы указанная отрезная кромка 16 была сформирована сразу за выпускным отверстием 10.

Как показано на фиг. 5, паз 15, как видно на поперечном сечении, выполнен таким образом, что он имеет наклонную поверхность 18, которая наклонена в радиальном направлении к внешней стороне под углом 17, составляющим от 5° до 20°, предпочтительно 17°, по отношению к торцевой поверхности 11 концевого кирпича. Радиальная ширина 19 паза 15 составляет от 2 до 10 см, предпочтительно 5 см. Паз 15 закруглен на стороне 20, обращенной в сторону от отрезной кромки 16. Он может быть выполнен штамповкой, или фрезерованием концевого кирпича, или впоследствии в готовом концевом кирпиче.

Описанная геометрия паза 15 оказалась оптимальной при работе выпускного блока в нормальных условиях эксплуатации. Однако, само собой разумеется, что в рамках настоящего изобретения также возможно изменение профиля паза в определенной степени в зависимости от условий использования, если гарантируется образование острой отрезной кромки без какого-либо заметного негативного влияния на структурную стабильность концевого кирпича.

Как видно из фиг. 6, с целью увеличения полезного действия паза 15 может быть предусмотрен такой вариант концевого кирпича, в котором на его торцевой поверхности 11 выполнен, по меньшей мере, один дополнительный паз 15а, который окружает паз 15 и предпочтительно имеет приблизительно такой же профиль.

Изобретение достаточно продемонстрировано на описанных выше примерах воплощения. Понятно, что оно также может быть объяснено другими вариантами. Так, на нижней торцевой поверхности концевого кирпича может быть выполнен только один частично скругленный паз. В этом случае концевой кирпич с пазом должен быть пригнан к опорному фланцу на электродуговой печи так, что при наклоне печи примерно половина концевого кирпича будет иметь паз или отрезную кромку, по которой из него вытекает расплавленная масса.

1. Выпускной блок металлургического сосуда, в частности электродуговой печи, с огнеупорным концевым кирпичом (6), имеющим выпускное отверстие (10), отличающийся тем, что на нижней торцевой поверхности (11) концевого кирпича (6) имеется паз (15), выполненный в форме круга или его части, окружающий выпускное отверстие (10) и имеющий такую форму, что при опорожнении сосуда паз образует отрезную кромку (16) на выпускном отверстии (10), при этом паз (15) на поперечном сечении сконфигурирован так, что имеет наклонную поверхность (18), которая наклонена в направлении радиально наружу под углом (17) к торцевой поверхности (11) концевого кирпича (6).

2. Выпускной блок по п.1, отличающийся тем, что паз (15) выполнен кольцеобразным и имеет наклонную поверхность (18), которая наклонена в поперечном сечении в направлении радиально наружу и которая проходит под углом (17), составляющим от 5 до 20°, к торцевой поверхности (11) концевого кирпича (6), и, таким образом, паз образует отрезную кромку (16) на выпускном отверстии (10) концевого кирпича.

3. Выпускной блок по п.1, отличающийся тем, что наклонная поверхность (18) паза (15) наклонена по отношению к торцевой поверхности (11) концевого кирпича (6) под углом (17), предпочтительно составляющим приблизительно 17°.

4. Выпускной блок по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что паз (15) имеет форму части круга, предпочтительно форму приблизительно половины круга, и концентрически окружает выпускное отверстие (10).

5. Выпускной блок по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в зависимости от размеров выпускного блока паз (15) имеет радиальную ширину (19) от 2 до 10 см.

6. Выпускной блок по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что паз (15) имеет треугольное поперечное сечение и является закругленным на стороне (20), обращенной в сторону от отрезной кромки (16).

7. Выпускной блок по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что паз (15) радиально окружен по крайней мере одним дополнительным пазом (15а).

8. Выпускной блок по п.7, отличающийся тем, что оба паза (15, 15а) имеют приблизительно одинаковый профиль и одинаковые или разные размеры.

9. Огнеупорный концевой кирпич для выпускного блока по любому из пп. 1-8, имеющий выпускное отверстие (10), при этом на его торцевой поверхности (11) имеется паз (15) такой формы, что он формирует на выпускном отверстии (10) отрезную кромку (16).

10. Огнеупорный концевой кирпич по п. 9, отличающийся тем, что паз (15) концентрически окружает выпускное отверстие (10).

11. Огнеупорный концевой кирпич по п. 9 или 10, отличающийся тем, что паз (15) выполнен при формовании концевого кирпича или путем его фрезерования.

12. Огнеупорный концевой кирпич по любому из пп. 9-11, отличающийся тем, что на другой торцевой поверхности концевого кирпича для его центрирования предусмотрена фаска.