Сталеразливочный ковш

Полезная модель относится к металлургии, конкретнее к сталеразливочным ковшам, применяемым при непрерывной разливке металлов.

Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение стойкости огнеупорной футеровки, снижение простоев ковша на ремонте.

Сущность полезной модели заключается в том, что сталеразливочный ковш, включающий металлический корпус, огнеупорную футеровку стен и днища, состоящую из теплоизоляционного, арматурного и рабочего слоя, отличается тем, что теплоизоляционный слой выполнен из жаростойкого теплоизоляционного бетона, с фиксацией его на внутренней поверхности металлического корпуса стальными штырями.

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.

Повышение стойкости сталеразливочного ковша будет происходить вследствие того, что жаростойкий теплоизоляционный бетон после затвердевания набирает механическую прочность (не менее 3 кг/см²) 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.

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.

Сталеразливочный ковш, содержащий металлический корпус, огнеупорную футеровку стен и днища, состоящую из теплоизоляционного, арматурного и рабочего слоев, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из жаростойкого теплоизоляционного бетона с фиксацией его на внутренней поверхности металлического корпуса стальными штырями.