Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла

Предлагаемая полезная модель относится к области черной металлургии, конкретнее к промежуточным ковшам, применяемым для непрерывной разливке. Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении стойкости ковша и улучшения качества стали. Сущность полезной модели заключается в том, что промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, включающий металлический кожух, огнеупорную футеровку стен и днища, состоящую из теплоизоляционного, промежуточного, арматурного и рабочего слоев, приемную и разливочную камеры, разделенные перегородкой с каналами, в днище разливочной камеры установлен сталевыпускной стакан в гнездовом блоке и стопор для запирания сталевыпускного стакана с возможностью перемещения в вертикальном направлении, отличается тем, что между арматурным и рабочим слоями днища выполнен дополнительный теплоизоляционный слой, а между рабочим и арматурным слоями стен выполнен зазор, заполненный огнеупорным порошком, толщиной 0,0070,008 длины футеровки продольной стенки ковша.

Полезная модель относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металла.

Известен промежуточный ковш, содержащий металлический кожух, огнеупорную футеровку, выполненную из штучных шамотных огнеупоров и содержащую арматурный и рабочий слой, приемную разливочную камеру, разделенную огнеупорной перегородкой с каналами для протекания стали из приемной камеры в разливочную, сталевыпускной стакан, установленный в гнездовом блоке в днище разливочной камеры и стопор для запирания сталевыпускного стакана (см. патент 2185261, Россия МПК⁷ В22Д 41/00).

Недостатком данного ковша является низкая стойкость шамотной кирпичной футеровки и повышенное содержание в стали неметаллических включений.

Это происходит вследствие высокой скорости износа шамотной футеровки при се взаимодействии со шлакометаллическим расплавом, восстановлению оксида кремния (SiO₂) металлическим алюминием, растворенным в жидкой стали, до металлического кремния и его последующего окисления кислородом стали с образованием неметаллических включений. Кроме того, при удалении шлакометаллических затвердевших остатков при обработке ковша после разливки разрушается и рабочий и арматурный слой футеровки, в результате чего происходит снижение стойкости промежуточного ковша.

Наиболее близким по технической сущности решаемой задачи является промежуточный ковш, содержащий металлический кожух, огнеупорную футеровку, состоящую из теплоизоляционного слоя, выполненного из муллитокремнеземистого картона марки МКРКГ, промежуточного слоя из шамотных огнеупоров, монолитного арматурного слоя, выполненного из высокоглиноземистого бетона, рабочего слоя, выполненного из торкрет-массы периклазового или периклазохромитового состава плотностью 1,4 г/см³ , содержащий приемную и разливочную камеру, разделенную огнеупорной перегородкой с каналами для перетекания стали из приемной камеры в разливочную и содержащую сталевыпускной стакан, установленный в гнездовом блоке в днище разливочной камеры и стопор с возможностью вертикального перемещения для запирания сталевыпускного канала (см. патент 75973, Россия МКИ³ В22Д 41/08, 11/10).

Недостатком ближайшего аналога является низкая стойкость рабочего слоя футеровки, выполненного из торкрет-массы периклазового состава с содержанием MgO>75%, например марки ПТМС или импортного аналога Ankertun 217, и повышенного содержание в стали неметаллических включений, так как рабочий слой из торкрет-массы имеет высокую пористость, более 30%, низкую плотность - 1,4 г/см³ и низкую механическую прочность - 1,2 Н/мм², размывается потоками жидкой стали в процессе разливки, частицы торкрет-массы затягиваются в кристаллизатор и ухудшают качество стали.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение стойкости рабочего слоя футеровки и улучшение качества стали за счет снижения содержания в стали неметаллических включений.

Решение технической задачи достигается тем, что в промежуточном ковше для непрерывной разливки металла, включающем металлический кожух, огнеупорную футеровку стен и днища, состоящую из теплоизоляционного, промежуточного, арматурного и рабочего слоев, приемную и разливочную камеры, разделенные перегородкой с каналами, в днище разливочной камеры установлен сталевыпускной стакан в гнездовом блоке и стопор для запирания сталевыпускного стакана с возможностью перемещения в вертикальном направлении, в отличие от ближайшего аналога между арматурным и рабочим слоями днища выполнен дополнительный теплоизоляционный слой, а между рабочим и арматурным слоями стен выполнен зазор, заполненный огнеупорным порошком, толщиной 0,0070,008 длины футеровки продольной стенки ковша.

Повышение стойкости промежуточного ковша будет происходить вследствие того, что периклазохромитовые кирпичи по сравнению с торкрет-массой имеют высокую плотность 3,0 г/см³, низкую пористость 16-23%, высокую механическую прочность 35 Н/мм², что обеспечивает высокую метало и шлакоустойчивость футеровки и повышает стойкость промежуточного ковша.

Сущность полезной модели заключается в том, что с целью снижения износа рабочего слоя футеровки в промежуточном ковше, за счет повышения плотности, механической прочности и низкой пористости рабочего слоя, рабочий слой выполнен из обожженных кирпичей периклазохромитового состава, содержащий оксид магния (MgO) в количестве не менее 70%, оксид хрома (Cr₂O₃) от 7 до 15%, имеющих механическую прочность 35 Н/мм² и более, плотность 2,9-3,0 г/см ³, пористость в пределах 16-23%, при этом по торцевым стенкам ковша рабочий слой выполнен с зазором, составляющим 0,007-0,008 длины футеровки ковша, а на арматурном бетонном слое размещен листовой асбест толщиной 3-5 мм, что обеспечивает снижение тепловых потерь через футеровку ковша жидкой сталью и сохранение заданного скоростного режима разливки металла. В результате снижается скорость износа и теплопроводность футеровки, повышается стойкость промежуточного ковша, снижается содержание неметаллических включений и улучшается качество стали.

Если толщина торцевого зазора будет меньше 0,007 длины футеровки продольной стенки ковша, то вследствие температурного роста футеровки на разогреве ковша и разливки стали в кирпиче возникнут напряжения, что приведет к сколам футеровки и снижению стойкости футеровки ковша.

Если толщина торцевого зазора будет больше 0,008 длины футеровки продольной стенки ковша, то возможно расхождение швов футеровки под давлением жидкой стали, просачивание металла в швы футеровки, повышенный износ футеровки и снижение стойкости ковша.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид промежуточного ковша в разрезе.

Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла включает металлический кожух 1, теплоизоляционный слой 2, выполненный из муллитокремнеземистого картона марки МКРКГ-400, например толщиной 10 мм, промежуточный слой 3 из шамотного кирпича, например толщиной 65 мм, арматурный слой 4 из высокоглиноземистого бетона, например марки СКБ-93, или БШК (бетон шпинельно-корундовый) толщиной 120 мм, дополнительный теплоизоляционный слой днища 5 из листового асбеста, например, толщиной 3 мм, рабочий слой 6 из обожженного периклазохромитового кирпича марки ПХКС с типоразмерами 80*100*300 мм, например толщиной 80 мм, зазор 7, заполненный огнеупорным порошком, например марки ПШК (порошок шамотный крупный), приемную 8 и разливочную 9 камеры, перегородки 10 с каналами 11 для перетекания стали из приемной камеры 8 в разливочную 9, сталевыпускной стакан 12, гнездовой блок 13, стопор 14.

Предложенный промежуточный ковш работает следующим образом.

Струя стали из сталеразливочного ковша (на фигуре не показан) поступает в приемную камеру - 8 и через переливные каналы - 11 перегородки - 10 перетекает в разливочную камеру - 9 и заполняет ее при закрытом стопоре - 14. После наполнения ковша металлом на 2/3 его объема стопор 14 поднимается вверх и открывает сталевыпускной стакан - 12, жидкая сталь поступает в кристаллизатор установки непрерывной разливки стали (на фигуре не показан). В процессе эксплуатации жидкая сталь контактирует с рабочим слоем 6 периклазохромитовой кирпичной футеровки, неметаллические частицы осаждаются на поверхности рабочего слоя, возрастает качество стали и стойкости ковша.

В таблице 1 приведены примеры конкретного исполнения промежуточного ковша.

Предлагаемая полезная модель прошла опытно-промышленные испытания в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК».

Выполнена сравнительная оценка отсортировки листа по дефекту плена от неметаллических включений (НВ) при использовании серийного и предложенного устройства.

Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, включающий металлический кожух, огнеупорную футеровку стен и днища, состоящую из теплоизоляционного, промежуточного, арматурного и рабочего слоев, приемную и разливочную камеры, разделенные перегородкой с каналами, в днище разливочной камеры установлен сталевыпускной стакан в гнездовом блоке и стопор для запирания сталевыпускного стакана с возможностью перемещения в вертикальном направлении, отличающийся тем, что между арматурным и рабочим слоями днища выполнен дополнительный теплоизоляционный слой, а между рабочим и арматурным слоями стен выполнен зазор, заполненный огнеупорным порошком, толщиной 0,0070,008 длины футеровки продольной стенки ковша.