Устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера

(51) 27 3/15 (2010.01) 21 5/46 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Изобретение относится к сталеплавильному производству и может быть использовано для отсечки первичного конвертерного шлака при сливе металла в сталеразливочный ковш. Известны технические решения для отсечки шлака, которые представлены в виде пробок из различных материалов, приспособлений для отдува газами, использованием шиберов и.т.д. (Кудрин В.А. Металлургия стали М., Металлургия, 1989, с. 407-410). Однако, все перечисленные варианты не нашли широкого распостранения и имеют ряд недостатков из-за сложной конструкции установок,сколов и разъедания огнеупорных леточных блоков,большой массы, сбоев в работе, низкой эксплуатационной надежности. Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату,является устройство для закрывания сталевыпускного отверстия конвертера, которое изготавливается из стального листа толщиной 2-4 мм, изогнутого в форме конуса, причем, диаметр основания конуса превышает диаметр сталевыпускного отверстия на 20-40 мм (А.с. СССР 330196, МКИ С 21 С 5/46, 1972. Устройство устанавливается в летку перед сливом металла и шлака из конвертера вершиной головного устройства от кромки наружного витка. Затем устанавливается целлюлозный лист и скручивается в число витков 3-8 и фиксируется кольцами с низкой температурой плавления. Пластина при фиксации соосна по длине с леткой. Попадая в рабочее пространство конвертера, от высокой температуры кольца распадаются,конструкция плотно прилегает к блоку футеровки летки, лепестки и ограничительная пластина сдерживают устройство от выпадения из летки. При наклоне конвертера шлак омывает трубчатый корпус, а подступающий металл вытесняет шлак и расплавляет устройство, таким образом, отделяя шлак от металла. Использование устройства позволяет повысить качество металла за счет уменьшения количества неметаллических включений, переходящих из шлака, снизить расход легирующих добавок. внутрь сталеплавильного агрегата. При наклоне конвертера в сталевыпускное отверстие попадает шлак, но он удерживается устройством, а при дальнейшем наклоне в отверстие попадает металл,лист расправляется и начинается слив металла. Недостатками известного технического решения являются большое количество попадающего первичного шлака в сталеразливочный ковш - до 2 кг/т стали из-за выбивания данного устройства за счет динамического воздействия массы шлака и металла на коническую, ничем не закрепленную пробку, а в случае, если шлак обладает повышенной вязкостью, замуровывает летку. Целью настоящего изобретения является гарантийное исключение аварийной ситуации при замуровывании отверстия при любой степени текучести шлака, применение устройства при любом диаметре летки, простота конструкции. Технический результат достигается тем, что устройство изготовлено из многослойной трубчатой стенки пружинящего спиралевидного стального листа толщиной 0,2-2,0 мм с прослойкой из целлюлозы толщиной 0,4-2,0 мм по всей площади листа и числом витков 3-8, где по кромке наружного витка вдоль всего устройства сделаны надрезы глубиной 0,45-0,65 диаметра сталевыпускного отверстия (Д ст.отв.) на расстоянии (0,33-0,55)(72) Романов Виктор Иванович Яблонский Владимир Иванович Золин Андрей Николаевич(73) Акционерное общество АрселорМиттал Темиртау(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЫВАНИЯ ВЫПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ КОНВЕРТЕРА(57) Изобретение относится к сталеплавильному производству, в частности, к производству стали в конвертерах и, может быть использовано для разделения металла и шлака при выпуске металла в сталеразливочный ковш. На стальной лист наносятся надрезы и крепится ограничительная пластина со смещенным центром тяжести свободно вращающейся на оси,расположенной на расстоянии 0,15-0,35 длины 24012 Дст.отв., а также подвижным ограничителем в виде пластины длиной (1,2-3,0) Дст.отв.со смещенным центром тяжести и, свободно вращающейся на оси,расположенной на расстоянии 0,15-0,35 длины от головной части устройства и (0,8-2,0) Дст.отв. от кромки наружного витка. При этом, по периметру лист скручен и сжат, а пластина, ось которой расположена параллельно оси устройства прижата и зафиксирована кольцами из материалов с низкой температурой плавления, либо сгораемыми на уровне(0,6-0,95) Дст.отв. диаметра сталевыпускного отверстия. В качестве фиксирующих колец может использоваться скотч,изоляционная лента, медный или алюминиевый провод и.т.д. Проведение процесса отделения шлака от металла предусматривает установку устройства в летку на глубину, обеспечивающую выход устройства в рабочее пространство конвертера в виде консоли на пограничный уровень возможности разворота стопорной пластины - ограничителя на 90 С. После высвобождения от опорных колец, за счет образования газов и пепла смазки сгорает целлюлоза, способствуя разворачиванию стенок и лепестков устройства. Корпус устройства приобретает форму цилиндра или усеченного конуса и плотно прилегает к леточному блоку футеровки. В последующем, при наклоне конвертера ограничительная пластина и, развернувшиеся лепестки, как внутри так и за пределами летки служат опорой, удерживающей от выпадения устройства из отверстия, а шлак омывает устройство и подступает к горловине конвертера, металл же подходит к летке и без смешения со шлаком за счет большей плотности вытесняет шлак к периферии,расплавляет устройство и сливается в ковш. Использование стального листа толщиной менее 0,2 мм не обеспечивает устойчивого формирования корпуса по прямолинейности при высоких температурах, что дает искажение и неустойчивую работу устройства, а использование листа с толщиной более 2 мм усложняет изготовление и монтаж установки и делает ее большой по массе. При толщине целлюлозного листа менее 0,4 мм эффект по газовыделению и смазке незначителен, а при толщине более 2 мм снижается пружинящий эффект стального листа и сильно увеличивается стенка корпуса устройства. При числе витков менее трех наблюдается деформация корпуса,в особенности при использовании тонкого стального листа, а при числе витков более 8 снижается пружинящий эффект стального листа, усложняется монтаж и установка. При надрезах глубиной менее 0,45 и более 0,65 Д ст.отв. и расстоянии между надрезами менее 0,33 и более 0,55 Дст.отв. эффект установки незначителен,так как при значениях меньше минимальных лепестки не раскрываются, а при значениях больше максимальных лепестки деформируются от высокой температуры. При длине ограничительной пластины менее 1,2 диаметра летки, возможно погружение в леточное отверстие провал, в особенности это возможно при неперпендикулярном положении пластины относительно оси летки, а при длине более 3 диаметров летки - возможно зависание устройства на рабочей или арматурной поверхности футеровки конвертера. При расположении оси пластины на расстоянии менее 0,15 длины от головной части устройства возможно замуровывание летки шлаком с повышенной вязкостью, а при расстоянии больше 0,35 возможно падение устройства внутрь конвертера. При расположении оси пластины менее 0,8 и более 2,0 диаметров сталевыпускного отверстия от кромки наружного витка возникает перехлест пластины и лепестков. При сжатии периметра менее 0,6 диаметра летки возникают трудности с разворачиванием спиралевидных стенок, а при сворачивании периметра более 0,95 возникают трудности с вводом устройства в отверстие. На фиг.1 приведено устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера в развернутом виде. На корпус - лист 1, наносятся надрезы на одну из сторон листа, в дальнейшем после сборки наружного витка устройства, с помощью болта,продетого в ось 2 стопорной пластины со смещенным центром тяжести и, в отверстие листа наворачивается гайка с контргайкой. Пластина 3 может свободно вращаться на 360 на оси 2. Пример выполнения. Испытания проводили на 300-тонном конвертере. Стойкость рабочего слоя смолодоломитовой футеровки составляла 247 плавок, стойкость леточного блока - 23 плавки. Угол наклона оси летки к вертикальной оси конвертера 59. Диаметр леточного отверстия - 18 см, длина 160 см. Продолжительность выпуска 300-тонн металла 8 мин. 30 сек. Устройство представлено в виде развертки корпуса. Стальной лист (марка стали 3 ПС) толщиной - 0,8 мм длиной 240 см, шириной 150 см кроится по фиг. 1. Надрезы глубиной 10 см на расстоянии 8 см сделаны ножницами по металлу. Ограничительная пластина из стали толщиной 3 мм,длиной 32 см и шириной 3 см со смещенным центром тяжести вращения на расстоянии 30 см от головной части и 27 см от кромки наружного витка и крепится с листом болтомМ-418 с гайками. Заготовка скручивается таким образом, чтобы пластина могла свободно вращаться на оси 2 на 360, после чего фиксируется кольцами параллельно оси устройства скотчем. После окончания процесса выплавки конвертер наклоняется в сторону слива металла до уровня,обеспечивающего визуальное наблюдение за леткой. Устройство вводится в летку на уровень выхода из леточного блока в виде консоли на 60 см в рабочее пространство конвертера. Продолжительность разрушения кольца - 2 сек. Целлюлоза-картон способствует быстрому раскручиванию спиралевидного корпуса за счет образования большого количества газообразных продуктов сгорания и пепельной смазки. 24012 Распустившиеся лепестки от надрезов и пластина, установленная перпендикулярно оси летки за счет более тяжелого одного из плеч пластины не позволяет устройству выпасть из летки. При наклоне конвертера шлак обходит устройство, а металл расплавляет его и, таким образом, за счет разницы плотностей - металл внизу, а шлак вверху,происходит разделение составляющих продуктов плавки. Использование устройства позволяет наиболее полно отделять первичный конвертерный шлак,повысить эксплуатационную надежность устройства, исключив выталкивание в результате динамического удара массы шлака и металла по устройству. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера, изготовленное из стального листа, отличающееся тем, что состоит из многослойной трубчатой стенки пружинящего спиралевидного листа толщиной 0,2-2,0 мм с прослойкой из целлюлозы толщиной 0,4-2,0 мм по всей площади листа и числом витков 3-8, где по кромке наружного витка вдоль всего устройства сделаны надрезы глубиной 0,45-0,65 диаметра сталевыпускного отверстия на расстоянии 0,33-0,55 диаметра сталевыпускного отверстия, а также подвижным ограничителем в виде пластины длиной 1,2-3,0 диаметра сталевыпускного отверстия со смещенным центром тяжести и свободно вращающейся на оси, расположенной на расстоянии 0,15-0,35 длины от головной части устройства и 0,82,0 диаметра сталевыпускного отверстия от кромки наружного витка, при этом по периметру лист скручен и сжат, а пластина, ось которой расположена параллельно оси устройства прижата и зафиксирована кольцами из материалов с низкой температурой плавления, сгораемыми на уровне 0,60,95 диаметра сталевыпускного отверстия.