Устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера

(51) 21 5/46 (2006.01) 27 3/15 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ клапаном крепится центр дополнительного подвижного пружинящего гибкого сегментарного клапана 3, а в шайбах расположенных между упором и свободным концом стержня,стабилизаторы соосности 6. На свободном конце стержня 1, установлено средство 7, для крепления контргруза. Периметры стационарных сегментарных клапанов 3 сжимаются вдоль стержня 1 и крепятся фиксирующими кольцами 8. Конструкция устройства, со стабилизаторами соосности 6,вводится в отверстие конвертера и проталкивается в агрегат до уровня, когда фиксирующие кольца 8,попадают в свободное пространство конвертера. После разрушения колец 8 и разворачивания стационарных сегментарных клапанов 3,конструкция фиксируется с помощью средства 7 контргрузом. Контргруз остается свободно подвешенным на выпускном отверстии. Вначале выпуска, клапаны, попадая в шлак, в течение времени необходимого для прохождения слоя шлака не разрушаются,закрывая отверстие от проникновения в него шлака, и только при соприкосновении с металлом происходит разрушение конструкции и выпуск металла без первичного конвертерного шлака. Использование устройства позволяет повысить стойкость футеровки выпускного отверстия, снизить расходы на ремонт, повысить качество стали, за счет уменьшения количества неметаллических переходящих из шлака, уменьшить процессы рефосфорации и ресульфурации и снизить расходы раскислителей и легирующих компонентов.(72) Яблонский Владимир Иванович Золин Андрей Николаевич Романов Виктор Иванович Торговец Анатолий Корнеевич Нурумгалиев Асылбек Хабадашевич Шишкин Юрий Иванович Смаилов Сагдат Амангельдинович Лопарев Артем Юрьевич Романов Вадим Викторович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Карагандинский государственный индустриальный университет Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЫВАНИЯ ВЫПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ КОНВЕРТЕРА(57) Предложение относится к сталеплавильному производству, в частности к производству, стали в конвертерах, и может быть использовано для закрывания отверстия при выпуске металла в сталеразливочный ковш из конвертера. Устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера. На стержень 1, с помощью шайб 2, крепится за центр выкройка стационарного сегментарного клапана 3, На стержень устанавливается упор 4,который может быть жестко зафиксированным, на стержне 1, или упор может быть выполнен с возможностью перемещения и фиксации в заданной точке стержня. По обе стороны от упора на стержне расположены с возможностью перемещения вдоль него зажимающие шайбы. В шайбах на втулке 5 расположенной между упором и стационарным Изобретение относится к сталеплавильному производству, в частности к производству стали в конвертерах, и может быть использовано для закрывания отверстия при выпуске металла в сталеразливочный ковш. Известно устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера, изготовленного из стального листа толщиной 2-4 мм изогнутого по форме конуса. Диаметр основания конуса превышает диаметр выпускного отверстия на 20-40 мм. Конус устанавливается вершиной внутрь в выпускное отверстие конвертера перед сливом металла и шлака. При наклоне конвертера в выпускное отверстие попадает шлак, который удерживается им, а при дальнейшем наклоне в отверстие попадает металл, вытесняя шлак и расплавляя конус,после чего производится слив металла./1/ Недостатком известного устройства является низкая эксплуатационная надежность. Значительное количество до 4 кг/т стали первичного конвертерного шлака попадает в ковш из- за выбивания данного устройства за счет гидравлического удара массы шлака и металла по конусу. Наиболее близким, по технической сущности и достигаемому результату является устройство /2/,для закрывания выпускного отверстия конвертера,содержащее металлический стержень, пружинящий гибкий сегментарный клапан, центр которого жестко закреплен в головной части стержня, а периметр сегментарного клапана сжат и зафиксирован вдоль стержня фиксирующим кольцом с диаметром меньшим диаметра выпускного отверстия. Устройство в виде подпружиненного сегментарного клапана вводится на требуемую глубину внутрь выпускного отверстия, фиксирующее кольцо освобождается, а устройство за счет пружин фиксируется в отверстии. Недостатком устройства является низкая эксплуатационная надежность,вследствие выбивания данного устройства за счет динамического удара массы шлака и металла по клапану, из-за плохой фиксации устройства в канале отверстия, в особенности при наличии в канале посторонних скрапин, застывшего шлака и выбросов при продувке. Задача на решение которой направлено предложение разработать устройство,позволяющее наиболее полно отсекать первичный конвертерный шлак повысить эксплуатационную надежность устройства. Ожидаемый технический результат-повышение стойкости футеровки выпускного отверстия,снижение расходов на ремонт, повышение качества стали,за счет уменьшения количества неметаллических включений переходящих из шлака,уменьшение процессов рефосфорации и ресульфурации и снижение расхода раскислителей и легирующих компонентов. Технический результат достигается тем, что известное устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера, содержащее металлический 2 стержень, стационарный пружинящий гибкий сегментарный клапан, центр которого жестко закреплен в головной части стержня, а периметр сегментарного клапана сжат и зафиксирован вдоль стержня бандажным кольцом с диаметром меньшим диаметра выпускного отверстия, по предложению снабжено, установленным на стержне упором и, по крайней мере, одним стабилизатором соосности и дополнительным подвижным пружинящим гибким сегментарным клапаном, при этом центр которого установлен с возможностью перемещения вдоль стержня от закрепленного на конце стержня клапана до упора, а периметр сжат и зафиксирован вдоль стержня фиксирующим кольцом с диаметром меньшим диаметра выпускного отверстия, а стабилизатор соосности установлен с возможностью перемещения вдоль стержня от упора до хвостовой части стержня. Устройство снабжено средством для зацепления контргруза, установленным в хвостовой части стержня. Наружный диаметр сегментарных клапанов должен быть равным (1,1-3) диаметром сталевыпускного отверстия. Устройство может содержать один и более стабилизаторов соосности. При наличии в устройстве двух стабилизаторов соосности необходимо соблюдать отношении диаметра отверстия к диаметру стабилизатора как 1(0,8-1,2), из расчета удержания устройства в канале отверстия. Фиксирующие кольца клапанов сделаны из легкоплавкого материала диаметром 0,60,95 диаметра отверстия, что позволяет вводить и фиксировать клапан в отверстие без усилий. Пружинящие гибкие сегментарные клапана и стабилизаторы соосности изготовлены из теплостойкого материала. Предлагаемое устройство отличается наличием,по крайней мере, одного дополнительного подвижного клапана, в котором внутренние свойства материала из которого изготовлен клапан(упругость и гибкость, стойкость к высоким температурам), достаточны для того, чтобы клапан развернулся в полости конвертера после прохождения выпускного отверстия и обеспечил в комплексе с дополнительными средствами устройства, фиксирование и закрытие отверстия при любом положении конвертора до начала выпуска металла. Пропускание неподвижного и подвижного клапанов через выпускное отверстие, раскрытие их внутри агрегата в плоскость и закрытие отверстия изнутри, позволяет полностью отсекать шлак, и исключить плохую фиксацию устройства в канале отверстия, даже при наличии в канале посторонних скрапин и шлаковых включений. Наружный диаметр сегментарных клапанов должен быть равным(1,1-3) диаметром сталевыпускного отверстия. При размере менее 1,1 - наблюдаются свищи шлакового расплава, а при диаметре большем 3 х - сложности с введением устройства в лтку. Фиксирование и удержание клапанов осуществляется либо с помощью стабилизаторов соосности с использованием их упругих свойств либо стабилизаторов соосности и контргруза. При использовании стабилизаторов соосности, 28342 необходимо соблюдать отношение диаметра отверстия к диаметру стабилизатора как 1(0,8-1,2),Если отношение составит меньше 0,8 -то клапана после раскрытия не будут надежно фиксироваться на выпускном отверстии, а при соотношении больше 1,2 могут возникнуть трудности с введением устройства в отверстие. При сжатии периметров клапанов до 0,6-0,95 диаметра отверстия конвертера, достигаются оптимальные условия для ввода устройства в отверстие и последующего его центрирования и фиксирования. При сжатии периметра менее 0,6 диаметра возникают трудности с разворачиванием клапана в рабочее положение, а при сворачивании периметра более 0.95 возникают трудности с вводом устройства в отверстие. Очевидно, что в рамках данного предложения,могут быть применены, не приведенные в описании,но явным образом следующие из описания для специалиста иные схемы и наборы элементов устройства для закрывания выпускного отверстия конвертера, например с использованием трех клапанов, различного кроя и их монтажа. Предложение поясняется Фиг.1-3 Фиг.1.- Схема устройства с использованием контргруза Фиг.2 - Схема устройства с использованием контргруза в рабочем положении Фиг.3. Выкройка сегментарного клапана и стабилизатора соосности. На фигурах приведено устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера. На стержень 1, с помощью шайб 2, крепится за центр выкройка стационарного сегментарного клапана 3,На стержень устанавливается упор 4, который может быть жестко зафиксированным, на стержне 1,или упор может быть выполнен с возможностью перемещения и фиксации в заданной точке стержня. В шайбах на втулке 5, расположенной между упором и стационарным клапаном крепится центр дополнительного подвижного пружинящего гибкого сегментарного клапана 3,а в шайбах расположенных между упором и хвостовой частью стержня, стабилизаторы соосности 6. На хвостовой части стержня 1, установлено средство 7 для крепления контргруза в виде металлического кольца. Периметры стационарных сегментарных клапанов 3 сжимаются вдоль стержня 1 и крепятся фиксирующими кольцами 8. Устройство работает следующим образом. Конструкция отсечного устройства,со стабилизаторами 6, вводится в отверстие конвертера и проталкивается в агрегат до уровня, когда фиксирующие кольца 8, попадают в свободное пространство конвертера. После разрушения колец 8 и разворачивания сегментарных клапанов 3 в плоскость, конструкция фиксируется с помощью средства 7 контргрузом. Контргруз остается свободно подвешенным у кожуха конвертера. В начале выпуска, клапаны, попадая в шлак, в течение времени необходимого для прохождения слоя шлака не разрушаются,закрывая отверстие от проникновения в него шлака, и только при соприкосновении с металлом происходит разрушение конструкции и выпуск металла без первичного конвертерного шлака. Материалом из которого изготавливаются фиксирующие кольца,может быть скотч, электроизолента, лейкопластырь,медный или алюминиевый провод и т.д. Пример Испытания проводили на 300 т конвертерах. Стойкость рабочего слоя смолодоломитовой футеровки составляла 203 плавки. Длина наборного хромомагнезитового блока составляла 1400 мм,диаметр выпускного отверстия 160 мм, а стойкость блока 9 плавок. Продолжительность выпуска 300 тонн металла составляла 11 мин 20 сек. Угол наклона между вертикальной осью конвертера и осью выпускного отверстия 60 градусов. В качестве стержня испытуемой конструкции установки использовался стальной прут диаметром 18 мм на который монтировались двенадцатисегментные клапана диаметром по 300 мм и крестообразные стабилизаторы соосности размахом по 155 мм, толщиной 8 мм изготовленные из транспортерной ленты. В качестве фиксирующего кольца применялся скотч. Продолжительность разрушения кольца 3 сек, а продолжительность сохранения прочностных характеристик клапанов и стабилизаторов составляла 21 сек. После окончания процесса выплавки, конвертер наклоняется в сторону рабочей площадки до уровня,обеспечивающего визуальное наблюдение за отверстием летки. Устройство проталкивалось через летку в течение 2 сек внутрь рабочего пространства конвертера, фиксирующие кольца разрушались,клапаны разворачивались. С помощью контргруза устройство фиксировалось на летке в положении упора клапанов вокруг входа в выпускное отверстие конвертера. Продолжительность ввода и приведения устройства в рабочее положение составила 4 сек. Поворот конвертера и выпуск металла и шлака начали через 24 сек от начала ввода устройства в отверстие. Использование устройства позволяет наиболее полно отсекать первичный конвертерный шлак повысить эксплуатационную надежность устройства, исключив выталкивание в результате гидравлического удара массы шлака и металла по клапану. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для закрывания выпускного отверстия конвертера, содержащее металлический стержень, пружинящий гибкий сегментарный клапан, центр которого жестко закреплен в головной части стержня, а периметр сегментарного клапана сжат и зафиксирован вдоль стержня бандажным кольцом с диаметром меньшим диаметра выпускного отверстия, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным подвижным пружинящим гибким сегментарным клапаном, при этом центр которого установлен с возможностью перемещения вдоль стержня от стационарного закрепленного в головной части стержня клапана до 3 упора, а также по крайней мере одним стабилизатором соосности, расположенным на оси стержня между упором и хвостовой частью устройства, снабженной средством для закрепления контргруза.