Плита для бесстопорной разливки стали

Плита для бесстопорной разливки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72.) Авторы изобретения

Ю.ф.КостыРЯ, Н.С.Климкович и И.Н.3игаЛо- ..:

С

1

I !

Днепропетровский металлургический!институт (7l) Заявитель (5А) ПЛИТА ДЛЯ БЕС СТОПО РНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Изобретение. относится к черной металлургии, конкретнее к бесстопорной разливке стали.

Известно устройство для бесстопорной разливки стали, представляющее собой шиберный затвор, снабженный двумя рычагами второго рода и имеющий подвижную и неподвижную огнеупорные плиты с отверстиями, смонтированный на внешней поверхности днища о ковша, причем подвижная плита установлена в обойме 11, При использовании шиберного затвора наблюдается наличие большой разности температур в огнеупорных

15 плитах, что ведет к деформации затвора, нарушению необходимой плот— ности между плитами и связанной с этим опасностью прорыва металла.

Во время службы огнеупорных плит происходят значительные, термическими расширения, вызывающие механические и деформационные нагрузки при высоких температурах, Так перепад температур колеблется от 1580 С на рабочей стороне отверстия плиты до 300-600 С по краям плиты в направлениях ОА, OB и ОС.

Это приводит к возникновению не" равномерных термических напряжений, механических и деформационных нагрузок при высокой температуре, вследствие чего происходит растрескивание плиты, затекание и прорыв металла в трещины, а также выход затвора из строя.

Цель изобретения - увеличение стойкости плит в службе, повышение надежности и увеличение срока службы устройств за счет устранения неравномерности тепловых полей в продольном и поперечном направлениях и сниже" ния термических напряжений, механических и деформационных нагрузок при высоких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что плита для бесстопорной разливки стали, содержащая высокоогнеупорный

899272 блок с отверстием, ближе расположенным к одной из коротких сторон, и металлическую обойму, снабжена обоймой, участок которой, прилегающий к двум длинным и одной короткой стороне плиты, ближайшей к отверстию,выполнен полым, образующим герметичную полость, заполненную хладагентомкомпенсатором.

В качестве хладагента-компенсатора Ю используются легкоплавкие металлы или сплавы.

В качестве хладагента-компенсатора, используется сплав алюминия и меди при следующем соотношении компонен- И тов, вес.3: алюминия 82,7, меди 17,3

Герметическая полость равна длине не менее 1/2 периметра плиты и сечением со стороной квадрата, равного толщине плиты.

Ф

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Плита включает: собственно плиту .1, обойму 2 и герметичную полость 3, прилегающую к двум длинным и одной короткой стороне плиты, меньше отстоящей от отверстия 4, и Имеющую длину, равную 1/2-4/5 периметра плиты и сечение со стороны квадрата Н, равной толщине плиты. Герметичная полость 3 заполнена легкоплавким металлом или сплавом, например сплавом алюминия и меди с использованием компонентов, вес.3: алюминия 82,7 и меди 17,3.

Плита работает следующим образом.

При разливке стали через отверстие 4 плиты 1, возникающие резкие перепады температур снижаются за счет того, что часть тепла идет на нагрев

40 и плавление металла или сплава,находящегося в полости 3 и играющего роль хладагента, поэтому шиберное устройство в начале разливки не претерпевает резкого разогрева (например выше 6OOOC).

При прекращении разливки сплав, находящийся в полости 3, охлаждаясь, а затем и затвердевая, отдает тепло кристаллизации в объем плиты 1, .и поэтому не происходит резкого охлаждения элементов устройства и не возникают большие термические напряжения, т.е. в этом случае хладагент выступает в роли компенсатора тепла.

Диапазон граничных значений, опре- деляющих длину и ширину сечения герметичной полости, а также подбор материала хладагента-компенсатора определены в результате лабораторных исследований.

Длина полости, заполненной хладагентом-компенсатором, равная 1/2-4/5 периметра плиты, и ее местоположение определено эмпирически по анализу причин выхода плит из строя и исходя из необходимости снижения тепловых потоков в критических сечениях.

При длине, равной 1/2 периметра плиты, охлаждающее действие хладагента не обеспечивает достижения поставленной цели, а именно устранения нагрева и резкого охлаждения плиты, в результате чего возникают термические напряжения, а при f. больше 4/5 предлагаемая плита работает, как и обычная, со сплошной обоймой, и имеет те же недостатки.

Сечение полости выбрано, исходя из конструктивных соображений: высота ее не может быть больше толщины плиты, а ширина, равная высоте, будет обеспечивать равномерный прогрев хладагента"компенсатора по сечению, что обеспечивает равномерный отбор тепла по всей толщине плиты.

Выбор в качестве хладаента AfCu сплава эвтектического состава обусловлен тем, что такой сплав обладает достаточно высокой теплоемкостью и теплопроводностью, стабилен по составу и плавится при постоянной темпера" туре 548+1 С, т.е. пока весь он не расплавится, температура поверхности плиты не может быть выше этой величины. В то же время, пока сплав не затвердеет при охлаждении, температура поверхности плиты,не будет ниже

548 С.

Наличие в обоймах плит шиберного затвора предлагаемого хладагентакомпенсатора B виде легкоплавкого металла или сплава, выступающего в роли регулятора температуры, стабилизирует тепловые условия при резком подводе и отводе тепла в начале и по окончании разливки, обуславливает снижение величины теплового потока, резко уменьшает перепад температур, а также термические напряжения, механические и деформационные нагрузки при высоких температурах, тем самым способствуя увеличению срока службы предлагаемого шиберного затвора.

В таблице приведены температуры в различных точках в результате лабораторных стендовых испытаний в начале опыта и по достижении стационар5 899272 6 ного режима (когда температуры оста- сравнению с известными затворами провались практически постоянными) . исходит за счет снижения термических напряжений, механических и деформационных нагрузок при высоких температурах.

Экономический эффект может составитьь 88 тыс, руб. на 1 млн.т . разливаемой стали.

Характеристика плиты

Температура в различных точках, С

А В ) С

Известная а 1680 65 205 60

Формула изобретения б 1680 420 830 270 с 1550 330 580 250

Предлагаемая плита с хладагентом б = а 1680 б 1680 аха

200 55

650 260 2о

630 -" 30

203 56 .

650 250

550 225

62 с 1600 а 1680 =2/3П

S=axa б 1680 с 1610

280 а 168 60 б 1680 320 с 1590 200

«н»

0=3/4П;

S=axa

2GO 50

640 240 зо

530 215

П р и м е ч а н и е: а — через

10 мин после начала опыта; б — по зз достижении установившегося режима;, с - через 20 мин после выключения горелки; П вЂ” пеример, а - толщина плиты, S — сечение полости.

Как видно из приведенных данных, 40 предлагаемый хладагент стабилизирует температурные тепловые условия при резком подводе и отводе тепла в начале и в конце разливки.

Технико-экономическая целесообразность предлагаемой плиты шиберного

45 устройства состоит в том, что увеличение срока службы и надежности по

1. Плита для бесстопорной разливки стали, содержащая высокоогнеупорный блок с отверстием, ближе расположенным к одной из коротких сторон, и металлическую обойму, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения стойкости плиты эа счет выравнивания тепловых полей в продольном. и поперечном направлениях и снижения термических напряжений, механических и деформационных нагрузок при высоких температурах, участок обоймы, прилегающий к двум длинным и одной короткой стороне плиты, ближайшей к отверстию, выполнен полым, образующим герметичную полость, заполненную . хладагентом-компенсатором, 2. Плита по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что - в качестве хладагента-компенсатора используются легкоплавкие металлы или сплавы.

3. Плита по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве хладагента-компенсатора используется сплав Af и Си при следующем соотношении компонентов, вес.Ф: АС 82,7;

Си 17,3.

4. Плита по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что герметичная полость равна длине не менее 1/2 периметра плиты и сечением, со стороной квадрата, равной толщине плиты..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 455803, кл. В 22 D 41/08, 1974.

899272

° б

Составитель А. Попов

Техред Е.Харитончик Корректор Л. Шеньо.Редактор Р. Цицика

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 12016/16 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5