Плита для бесстопорной разливки стали

Иллюстрации

Плита для бесстопорной разливки стали (патент 899272)
Плита для бесстопорной разливки стали (патент 899272)
Плита для бесстопорной разливки стали (патент 899272)
Плита для бесстопорной разливки стали (патент 899272)
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