крышка для сталеразливочного ковша

Формула изобретения

1. Крышка для сталеразливочного ковша, содержащая металлический кожух с огнеупорной футеровкой из бетона на его внутренней поверхности, отличающаяся тем, что кожух выполнен в форме усеченного конуса, при этом диаметр плоской части кожуха в его вершине составляет 0,1 - 0,5 его внешнего диаметра, а толщина слоя футеровки конусной части кожуха выполнена переменной и изменяющейся от максимального значения, равного толщине слоя футеровки на плоской части кожуха, до минимального значения на торце кожуха, равного 0,3 - 0,8 толщины футеровки на плоской части кожуха.

2. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что высота кожуха составляет 0,08 - 0,14 его внешнего диаметра.

3. Крышка по п.1, отличающаяся тем, что толщина слоя футеровки на плоской части кожуха составляет 0,06 - 0,08 его внешнего диаметра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к крышкам для сталеразливочных ковшей и емкостей для жидкого металла.

Наиболее близкой по технической сущности является крышка для сталеразливочного ковша, содержащая металлический кожух с огнеупорной футеровкой. Крышка снабжена по крайней мере двумя волнистыми металлическими полосами, прикрепленными к внутренней поверхности кожуха, а футеровка выполнена из жаропрочного бетона с наполнителем в виде сечки из стальной проволоки, при этом содержание наполнителя в периферийной кольцевой части футеровки в районе ее контакта с футеровкой ковша составляет 4,5-8,0%, в центральной части - 2,0 - 4,0%, а ширина периферийной кольцевой части составляет 0,05 - 0,15 внутреннего диаметра футеровки крышки. Слой футеровки выполнен одинаковой толщины по всей внутренней поверхности кожуха крышки, форма которого выполнена в виде части сферы (cм. патент РФ N 2104121, кл. B 22 D 41/00, Бюлл. изобр. N 4, 1998 г).

Недостатком известной крышки является сложность состава и приготовления ее футеровки, а также низкая стойкость футеровки и крышки в целом. Это объясняется необходимостью наполнения бетона стальной сечкой, выполнением слоя футеровки одинаковой толщины по всей внутренней площади кожуха крышки, а также выполнением формы кожуха в виде части сферы. В этих условиях в процессе эксплуатации крышки не обеспечивается необходимое сцепление футеровки с поверхностью кожуха, в слое футеровки возникают термические напряжения, превосходящие допустимые значения, что приводит к нарушению целостности слоя футеровки, к ее отслоению от кожуха и обвалу, что приводит к выходу из строя крышки в целом.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости крышки для сталеразливочного ковша.

Указанный технический эффект достигается тем, что крышка для сталеразливочного ковша содержит металлический кожух с огнеупорной футеровкой из бетона на его внутренней поверхности.

Кожух выполнен в форме усеченного конуса с переменной толщиной футеровки по его внутренней поверхности, при этом диаметр плоской части кожуха в его вершине составляет 0,1-0,5 его внешнего диаметра. Толщина слоя футеровки по высоте конусной части кожуха выполнена переменной и изменяющейся от максимального значения, равного толщине слоя футеровки на плоской части кожуха, до минимального значения на торце кожуха, равного 0,3-0,8 толщины футеровки на плоской части кожуха. Высота кожуха составляет 0,08-0,14 его внешнего диаметра. Толщина слоя футеровки на плоской части кожуха постоянна и составляет 0,06-0,08 его внешнего диаметра.

Повышение стойкости крышки для сталеразливочного ковша будет происходить вследствие выполнения ее кожуха в форме усеченного конуса и выполнения футеровки с переменной толщиной по внутренней площади кожуха крышки. В этих условиях соотношение толщин слоев футеровки по его плоской и конусным частям обеспечивает уменьшение термических и деформационных напряжений, возникающих в футеровке крышки, ниже допустимых значений, что исключает растрескивание и нарушение сплошности бетонной футеровки.

Диапазон значений диаметра плоской части кожуха в его вершине в пределах 0,1-0,5 его внешнего диаметра объясняется термофизическими закономерностями возникновения термических и сжимающих напряжений в футеровке и ее расширения при нагреве. При больших значениях будет происходить нарушение сплошности футеровки. При меньших значениях будет происходить отслоение от кожуха футеровки на его конусных участках.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от величины внешнего диаметра кожуха крышки.

Диапазон значений минимальной величины толщины слоя футеровки на торце кожуха в пределах 0,3-0,8 толщины футеровки на плоской части кожуха объясняется физико-механическими закономерностями крепления футеровки на конусных участках кожуха. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая теплоизоляция жидкого металла в ковше на периферийных участках кожуха. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимое сцепление футеровки с конусными участками кожуха.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от толщины слоя футеровки на плоском участке кожуха в его вершине.

Диапазон значений высоты кожуха крышки в пределах 0,08-0,14 его внешнего диаметра объясняется прочностными свойствами футеровки на конусных участках кожуха. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимая прочность футеровки на конусных участках кожуха. При меньших значениях будет происходить перегрев футеровки крышки над уровнем металла в сталеразливочном ковше сверх допустимых значений.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от внешнего диаметра кожуха крышки.

Диапазон значений толщины слоя футеровки на плоской части кожуха в пределах 0,06-0,08 его внешнего диаметра объясняется термомеханическими свойствами бетонной футеровки. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая теплоизоляция жидкого металла в ковше. При больших значениях не будут обеспечиваться необходимое сцепление футеровки с кожухом и ее целостность в процессе эксплуатации крышки.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от величины внешнего диаметра кожуха крышки.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой крышки с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертеж, на котором показана схема крышки для сталеразливочного ковша, продольный разрез.

Крышка для сталеразливочного ковша состоит из кожуха 1, футеровки 2, штырей 3, конусной части кожуха 4. Позицией 5 обозначен сталеразливочный ковш, D - внешний диаметр кожуха, d - диаметр плоского участка кожуха, H - высота кожуха, a - толщина слоя футеровки на плоском участке кожуха, b - толщина слоя футеровки на торце кожуха.

В процессе эксплуатации крышка покрывает сталеразливочный ковш 5 в процессе его разливки на установке непрерывной разливки стали. Огнеупорная футеровка крышки 2 выполнена из бетона, например, марки 400 и крепится к внутренней поверхности стального кожуха 1 при помощи приваренных к кожуху штырей или крюков 3.

Кожух 1 выполнен в форме усеченного конуса с переменной толщиной футеровки 2 по его внутренней поверхности. Диаметр d плоской части кожуха 1 в его вершине составляет 0,1 - 0,5 его внешнего диаметра D. Толщина слоя a футеровки 2 выполнена одинаковой по площади плоского участка кожуха. Толщина b слоя футеровки 2 по высоте конусной части 4 кожуха 1 выполнена переменной и изменяющейся от максимального значения, равного толщине слоя a футеровки 2 на плоской части кожуха 1, до минимального значения b на торце кожуха 1, равного 0,3-0,8 толщины a футеровки 2 на плоской части кожуха 1 крышки. Высота H кожуха 1 составляет 0,08-0,14 его внешнего диаметра D. Толщина a слоя футеровки 2 на плоской части кожуха 1 составляет 0,06-0,08 его внешнего диаметра D.

В таблице приведены примеры конструктивных параметров крышки для сталеразливочного ковша.

В первом примере вследствие малых значений конструктивных параметров крышки не обеспечивается необходимая теплоизоляция металла, находящегося в сталеразливочном ковше.

В пятом примере вследствие больших значений конструктивных параметров крышки не обеспечивается необходимая прочность и стойкость футеровки крышки.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие необходимых значений конструктивных параметров крышки устраняются растрескивание бетонной футеровки и ее отслаивание от внутренней поверхности кожуха крышки.

Применение изобретения позволяет повысить стойкость крышки для сталеразливочного ковша в 2-3 раза.