Універсальний моноблок дрібнобульбашкового продування

Реферат: UA 71798 U UA 71798 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії, а саме до обробки розплаву металу газами як у плавильних печах, так і в ковшах різного призначення з метою скорочення часу виплавки металу та прискорення його рафінування, дегазації, а також гомогенізації по хімічному складу і температурі. Відомий "Моноблок дрібнобульбашкового продування у індукційній печі" [1] з капілярною частиною, колектором і патрубком для підведення газу без відведень або з відведеннями для з'єднання з патрубками інших аналогічних моноблоків. Перевага такої конструкції в тому, що патрубок для підведення газу може мати відведення для з'єднання з патрубками інших аналогічних моноблоків, і таким чином можна встановлювати продувальний пристрій, що складається з потрібної кількості аналогічних моноблоків. Недоліком такого пристрою є те, що тиск інертного газу в колекторі може зруйнувати колектор і виштовхнути капілярний модуль в рідкий метал. Це технічне рішення використано як перший аналог. Відомий "Моноблок дрібнобульбашкового продування для ливарних і проміжних ковшів" [2] з газопроникним модулем, встановленим в металеву обойму, що з'єднується з патрубком для підведення газу, а щілиноподібні капіляри і канали колекторної системи в газопроникному модулі можуть виконуватися як механічним способом, так і за допомогою формотворних елементів, що виплавляються, газифікуються або розчиняються, при монтажі він встановлюється на поверхню арматурного шару футеровки днища ковша або в поглиблення в арматурному шарі. Позитивні сторони такої конструкції наступні: - наявність металевої обойми підвищує стійкість пристрою; - капіляри можуть утворюватися багатьма способами; - у штрабі в арматурному шарі прокладається газопровідна трубка лише один раз. Недоліками такого пристрою є те, що: - тиск інертного газу в колекторі діє на всю нижню площину капілярного модуля, і з цієї причини зменшується надійність роботи і ресурс продувального пристрою; - конструкція допускає установку моноблока лише на арматурному шарі футеровки, установка моноблока усередині арматурного шару на металевий кожух в разі доцільності не передбачена. Цей пристрій використано як другий аналог. Відомий "Моноблок дрібнобульбашкового продування" [3] з суцільнолитим або складеним капілярним вогнетривким шаром, який має бандаж, який своєю виступаючою частиною утворює стінки газорозподільного колектора, до бандажу герметично приєднана донна пластина з виступами по периметру, утворюючи порожнину колектора. При усіх перевагах такої конструкції, недоліками такого пристрою є: - тиск інертного газу в колекторі діє на всю нижню площину капілярного модуля, а не тільки на зони капілярів, - з цієї причини нижня площина капілярного модуля отримує зайві навантаження, що зменшує надійність роботи продувального пристрою і може привести до його деформації; - така конструкція допускає установку моноблока лише на арматурному шарі футеровки і не допускає розташування моноблока в разі доцільності усередині арматурного шару на металевий кожух. Цей пристрій використано як найближчий аналог. Технічна задача корисної моделі: - збільшення надійності під час експлуатації; збільшення ресурсу; - збільшення варіантів розташування в різних металургійних ємкостях. Поставлена задача розв'язується завдяки тому, що газорозподільний колектор має горизонтальні опорні пластини, які жорстко з'єднані із стінками обойми або бандажа, і ширина кожної з цих пластин менша відстані між щілинними капілярами модуля або рядами циліндричних капілярів; на ці пластини на жароміцному клеї встановлюється без зазорів вогнетривкий капілярний модуль з капілярами 100-330 мкм; бандаж або обойма у своїй нижній частині має штифтики, які входять на 2-7 мм в вогнетривкий капілярний модуль; між стінками бандажа або обойми і бічною поверхнею суцільнолитого або складеного капілярного модуля можуть щільно вставлятися замкові пластини; патрубок для підведення газу може виходити з донної пластини вертикально вниз або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора моноблока, або мати Г-подібну конфігурацію. Загальною з найближчим аналогом суттєвою ознакою корисної моделі є: - суцільнолитий або складений капілярний вогнетривкий модуль, встановлений в бандаж або обойму з газорозподільним колектором або колекторною системою; 1 UA 71798 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - патрубок для підведення газу з відведеннями для з'єднання з патрубками інших аналогічних моноблоків або без відведень; - донна пластина колектора має виступи по периметру; - при монтажі моноблок з'єднується за допомогою муфти з заздалегідь прокладеною в штрабі газопровідною трубкою. Відмітні від найближчого аналога істотні ознаки корисної моделі наступні: - газорозподільний колектор має горизонтальні опорні пластини, які жорстко з'єднані із стінками обойми або бандажа, і ширина кожної з цих пластин менша відстані між щілинними капілярами модуля або рядами циліндричних капілярів; на ці пластини на жароміцному клеї встановлюється без зазорів вогнетривкий капілярний модуль з капілярами 100-330 мкм; - бандаж або обойма у своїй нижній частині має штифти, які входять на 2-7 мм в вогнетривкий капілярний модуль; - між стінками бандажа або обойми і бічною поверхнею суцільнолитого або складеного капілярного модуля можуть щільно вставлятися замкові пластини; патрубок для підведення газу може виходити з донної пластини вертикально вниз або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора моноблока, або мати Г-подібну конфігурацію. Наявність приведених істотних ознак корисної моделі є необхідною і достатньою на всі випадки, на які поширюється область використання корисної моделі. Між істотними ознаками корисної моделі і технічнім результатом, - збільшення надійності під час експлуатації, збільшення ресурсу, збільшення варіантів розташування в різних металургійних - ємкостях існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступними доказами. При установці капілярного модуля за допомогою жароміцного клею на горизонтальні опорні пластини газорозподільного колектора (ширина кожної з цих пластин менша відстані між щілинними капілярами модуля або рядами циліндричних капілярів - а2 < а1) зменшується площа основи капілярного модуля, на яку діє тиск газу у колекторі, - на величину, пропорціональну загальній площі цих пластин, які жорстко з'єднані із стінками обойми або бандажа. Таким чином зменшується видавлююча дія газу в колекторі на капілярний модуль і вірогідність спливання його фрагментів в результаті руйнування, - що особливо ймовірно на останній стадії кампанії металургійної ємкості, коли товщина капілярного модуля вже мала. До того ж, капілярний модуль закріплюється в обоймі за допомогою жароміцного клею не лише бічними поверхнями, але і своєю нижньою основою. За допомогою штифтів у нижній частині бандажу або обойми, які входять на 2-7 мм в вогнетривкий капілярний модуль, ще збільшується надійність посадки капілярного модуля в обоймі (або в бандажі). Як відомо, деякі вогнетривкі матеріали, наприклад, динас, при високих температурах зменшуються в об'ємі, що в даному випадку може викликати збільшення поперечного перерізу капілярів і появу зазорів між бічною поверхнею кислого капілярного модуля і стінками обойми, через які можливий надмірно інтенсивний виток газу. Для запобігання цього між стінками бандажа або обойми і бічною поверхнею суцільнолитого або складеного капілярного модуля можуть щільно вставлятися замкові пластини, теплове розширення яких може компенсувати зменшення об'єму вогнетривкої маси капілярного модуля. Ці чинники збільшують надійність універсального моноблока дрібнобульбашкового продування, його стійкість і ресурс, що в процесі експлуатації моноблока протягом кампанії металургійної ємкості є його найважливішою характеристикою. При організації продування інертними газами в різних металургійних ємностях з різними схемами футерування потрібно застосовувати різні схеми розташування, монтажу і підключення продувального пристрою. При цьому те, що патрубок для підведення газу може виходити з донної пластини вертикально вниз або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора моноблока, або мати Г-подібну конфігурацію, збільшує можливі варіанти використання продувального пристрою і робить моноблок дрібнобульбашкового продування універсальним, оскільки, вирішуючи конкретно поставлені завдання, визначаючи необхідний склад вогнетривів для виготовлення капілярного модуля, його необхідні лінійні розміри і оптимальне розташування в печі або в ковші, можна вибрати відповідний варіант монтажу і підключення універсального моноблока дрібнобульбашкового продування. Корисна модель пояснюється кресленнями. На фіг.1 зображено універсальний моноблок дрібнобульбашкового продування у вертикальному перерізі. На фіг.2 зображено вид А-А розташування в моноблоку горизонтальних опорних пластин. На фіг.3 вид Б-Б - розташування в моноблоку штифтів. На фіг.4 - варіант розташування патрубка для підведення газу горизонтально до бічної стінки газорозподільного колектора у арматурному шарі футеровки. 2 UA 71798 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На кресленнях позначені: 1 - суцільнолитий або складений капілярний вогнетривкий модуль; 2 - щілинні капіляри; 3 - замкова пластина; 4 - штифти; 5 - донна пластина колектора з виступами; 6 - газорозподільний колектор або колекторна система з гранулятом або без нього; 7 - патрубок для підведення газу з тампоном з дроту або стружки; 8 - відведення для з'єднання з патрубками інших аналогічних моноблоків; 9 - з'єднувальна муфта; 10 - азбест; 11 - металевий кожух металургійної ємкості; 12 - горизонтальні опорні пластини, а2 < а1; 13 - бандаж або обойма; 14 - газопровідна трубка в штрабі арматурного шару футеровки; h1 - висота арматурного шару футеровки; h2 - висота робочого шару футеровки. При виготовленні універсального моноблока дрібнобульбашкового продування суцільнолитий або складений капілярний вогнетривкий модуль 1 з капілярами 100-330 мкм вставляється в бандаж або обойму 13 або заливається вогнетривкою сумішшю разом з бічними стінками обойми в один прийом до рівня горизонтальних опорних пластин 12, після чого приварюється донна пластина 5 колектора 6, яка має виступи по периметру. До донної плити 5 (фіг.1) або до стінки газорозподільного колектора 6 (фіг.4) приварюється патрубок 7 для підведення газу з відведеннями 8 для з'єднання з патрубками інших аналогічних моноблоків або без відведень 8. При монтажі універсальний моноблок дрібнобульбашкового продування може встановлюватися в робочому шарі висотою h2 на арматурний шар футеровки (фіг.1) або в арматурному шарі висотою h1 на сталевий кожух 11 з прокладкою з азбесту 10 (фіг.4) і з'єднуватися за допомогою муфти 9 з заздалегідь прокладеною в штрабі арматурного шару газопровідною трубкою 14, а також з патрубками інших аналогічних моноблоків. Під час обробки рідкого металу газ поступає по газопровідній трубці 14, з'єднаній за допомогою муфти 9 з патрубком 7, а також з іншими аналогічними моноблоками. Далі через колектор або колекторну систему 6 газ розподіляється по капілярах 2-у перерізі 100-330 мкм і поступає у вигляді дрібних бульбашок в ємкість, заповнену розплавом металу. Режими подачі інертного газу розраховуються на підставі вихідних даних відповідно до поставленого завдання і контролюються за допомогою контрольно-вимірювальних приладів. Таким чином, завдяки зміні конструкції універсального моноблока дрібнобульбашкового продування шляхом установки у газорозподільному колекторі горизонтальних опорних пластин, які жорстко з'єднані із стінками обойми або бандажа, і ширина кожної з цих пластин менша відстані між щілинними капілярами модуля або між рядами циліндричних капілярів; на ці пластини на жароміцному клеї встановлюється без зазорів вогнетривкий капілярний модуль; бандаж або обойма у своїй нижній частині має штифти, які входять на 2-7 мм в вогнетривкий капілярний модуль; між стінками бандажа або обойми і бічною поверхнею капілярного модуля можуть щільно вставлятися замкові пластини; патрубок для підведення газу може виходити з донної пластини вертикально вниз або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора моноблока, або мати Г-подібну конфігурацію, технічна задача щодо збільшення надійності під час експлуатації, збільшення ресурсу, а також збільшення варіантів розташування в різних металургійних ємкостях з метою скорочення часу виплавки металу та прискорення його рафінування, дегазації і гомогенізації по хімічному складу і температурі, повністю вирішена. Джерела інформації: 1. "Моноблок дрібнобульбашкового продування у індукційній печі". Патент UA 64509. Опубліковано 10.11.2011, бюл. №21/2011. 2. "Моноблок дрібнобульбашкового продування для ливарних и проміжних ковшів". Патент UA 66356. Опубліковано 26.12.2011, бюл. №24/2011. 3. "Моноблок дрібнобульбашкового продування". Патент UA 63627. Опубліковано 10.10.2011, бюл. №19/2011. 3 UA 71798 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Універсальний моноблок дрібнобульбашкового продування з суцільнолитим або складеним капілярним вогнетривким модулем, встановленим в бандаж або обойму з газорозподільним колектором або колекторною системою, з патрубком для підведення газу у своїй нижній частині з відведеннями для з'єднання з патрубками інших аналогічних моноблоків або без відведень, донна пластина колектора має виступи по периметру, який відрізняється тим, що газорозподільний колектор має горизонтальні опорні пластини, які жорстко з'єднані із стінками обойми або бандажа, ширина кожної з цих пластин менше відстані між щілинними капілярами модуля або рядами циліндрічних капілярів, на ці пластини на жароміцному клеї встановлений без зазорів вогнетривкий капілярний модуль з капілярами 100-330 мкм. 2. Універсальний моноблок за п. 1, який відрізняється тим, що бандаж або обойма у своїй нижній частині має штифти, які входять на 2-7 мм в вогнетривкий капілярний модуль. 3. Універсальний моноблок за п. 1, який відрізняється тим, що між стінками бандажа або обойми і бічною поверхнею суцільнолитого або складеного капілярного модуля можуть щільно вставлятися замкові пластини. 4. Універсальний моноблок за пп. 1-3, який відрізняється тим, що патрубок для підведення газу може виходити з донної пластини вертикально вниз або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора моноблока, або мати Г-подібну конфігурацію. 4 UA 71798 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5