Моноблок донної продувки рідкого металу

Реферат: UA 97424 U UA 97424 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 в дугових сталеплавильних печах і в ковшах ємністю від 0,1 т до 430 т з метою скорочення часу виплавки металу та прискорення його рафінування, дегазації, а також гомогенізації по хімічному складу і температурі. Відомий "Універсальний моноблок дрібнобульбашкового продування" [1] з суцільнолитим або складеним вогнетривким капілярним модулем з капілярами 100-330 мкм, встановленим в обойму з газорозподільною колекторною системою з патрубком для підведення газу з відведеннями для з'єднання з іншими патрубками або без відведень, причому патрубок для підведення газу може виходити з дна моноблоку або вертикально вниз, або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора, або мати Г-подібну конфігурацію; між стінками обойми і бічною поверхнею капілярного модуля можуть вставлятися замкові пластини; основа колектора (дно моноблока) має виступи по периметру; при монтажі моноблок з'єднується за допомогою муфти з заздалегідь прокладеною в штрабі газопровідною трубкою аргонопроводу. Це технічне рішення використано як прототип. Недоліками такого пристрою є те, що: - стінки газорозподільної колекторної системи не захищені вогнетривом від аварійного попадання розплаву між стінками обойми і капілярним модулем в середину колекторної системи в разі теплового розширення обойми і дії феростатичного тиску, в результаті чого розплав може проникнути в сопло і патрубок підведення газу, що буде причиною неможливості подальшої роботи моноблока в металургійної ємності; таким чином, такий пристрій не може надійно експлуатуватися в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в промковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю від 5 до 430 т і в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т; - газорозподільний колектор має горизонтальні опорні пластини під капілярним модулем, які жорстко з'єднані із стінками обойми, але вони можуть деформуватися, в результаті втрати пружності при високих температурах, а також під дією феростатичного тиску металу в металургійній ємності на капілярний модуль, що може привести до втрати працездатності капілярного модуля і моноблока в цілому; - внутрішній простір колекторної системи може заповнятися вогнетривким гранулятом, але на практиці у різних випадках більш раціональним заповнювачем можуть бути також порошкоподібні фракції 2-3 мм або колотий вогнетрив, або кульки чи дріб із жароміцного матеріалу; - відсутній контроль гранично допустимого зносу продувального пристрою. Технічна задача корисної моделі: - збільшення надійності моноблока донної продувки рідкого металу під час експлуатації цього продувального пристрою в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в промковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю від 5 до 430 т і в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, а також збільшення безпеки від проривів металу; - можливість контролю гранично допустимого зносу продувального пристрою. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в газорозподільній колекторній системі по її периметру є вогнетривкий шар, який може бути виконаним як одне ціле з вогнетривким капілярним модулем, або може бути утворений периметральними вогнетривкими плитами; в газорозподільному колекторі є прямокутні або квадратні опори із жаростійкого або вогнетривкого матеріалу і газорозподільна опора із жаростійкого матеріалу, в якій знаходиться сопло, з яким з'єднується патрубок для підведення газу; газорозподільна колекторна система може бути заповненою обезпиленими вогнетривкими гранульованими, або порошкоподібними фракціями 2-3 мм, або колотими матеріалами, або кульками чи дробом із жароміцного матеріалу; в капілярному модулі виконується горизонтальний канал, який грає роль маяка при відпрацюванні моноблока до гранично допустимого ступеня зносу. Загальною з прототипом суттєвою ознакою корисної моделі є: - суцільнолитий або складений капілярний вогнетривкий модуль з капілярами 100-330 мкм, встановлений в обойму з газорозподільною колекторною системою з патрубком для підведення газу з відведеннями для з'єднання з іншими патрубками або без відведень, причому патрубок для підведення газу може виходити з дна моноблока вертикально вниз або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора, або мати Г-подібну конфігурацію; - між стінками обойми і бічною поверхнею капілярного модуля можуть вставлятися замкові пластини; - основа колектора (дно моноблока) має виступи по периметру; - при монтажі моноблок з'єднується за допомогою муфти з заздалегідь прокладеною в штрабі газопровідною трубкою аргонопроводу. 1 UA 97424 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відмінні від прототипу істотні ознаки корисної моделі наступні: - в газорозподільній колекторній системі по її периметру є вогнетривкий шар, який може бути виконаним як одне ціле з капілярним модулем або може бути утворений периметральними вогнетривкими плитами; - в газорозподільному колекторі є прямокутні або квадратні опори із жаростійкого або вогнетривкого матеріалу і газорозподільна опора із жаростійкого матеріалу, в якій знаходиться сопло, з яким з'єднується патрубок для підведення газу; - газорозподільна колекторна система може бути заповненою обезпиленими вогнетривкими гранульованими, або порошкоподібними фракціями 2-3 мм, або колотими матеріалами, або кульками чи дробом із жароміцного матеріалу; - в капілярному модулі виконується горизонтальний канал, який грає роль маяка при відпрацюванні моноблока до гранично допустимого ступеня зносу. 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 моноблока донной продувки рідкого металу і збільшення безпеки від проривів металу під час експлуатації цього продувального пристрою в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в промковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю від 5 до 430 т і в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, а також можливість контролю гранично допустимого зносу продувального пристрою, - існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступними доказами. Коли в газорозподільній колекторній системі по її периметру є вогнетривкий шар, який може бути виконаним як одне ціле з капілярним модулем, або може бути утворений периметральними вогнетривкими плитами, то, при аварійному попаданні розплаву між стінками обойми і бічною поверхнею капілярного модуля, рідкий метал не зможе потрапити всередину газорозподільної колекторної системи через її стінки - працездатність продувального пристрою при цьому зберігається. При проникненні розплаву через частково порушені (розширені) капіляри в зону газорозподільної колекторної системи, рідкий метал буде кристалізуватися на поверхні обезпиленого вогнетривкого заповнювача, - який може бути також гранульованими або порошкоподібними фракціями 2-3 мм, або колотим, або кульками чи дробом із жароміцного матеріалу, - і працездатність моноблоку залишається. Прямокутні або квадратні опори із жаростійкого або вогнетривкого матеріалу і газорозподільна опора із жаростійкого матеріалу, в якій знаходиться сопло, з яким з'єднується патрубок для підведення газу, здатні витримати значно більші навантаження при феростатичному тиску, ніж горизонтальні пластини, приварені до стінок обойми моноблока. Завдяки тому, що в капілярному модулі є горизонтальний канал, який грає роль маяка при відпрацюванні моноблока до гранично допустимого ступеня зносу, коли знос моноблока доходить до рівня каналу і канал заповнюється розплавом, то при огляді днища ковша (подини печі) і поверхні продувочного пристрою після чергового розливання, цей канал добре видний, що сигналізує про закінчення кампанії металургійної ємності. Ці чинники збільшують надійність роботи моноблока донної продувки рідкого металу і безпеку від проривів металу, що в процесі експлуатації протягом кампанії металургійної ємкості є найважливішими характеристиками продувального пристрою. Наявність маяка дозволяє вчасно вивести піч або ківш з експлуатації на ремонт або заміну продувального пристрою. Корисна модель пояснюється кресленнями. На фіг. 1 зображений зовнішній вид моноблока донної продувки рідкого металу. На фіг. 2 зображений вид по А-А моноблока донної продувки рідкого металу. На фіг. 3 зображена газорозподільна колекторна система, вид по Б-Б. На кресленнях показані: 1 - обойма; 2 - капілярний модуль з горизонтальним каналом, який грає роль маяка; 3 - газорозподільна колекторна система з вогнетривким шаром, опорами, соплом і вогнетривким або жароміцним матеріалом; 4 - патрубок підведення газу; 5 - сопло; 6 - газорозподільна опора; 7 - прямокутні або квадратні опори; 8 - периметральний вогнетривкий шар колекторної системи (вогнетривкі периметральні плити); 2 UA 97424 U 5 10 15 20 25 30 9 - горизонтальний канал, який грає роль маяка. Газ надходить по патрубку для підведення газу 4 в сопло 5. Далі в колекторної системі 3 газ розподіляється по капілярах капілярного модуля 2. У разі аварійного порушення моноблока, рідкий метал може проникнути між стінкою обойми і капілярним модулем або скрізь деякі порушені (розширені) капіляри, але периметральний вогнетривкий шар 8 (вогнетривкі периметральні плити), а також обезпилений вогнетривкий колотий (або гранульований, або порошкоподібними фракціями 2-3 мм, або кульками чи дробом із жароміцного матеріалу) матеріал в колекторної системі 3 виключають можливість пропалювання сопла 5 і попадання розплаву в патрубок підведення газу 4. Феростатичний тиск не зможе деформувати колекторну систему 3 завдяки наявності прямокутних або квадратних опор 7 із жаростійкого або вогнетривкого матеріалу. В процесі зносу моноблока під час експлуатації його висота зменшується до рівня каналу 9, який добре буде видно після розливання, що є сигналом для виведення ковша в ремонт. Таким чином, завдяки зміні конструкції моноблока донної продувки рідкого металу шляхом виконання в газорозподільній колекторній системі по її периметру вогнетривкого шару, який може бути виконаним як одне ціле з капілярним модулем, або може бути утворений периметральними вогнетривкими плитами; наявності в газорозподільної колекторної системі прямокутних або квадратних опор із жаростійкого або вогнетривкого матеріалу і газорозподільної опори із жаростійкого матеріалу, в якій знаходиться сопло, з яким з'єднується патрубок для підведення газу, а також заповнення газорозподільної колекторної системи обезиленими вогнетривкими гранульованими або порошкоподібними фракціями 2-3 мм, або колотими матеріалами, або кульками чи дробом із жароміцного матеріалу, при тому що в капілярному модулі виконується горизонтальний канал, який грає роль маяка при відпрацюванні моноблока до гранично допустимого ступеня зносу, технічна задача, - що до збільшення надійності моноблока донної продувки рідкого металу під час експлуатації цього продувального пристрою в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в промковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю від 5 до 430 т і в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, а також збільшення безпеки від проривів металу і можливість контролю гранично допустимого зносу моноблока донної продувки рідкого металу, - повністю вирішена. Джерела інформації: 1. "Універсальний моноблок дрібнобульбашкового продування". Патент UA 71798. Опубліковано 25.07.2012, бюл. №14/2012. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 1. Моноблок донної продувки рідкого металу з суцільнолитим або складеним вогнетривким капілярним модулем з капілярами 100-330 мкм, встановленим в обойму з газорозподільною колекторною системою з патрубком для підведення газу з відведеннями для з'єднання з іншими патрубками або без відведень, причому патрубок для підведення газу може виходити з дна моноблока або вертикально вниз, або горизонтально з бічної стінки газорозподільного колектора, або мати Г-подібну конфігурацію; між стінками обойми і бічною поверхнею капілярного модуля можуть вставлятися замкові пластини; основа колектора (дно моноблока) має виступи по периметру; при монтажі моноблок з'єднується за допомогою муфти з заздалегідь прокладеною в штрабі газопровідною трубкою аргонопроводу, який відрізняється тим, що з метою збільшення надійності моноблоків донної продувки рідкого металу під час експлуатації цього продувального пристрою в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в промковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю від 5 до 430 т і в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, а також з метою контролю гранично допустимого зносу продувального пристрою і безпеки від проривів металу, - в газорозподільній колекторній системі по її периметру є вогнетривкий шар, який може бути виконаним як одне ціле з капілярним модулем, або може бути утворений периметральними вогнетривкими плитами. 2. Моноблок донної продувки рідкого металу за п. 1, який відрізняється тим, що в газорозподільному колекторі є прямокутні або квадратні опори із жаростійкого або вогнетривкого матеріалу і газорозподільна опора із жаростійкого матеріалу, в якій знаходиться сопло, з яким з'єднується патрубок для підведення газу. 3. Моноблок донної продувки рідкого металу за пп. 1, 2 який відрізняється тим, що газорозподільна колекторна система може бути заповненою обезпиленими вогнетривкими гранульованими або порошкоподібними фракціями 2-3 мм, або колотими матеріалами, або кульками чи дробом із жароміцного матеріалу. 3 UA 97424 U 4. Моноблок донної продувки рідкого металу за пп. 1, 2 який відрізняється тим, що з метою безпеки від проривів металу в капілярному модулі виконується горизонтальний канал, який грає роль маяка при відпрацюванні моноблока до гранично допустимого ступеня зносу. 4 UA 97424 U 5 UA 97424 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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 6