RU200360U1 - STEEL BUCKET - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области металлургии. Сталеразливочный ковш содержит стальной кожух (1), теплоизоляционный (2), арматурный (3) и рабочий (4) слои футеровки и, установленные в дне, продувочные и сталевыпускные блоки. Рабочий слой футеровки дна выполнен из огнеупорного бетона, содержащего не менее 85% AlOи не менее 5% MgO, и состоит из монолитного опорного кольца (5) и монолитной футеровки дна (6). Внешняя цилиндрическая поверхность монолитного опорного кольца примыкает к арматурному слою футеровки стены, а торцевая – к арматурному слою футеровки дна. Высота монолитного рабочего слоя футеровки дна не менее 250 мм. Толщина монолитного опорного кольца составляет 160-260 мм, а его высота – 0,7-0,9 от высоты рабочего слоя футеровки дна. Между опорным кольцом и монолитной футеровкой дна выполнен сухой шов. Обеспечивается предотвращение опережающего износа футеровки в месте стыка стены и дна ковша и равная стойкость зон футеровки ковша, что позволяет снизить удельный расход огнеупоров. 1 ил.The utility model relates to the field of metallurgy. The steel-pouring ladle contains a steel casing (1), heat-insulating (2), reinforcing (3) and working (4) layers of the lining and, installed in the bottom, blowing and steel outlet blocks. The working layer of the bottom lining is made of refractory concrete containing at least 85% AlO and at least 5% MgO, and consists of a monolithic support ring (5) and a monolithic bottom lining (6). The outer cylindrical surface of the monolithic support ring is adjacent to the reinforcing layer of the wall lining, and the end surface - to the reinforcing layer of the bottom lining. The height of the monolithic working layer of the bottom lining is at least 250 mm. The thickness of the monolithic support ring is 160-260 mm, and its height is 0.7-0.9 of the height of the working layer of the bottom lining. A dry joint is made between the support ring and the monolithic bottom lining. EFFECT: prevention of advanced wear of the lining at the junction of the wall and the bottom of the ladle and equal durability of the zones of the ladle lining, which makes it possible to reduce the specific consumption of refractories. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к металлургии, в частности, к футеровке сталеразливочных ковшей.The utility model relates to metallurgy, in particular, to the lining of steel-pouring ladles.

Известен сталеразливочный ковш с огнеупорным дном (патент RU 2095192, В22Д 41/02)), содержащий металлический кожух, арматурный и рабочие слои футеровки, при этом рабочий слой футеровки стены выполнен из периклазоуглеродистых штучных изделий (кирпичей), а дно - из периклазохромитовых формованных огнеупоров.Known steel-pouring ladle with a refractory bottom (patent RU 2095192, V22D 41/02)) containing a metal casing, reinforcing and working layers of the lining, while the working layer of the wall lining is made of periclase-carbon piece products (bricks), and the bottom is made of periclase-chromite molded refractories ...

Недостатком известного ковша является недостаточная стойкость его футеровки. Это объясняется тем, что в процессе его эксплуатации происходит интенсивное размывание рабочего слоя футеровки стен и дна потоками жидкой стали, а также в результате химического взаимодействия кирпичной футеровки с компонентами стали и шлака. Кроме того, в процессе эксплуатации ковша износ компонентов футеровки рабочего слоя стены и дна происходит с различной интенсивностью, что приводит к преждевременному выводу ковшей из оборота и необходимости их ремонта.The disadvantage of the known ladle is the insufficient durability of its lining. This is due to the fact that during its operation there is an intensive erosion of the working layer of the lining of the walls and bottom by flows of liquid steel, as well as as a result of the chemical interaction of the brick lining with components of steel and slag. In addition, during the operation of the bucket, the wear of the components of the lining of the working layer of the wall and bottom occurs with different intensity, which leads to the premature withdrawal of the buckets from circulation and the need for their repair.

Известен сталеразливочный ковш (патент RU 50894, В22Д 41/00) содержащий стальной корпус и огнеупорную футеровку стен и дна, состоящую из теплоизоляционного, арматурного и рабочего слоя, выполненного из периклазоуглеродистых кирпичей, в месте сопряжения рабочего слоя боковых стен и рабочего слоя дна выполнен зазор, заполненный огнеупорной массой, над которым выполнен выступ из кирпичей высотой 0,03-0,05 высоты ковша.Known steel-pouring ladle (patent RU 50894, V22D 41/00) containing a steel body and a refractory lining of the walls and bottom, consisting of a heat-insulating, reinforcing and working layer made of periclase-carbon bricks, a gap is made at the junction of the working layer of the side walls and the working layer of the bottom filled with a refractory mass, above which a protrusion of bricks with a height of 0.03-0.05 ladle height is made.

Недостатком известного сталеразливочного ковша является низкая стойкость футеровки ковша и длительные простои ковша в ремонте.The disadvantage of the known steel-pouring ladle is the low durability of the ladle lining and long downtime of the ladle for repair.

Это происходит в результате того, что выступ из кирпичей, защищающий футеровку боковых стенок от размывания потоками жидкой стали, в процессе эксплуатации ковша при его кантовке для слива остатков шлакометаллического расплава выпадает из ковша, боковые стенки ковша остаются незащищенными, футеровка стен размывается, и ковш выводится из работы раньше времени.This happens as a result of the fact that the protrusion of bricks, which protects the lining of the side walls from erosion by streams of liquid steel, during the operation of the ladle, when it is tilted to drain the remnants of the slag-metal melt, falls out of the ladle, the side walls of the ladle remain unprotected, the lining of the walls is eroded, and the ladle is removed from work ahead of time.

Технический результат, достигаемый в заявляемой полезной модели, заключается в повышении стойкости рабочей футеровки дна сталеразливочного ковша, обеспечивающей возможность снижения удельного расхода огнеупоров.The technical result achieved in the claimed utility model consists in increasing the durability of the working lining of the bottom of the steel-pouring ladle, which makes it possible to reduce the specific consumption of refractories.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в сталеразливочном ковше, содержащем стальной кожух с футеровкой стен и дна, состоящей из теплоизоляционного, арматурного и рабочего слоев, и установленные в нем продувочные и сталевыпускные блоки, в соответствии с полезной моделью, нижняя часть рабочего слоя футеровки дна выполнена из огнеупорного бетона, содержащего не менее 85% Al₂O₃ и не менее 5% MgO, и состоит из монолитного опорного кольца, внешняя цилиндрическая поверхность которого примыкает к арматурному слою футеровки стены, а торцевая - к арматурному слою футеровки дна, и монолитного рабочего слоя футеровки дна высотой не менее 250 мм, с сухим швом между опорным кольцом и монолитной футеровкой дна, при этом толщина опорного кольца составляет 160-260 мм, а его высота составляет 0,7-0,9 от высоты рабочего слоя монолитной футеровки дна.The specified technical result is achieved due to the fact that in a steel-pouring ladle containing a steel casing with a wall and bottom lining, consisting of heat-insulating, reinforcing and working layers, and blowing and steel outlet blocks installed in it, in accordance with the utility model, the lower part of the working layer the bottom lining is made of refractory concrete containing at least 85% Al ₂ O ₃ and at least 5% MgO, and consists of a monolithic support ring, the outer cylindrical surface of which is adjacent to the reinforcing layer of the wall lining, and the end surface to the reinforcing layer of the bottom lining, and a monolithic working layer of the bottom lining with a height of at least 250 mm, with a dry seam between the support ring and the monolithic bottom lining, while the thickness of the support ring is 160-260 mm, and its height is 0.7-0.9 of the height of the working layer of the monolithic bottom lining.

Выполнение рабочей футеровки дна с опорным кольцом позволяет защитить место сопряжения футеровки стен и дна, т.к. бетонная рабочая футеровка дна выполняется внахлест к футеровке стены. Благодаря более высокой прочности огнеупорного бетона на основе табулярного глинозема нижняя часть стен меньше подвергается эрозии потоками жидкого металла во время выпуска его из плавильного агрегата. Кроме того, такое исполнение рабочей футеровки предотвращает затекание жидкого металла встык между футеровкой стены и дна из-за отсутствия прямого шва. Из-за низкой теплопроводности огнеупорного бетона на футеровке в месте стыка образуется шлакометаллический гарнисаж, который дополнительно защищает от эрозии и снижает вероятность прохода металла.Execution of a working lining of the bottom with a support ring allows to protect the place of conjugation of the lining of the walls and the bottom, because the concrete working bottom lining is overlapped to the wall lining. Due to the higher strength of refractory concrete based on tabular alumina, the lower part of the walls is less exposed to erosion by flows of liquid metal during its discharge from the smelter. In addition, this design of the working lining prevents the flow of liquid metal butt between the wall and bottom lining due to the absence of a straight seam. Due to the low thermal conductivity of refractory concrete, a slag-metal skull is formed on the lining at the junction, which additionally protects against erosion and reduces the likelihood of metal passage.

Толщина опорного кольца выбирается исходя из толщины оксидуглеродистых кирпичей, применяемых в рабочей футеровке стены и варьируется от 160 до 260 мм. Увеличение толщины опорного кольца выше 260 мм уменьшает площадь сухого шва между опорным кольцом и огнеупорной футеровкой дна, что может привести к повышенному расходу огнеупора при зачистке дна и даже к выпадению монолитной футеровки дна при кантовке ковша. При снижении толщины опорного кольца ниже 160 мм на нем невозможно будет выложить рабочую футеровку стены, что не позволит достичь технического результата.The thickness of the support ring is selected based on the thickness of oxide-carbon bricks used in the working wall lining and varies from 160 to 260 mm. An increase in the thickness of the support ring above 260 mm reduces the area of the dry joint between the support ring and the refractory bottom lining, which can lead to increased consumption of refractory when cleaning the bottom and even to the loss of a monolithic bottom lining when tilting the ladle. If the thickness of the support ring is reduced below 160 mm, it will be impossible to lay out the working lining of the wall on it, which will not allow achieving the technical result.

Высота опорного кольца зависит от высоты рабочего слоя футеровки дна, а также от высоты оксидуглеродистых кирпичей, и выбирается с таким условием, чтобы рабочий слой дна перекрыл 0,5 или 1,5 ряда кирпичной рабочей футеровки стены. Увеличение высоты опорного кольца выше 0,9 от толщины рабочего слоя футеровки дна, приведет к повышенному расходу огнеупорного бетона, что не позволит достичь технического результата. Уменьшение высоты опорного кольца ниже 0,7 от толщины рабочего слоя футеровки дна приведет к снижению механической прочности кольца и риску его разрушения под весом футеровки стены, что в свою очередь приведет к преждевременному выводу ковша из работы и не достижению заявленного технического результата. Минимальная высота рабочего слоя футеровки дна определялась на основании расчета напряжений, возникающих в дне при воздействии струи металла на выпуске, а также под весом столба металла при заполнении ковша. При высоте монолитной футеровки дна меньше 250 мм повышается вероятность разрушения дна в месте падения струи металла из сталеплавильного агрегата, особенно ближе к окончанию кампании ковша, что не позволит достичь технического результата, и может вызвать аварийную ситуацию - проход металла.The height of the support ring depends on the height of the working layer of the bottom lining, as well as on the height of oxide-carbon bricks, and is chosen so that the working layer of the bottom overlaps 0.5 or 1.5 rows of the brick working lining of the wall. An increase in the height of the support ring above 0.9 of the thickness of the working layer of the bottom lining will lead to an increased consumption of refractory concrete, which will not allow achieving the technical result. A decrease in the height of the support ring below 0.7 of the thickness of the working layer of the bottom lining will lead to a decrease in the mechanical strength of the ring and the risk of its destruction under the weight of the wall lining, which in turn will lead to premature withdrawal of the ladle from operation and failure to achieve the declared technical result. The minimum height of the working layer of the bottom lining was determined on the basis of calculating the stresses arising in the bottom when exposed to a metal jet at the outlet, as well as under the weight of a metal column when filling the ladle. When the height of the monolithic bottom lining is less than 250 mm, the probability of bottom destruction in the place where the metal jet falls from the steelmaking unit increases, especially closer to the end of the ladle campaign, which will not allow achieving a technical result, and can cause an emergency situation - metal passage.

Выполнение нижней части рабочего слоя футеровки из огнеупорного бетона на основе табулярного глинозема, содержащего не менее 85% масс. Al₂O₃, обеспечивает высокую огнеупорность, прочность и трещиностойкость футеровки.Execution of the lower part of the working layer of the lining of refractory concrete based on tabular alumina containing at least 85% of the mass. Al ₂ O ₃ , provides high refractoriness, strength and crack resistance of the lining.

Содержание в составе огнеупорного бетона MgO как в виде чистого компонента, так и в виде алюмомагнезиальной шпинели в количестве не менее 5% масс., повышает шлакоустойчивость и эрозионную стойкость огнеупора.The content of MgO in the composition of refractory concrete both in the form of a pure component and in the form of an aluminum-magnesian spinel in an amount of at least 5% by weight, increases the slag resistance and erosion resistance of the refractory.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняет чертеж (фиг. 1), где изображен продольный разрез предлагаемого сталеразливочного ковша.The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing (Fig. 1), which shows a longitudinal section of the proposed steel-pouring ladle.

Сталеразливочный ковш содержит стальной кожух (1), теплоизоляционный (2), арматурный (3) и рабочий (4) слои футеровки. При этом нижняя часть рабочего слоя футеровки дна состоит из опорного кольца (5) и монолитной футеровки дна (6), выполненных из огнеупорного бетона. Толщина опорного кольца (5) S составляет 160-260 мм, а высота h составляет 0,7-0,9 от высоты монолитной рабочей футеровки дна (6) Н.The steel-pouring ladle contains a steel casing (1), heat-insulating (2), reinforcing (3) and working (4) lining layers. In this case, the lower part of the working layer of the bottom lining consists of a support ring (5) and a monolithic bottom lining (6), made of refractory concrete. The thickness of the support ring (5) S is 160-260 mm, and the height h is 0.7-0.9 of the height of the monolithic working bottom lining (6) N.

Футеровка сталеразливочного ковша производится следующим образом. На кожух ковша с помощью огнеупорного клея или шамотного мертеля устанавливаются теплоизоляционные плиты. Производится кладка арматурного слоя стены и дна шамотным или высокоглиноземистым кирпичом. Рабочий монолитный слой дна выполняется в две стадии. Первоначально при помощи шаблона выполняется опорное кольцо. Шаблон центрируется в ковше на расстоянии 160-260 мм от арматурного слоя стены в зависимости от формата кирпича, применяемого в рабочей футеровке стены. Огнеупорный бетон на основе табулярного глинозема с добавлением шпинели, затворенный водой, подается в пространство между шаблоном и арматурной футеровкой стены, после чего проводится его виброукладка при помощи ручных вибраторов. Высота опорного кольца составляет 0,7-0,9 от высоты рабочей футеровки дна. Через 6-8 часов после окончания заливки бетона шаблон удаляется из ковша и проводится кладка 3-4 рядов рабочей футеровки стены периклазоуглеродистыми изделиями. После этого в колодцы арматурной футеровки дна устанавливаются продувочные и сталевыпускные гнездовые блоки, и выполняется заливка рабочей футеровки дна и его виброукладка с помощью ручных вибраторов. При этом в месте контакта уже набравшего прочность, застывшего бетонного опорного кольца, и заливаемой рабочей футеровкой дна после застывания последней образуется так называемый сухой шов. Затем сталеразливочный ковш отправляют на сушку и разогрев футеровки, после чего его отдают в работу.The lining of the steel-pouring ladle is performed as follows. Heat-insulating plates are installed on the bucket casing using refractory glue or fireclay mortar. The reinforcement layer of the wall and bottom is laid with fireclay or high-alumina bricks. The working monolithic bottom layer is performed in two stages. Initially, a support ring is made using a template. The template is centered in the bucket at a distance of 160-260 mm from the wall reinforcement layer depending on the brick format used in the working wall lining. Refractory concrete based on tabular alumina with the addition of spinel, mixed with water, is fed into the space between the template and the reinforcing lining of the wall, after which it is vibrated using hand vibrators. The height of the support ring is 0.7-0.9 times the height of the working bottom lining. 6-8 hours after the end of pouring the concrete, the template is removed from the ladle and 3-4 rows of the working lining of the wall are laid with periclase-carbon products. After that, purge and steel outlet nest blocks are installed in the wells of the bottom reinforcement lining, and the bottom working lining is poured and vibrated using hand vibrators. At the same time, a so-called dry seam is formed at the point of contact between the already hardened concrete support ring and the poured working lining of the bottom after the latter hardens. Then the steel-pouring ladle is sent for drying and heating of the lining, after which it is put into operation.

При выпуске металла в ковш, струя металла воздействует на бойную зону дна ковша, а отраженные потоки размывают нижнюю часть рабочего слоя футеровки стены в месте стыка с дном. После наполнения, ковш с металлом передается на внепечную обработку, а затем на разливку. Длительность нахождения металла в ковше может достигать 300 мин, при этом длительность контакта металла с нижней частью рабочего слоя футеровки стены в среднем на 10-15% превышает этот показатель для верхней части стены и шлакового пояса. Выполнение рабочей футеровки дна с опорным кольцом позволяет защитить место сопряжения футеровки стен и дна, т.к. бетонная рабочая футеровка дна выполняется внахлест к футеровке стены. Кроме того, нижняя часть рабочего слоя футеровки стены изготавливается из высокопрочного огнеупорного бетона на основе табулярного глинозема. Данный бетон имеет предел прочности при 1500°С в 2-3 раза превышающий предел прочности периклазоуглеродистых изделий, а также повышенную трещиностойкость благодаря более низкому термическому коэффициенту линейного расширения. Таким образом, изготовление футеровки дна из огнеупорного бетона с применением опорного кольца позволяет предотвратить опережающий износ футеровки в месте стыка стены и дна и обеспечивает равную стойкость зон футеровки сталеразливочного ковша, что приводит снижению удельного расхода огнеупоров.When the metal is tapped into the ladle, the metal jet affects the bottom of the ladle, and the reflected flows wash out the lower part of the working layer of the wall lining at the junction with the bottom. After filling, the ladle with metal is transferred to out-of-furnace treatment, and then to casting. The duration of the metal in the ladle can reach 300 minutes, while the duration of the metal contact with the lower part of the working layer of the wall lining is on average 10-15% higher than this indicator for the upper part of the wall and the slag belt. Execution of a working lining of the bottom with a support ring allows to protect the place of conjugation of the lining of the walls and the bottom, because the concrete working bottom lining is overlapped to the wall lining. In addition, the lower part of the working layer of the wall lining is made of high-strength refractory concrete based on tabular alumina. This concrete has a tensile strength at 1500 ° C that is 2-3 times higher than the tensile strength of periclase-carbon products, as well as increased crack resistance due to a lower thermal coefficient of linear expansion. Thus, the manufacture of the bottom lining from refractory concrete with the use of a support ring prevents the advance wear of the lining at the junction of the wall and the bottom and ensures equal durability of the lining zones of the steel-pouring ladle, which leads to a decrease in the specific consumption of refractories.

Claims (1)

Сталеразливочный ковш, содержащий стальной кожух с футеровкой стен и дна, состоящей из теплоизоляционного, арматурного и рабочего слоев, и установленные в дне продувочные и сталевыпускные блоки, отличающийся тем, что рабочий слой футеровки дна выполнен из огнеупорного бетона, содержащего не менее 85% Al₂O₃ и не менее 5% MgO, и состоит из монолитного опорного кольца, внешняя цилиндрическая поверхность которого примыкает к арматурному слою футеровки стены, а торцевая – к арматурному слою футеровки дна, и монолитного рабочего слоя футеровки дна высотой не менее 250 мм, с сухим швом между опорным кольцом и монолитным рабочим слоем футеровки дна, при этом толщина монолитного опорного кольца составляет 160-260 мм, а его высота составляет 0,7-0,9 от высоты рабочего слоя футеровки дна.A steel-pouring ladle containing a steel casing with walls and bottom lining consisting of heat-insulating, reinforcing and working layers, and blowing and steel outlet blocks installed in the bottom, characterized in that the bottom lining working layer is made of refractory concrete containing at least 85% Al ₂ O ₃ and not less than 5% MgO, and consists of a monolithic support ring, the outer cylindrical surface of which is adjacent to the reinforcing layer of the wall lining, and the end surface - to the reinforcing layer of the bottom lining, and a monolithic working layer of the bottom lining with a height of at least 250 mm, with a dry a seam between the support ring and the monolithic working layer of the bottom lining, while the thickness of the monolithic support ring is 160-260 mm, and its height is 0.7-0.9 of the height of the working layer of the bottom lining.

Images