RU2773449C1 - Slag pot for an electric arc furnace - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and can be used in mechanical engineering, automobile and tractor construction when producing cast iron castings in electric arc furnaces. The slag pot is made by welding from sheet metal of varying thicknesses: the central frame is made of rectangular-section steel from at least four parts forming a rectangular frame with the parts extending therefrom, forming an octagonal prism reinforced with a ribbing mesh in order to ensure rigidity of the structure constituting two closed contours: upper and lower, of ribs, and with transverse ribs between the contours and the central frame, steel hooks are made on two opposite sides.

EFFECT: creation of a lightweight structure of a hollow steel welding slag pot reinforced with stiffening ribs, at a lower cost compared to a cast iron one, due to the lower weight, and with an increased resource due to the greater thermal load and erosion resistance.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к чёрной металлургии, в частности к конструкции шлаковни для сбора шлака при выплавке чугуна в электродуговых печах.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the design of a slag tank for collecting slag during iron smelting in electric arc furnaces.

Изобретение предназначено для долговременного приёма шлака в процессе выплавки чугуна в электродуговой печи с возможностью восстановительного ремонта сваркой.The invention is intended for long-term slag intake in the process of iron smelting in an electric arc furnace with the possibility of repair by welding.

Известны конструкции шлаковен – несущих ковшей, изготовленных из стального литья, предназначенные для сбора расплавленного или твердого шлака, генерируемого во металлургических или химических процессов, удержания его во время транспортировки и хранении в месте утилизации –https://russian.alibaba.com/product-detail/cast-steel-slag-pot-ladle-with-very-good-quality-60128969031.html просмотрено 15.01.2020. Недостатком данных конструкций является их низкая ремонтопригодность и высокая цена.The designs of slag pits are known - carrying ladles made of steel casting, designed to collect molten or solid slag generated in metallurgical or chemical processes, hold it during transportation and storage at a disposal site -https://russian.alibaba.com/product- detail/cast-steel-slag-pot-ladle-with-very-good-quality-60128969031.html viewed on 01/15/2020. The disadvantage of these designs is their low maintainability and high price.

Известна конструкция литой чугунной шлаковни по авторскому свидетельству SU № 1161559, приоритет от 08.07.1983, выбранная в качестве прототипа, содержащая кронштейн, днище и наклонные боковые стенки, причем днище сопряжено с боковыми стенками по радиусу, величину которого рассчитывают по формуле. Её недостатками являются: повышенная стоимость за счёт увеличенной массы; отсутствие возможности ремонта сваркой ввиду неудовлетворительной свариваемости чугуна; низкая термонагруженность и стойкость к разгару, обуславливающие малый ресурс до появления критических трещин.A well-known design of cast iron slag according to author's certificate SU No. 1161559, priority dated 07/08/1983, selected as a prototype, containing a bracket, a bottom and inclined side walls, and the bottom is associated with the side walls along a radius, the value of which is calculated by the formula. Its disadvantages are: increased cost due to increased mass; inability to repair by welding due to unsatisfactory weldability of cast iron; low thermal load and resistance to heat, causing a small resource before the appearance of critical cracks.

Таким образом, технической задачей настоящего изобретения является разработка ремонтопригодной конструкции шлаковни для приёма шлака в процессе выплавки чугуна в электродуговой печи с увеличенным ресурсом работы. Thus, the technical objective of the present invention is the development of a maintainable design of the slag for receiving slag in the process of iron smelting in an electric arc furnace with an extended service life.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в изготовлении шлаковни для электродуговой печи следующей конструкции (фиг. 1, 2) из малоуглеродистой стали с хорошей свариваемостью, усиленной рёбрами жёсткости. The technical result in the implementation of the invention consists in the manufacture of slag for an electric arc furnace of the following design (Fig. 1, 2) from low-carbon steel with good weldability, reinforced with stiffeners.

Поставленная задача решается тем, что разработана облегчённая конструкция полой стальной сварной шлаковни с наклонными боковыми стенками, усиленная рёбрами жёсткости, имеющая меньшую стоимость по сравнению с литой чугунной за счёт меньшей массы и обладающая увеличенным ресурсом за счёт большей термонагруженности и стойкости к разгару.The problem is solved by the fact that a lightweight design of a hollow steel welded slag tank with inclined side walls, reinforced with stiffeners, which has a lower cost compared to cast iron due to its lower mass and has an increased resource due to greater thermal loading and resistance to heat, has been developed.

Шлаковня с наклонными боковыми стенками, отличающаяся тем, что выполнена полой из соединенного сваркой листового стального металла разной толщины, при этом центральный каркас выполнен из стали прямоугольного сечения, по меньшей мере, из четырёх деталей, образующих прямоугольную раму, отходящими от него деталями, образующими восьмигранную призму, усиленную сеткой оребрения, включающей верхний и нижний замкнутые контуры из рёбер для обеспечения жёсткости конструкции, выполненной из стального проката, а также поперечные ребра между контурами и центральной рамой, с двух противоположных сторон вместо боковых кронштейнов имеет крюки, изготовленные из стали, крюки разнесены на максимально возможное расстояние друг от друга для обеспечения устойчивости при кантовке и перемещении, зев крюка обеспечивает надёжный и безопасный захват стропа.Slag box with inclined side walls, characterized in that it is made hollow from welded steel sheet metal of different thicknesses, while the central frame is made of steel of rectangular section, at least from four parts forming a rectangular frame, parts extending from it , forming an octahedral a prism reinforced with a ribbed mesh, including upper and lower closed contours of ribs to ensure the rigidity of the structure made of rolled steel , as well as transverse ribs between the contours and the central frame, on two opposite sides, instead of side brackets, it has hooks made of steel, the hooks are spaced apart at the maximum possible distance from each other to ensure stability when tilting and moving, the mouth of the hook provides a reliable and safe grip on the sling.

Расстояние между верхним и нижним контурами сетки оребрения, в частных случаях, обусловленных изготовлением шлаковен различных размеров, а также для повышения технологичности изготовления, может варьироваться от 210 до 216 мм. В частных случаях, обусловленных размерами оборудования, расположенного рядом со шлаковней и расстояниями между ним, зев крюка может быть выполнен шириной от 95 до 105 мм и глубиной от 135 до 142 мм. The distance between the upper and lower contours of the fin mesh, in particular cases, due to the manufacture of slags of various sizes, as well as to improve the manufacturability of manufacture, can vary from 210 to 216 mm. In special cases, due to the size of the equipment located next to the slag tank and the distances between it, the hook mouth can be made from 95 to 105 mm wide and 135 to 142 mm deep.

Стальная сварная шлаковня (фиг. 1) по сравнению с литой чугунной: имеет меньшую массу за счет использования полой конструкции, а также использования деталей меньшей толщины в конструкции и, соответственно, обладает меньшей стоимостью; ремонтопригодна за счёт возможности заварки/наплавки эксплуатационных трещин; ввиду меньшего уровня остаточных напряжений медленнее подвергается разгару (имеет повышенную трещиностойкость). Шлаковня устанавливается на рельсовую тележку в приямке под печью. Для исключения разбрызгивания на шлаковне размещается стакан (фиг. 2).Steel welded slag (Fig. 1) compared to cast iron: has a lower mass due to the use of a hollow structure, as well as the use of thinner parts in the structure and, accordingly, has a lower cost; maintainable due to the possibility of welding / surfacing of operational cracks; due to the lower level of residual stresses, it is slower exposed to heat (has increased crack resistance). The slag tank is installed on a rail cart in the pit under the furnace. To prevent splashing, a glass is placed on the slag tank (Fig. 2).

Исследования, проведённые по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая конструкция шлаковни неизвестна и явным образом не следует из изученного уровня техники, то есть соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».Studies conducted on sources of patent and scientific and technical information have shown that the claimed design of the slag is unknown and does not explicitly follow from the studied state of the art, that is, it meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Произведены сравнительные испытания уже действующих шлаковен, используемых при выплавке чугуна в электродуговых печах металлургического производства предприятия и спроектированного и изготовленного опытного образца - стальной сварной полой шлаковни, усиленной рёбрами жёсткости. Спроектированные и выполненные таким образом части шлаковни, в частности, рама каркаса и отходящие от нее детали конструкции, образующие восьмигранную призму, причем усиленную сеткой оребрения шлаковни, в отличие от шлаковни из чугуна, в случае прогара, оперативно заменяют идентичными деталями, с учетом расстояния между верхним и нижним контурами сетки ореберения, присоединяемые сваркой, что позволяет многократно увеличивать срок службы шлаковни. Крюки, расположенные на максимально возможном расстоянии друг от друга на противоположных боковых сторонах шлаковни, ограниченном габаритами шлаковни и возможностями крана, перемещающему шлаковню, позволяют обеспечить устойчивость при кантовке и перемещении, зев каждого из крюков, с учетом его ширины и глубины, обеспечивает надёжный и захват стропа, что повышает безопасность при использовании шлаковни данной конструкции.Comparative tests of existing slag pits used in the smelting of cast iron in electric arc furnaces of the metallurgical production of the enterprise and the designed and manufactured prototype - steel welded hollow slag pit, reinforced with stiffeners, were carried out. The parts of the slag box designed and made in this way, in particular, the frame frame and the structural parts extending from it, forming an octahedral prism, and the slag box reinforced with a ribbed mesh, unlike cast iron slag box, in case of burnout, are promptly replaced with identical parts, taking into account the distance between upper and lower contours of the grid are ribs, attached by welding, which makes it possible to multiply the service life of the slag tank. Hooks located at the maximum possible distance from each other on opposite sides of the slag box, limited by the dimensions of the slag box and the capabilities of the crane moving the slag box, allow for stability during tilting and movement, the opening of each of the hooks, taking into account its width and depth, provides a reliable grip sling, which increases safety when using the slag of this design.

Заявляемая конструкция шлаковни может быть использована в условиях чугунолитейного производства и соответствует критерию «промышленная применимость». В качестве примера приведена полая шлаковня 1 (фиг. 1), изготовленная сваркой из листового металла разной толщины, при этом центральный каркас выполнен из стали прямоугольного сечения, из четырёх деталей 2, образующих прямоугольную раму 1000×1700 мм, с отходящими от него деталями 3 толщиной 20 мм, образующими восьмигранную призму, усиленную сеткой оребрения, для обеспечения жёсткости конструкции, выполненной из металла толщиной 30 мм, представляющей собой два замкнутых контура: верхнего – 4 и нижнего – 5, состоящих из рёбер высотой 150 мм, с расстоянием между контурами 215 мм, и поперечными ребрами 6, 8 между контурами 4, 5 и деталями 2 центрального каркаса прямоугольной рамы, причем с двух противоположных сторон шлаковня имеет крюки 7 для кантовки и перемещения шлаковни. Зев каждого крюка (с размерами шириной 100 мм и глубиной 140 мм), изготовлен из стали 60 мм. За счет максимально расположенных относительно друг друга и корпуса шлаковни крюков обеспечивается не только максимальная устойчивость при кантовке и перемещении, но и надёжный и безопасный захват стропа. The proposed design of the slag can be used in the iron foundry and meets the criterion of "industrial applicability". As an example, a hollow slag pit 1 (Fig. 1) is shown, made by welding from sheet metal of different thicknesses, while the central frame is made of steel of rectangular section, from four parts 2, forming a rectangular frame 1000 × 1700 mm, with parts extending from it 3 20 mm thick, forming an octahedral prism, reinforced with a finned mesh to ensure the rigidity of the structure, made of metal 30 mm thick, which consists of two closed contours: the upper one - 4 and the lower one - 5, consisting of ribs 150 mm high, with a distance between the contours of 215 mm, and transverse ribs 6, 8 between the contours 4, 5 and parts 2 of the central frame of the rectangular frame, and on two opposite sides the slag has hooks 7 for tilting and moving the slag. The mouth of each hook (with dimensions 100 mm wide and 140 mm deep) is made of 60 mm steel. Due to the hooks located as far as possible relative to each other and the body of the slag box, not only maximum stability during tilting and movement is ensured, but also a reliable and safe grip of the sling.

Шлаковня 1 располагается в производственном комплексе электродуговой печи и обеспечивающего её работу оборудования для выплавки чугуна, в который входит, в частности, плавильная печь 9, а также установленный на шлаковню 1 стакан 10, в свою очередь стакан 10 со шлаковней 1 расположены на тележке 11, которая после заполнения шлаком 13 перемещается по рельсам 12 из зоны выплавки чугуна (фиг. 2).The slag tank 1 is located in the production complex of the electric arc furnace and the equipment for smelting iron that ensures its operation, which includes, in particular, the melting furnace 9, as well as the glass 10 installed on the slag tank 1, in turn, the glass 10 with the slag tank 1 are located on the cart 11, which, after filling with slag 13, moves along rails 12 from the iron smelting zone (Fig. 2).

Claims (3)

1. Шлаковня для электродуговой печи с наклонными боковыми стенками, отличающаяся тем, что выполнена полой из соединенных сваркой стальных разнотолщинных деталей, при этом центральный каркас выполнен из стали прямоугольного сечения по меньшей мере из четырёх деталей, образующих прямоугольную раму отходящими от него деталями, образующими восьмигранную призму, усиленную сеткой оребрения, включающей верхний и нижний замкнутые контуры из рёбер, а также поперечные ребра между контурами и центральной рамой, с двух противоположных сторон выполнены крюки, расположенные на максимально возможном расстоянии друг от друга для обеспечения устойчивости при кантовке и перемещении. 1. A slag tank for an electric arc furnace with inclined side walls, characterized in that it is made hollow of steel parts of different thicknesses connected by welding, while the central frame is made of steel of rectangular section of at least four parts forming a rectangular frame with parts extending from it forming an octahedral a prism reinforced with a finned mesh, including upper and lower closed contours of ribs, as well as transverse ribs between the contours and the central frame, hooks are made on two opposite sides, located at the maximum possible distance from each other to ensure stability during tilting and movement. 2. Шлаковня для электродуговой печи по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между верхним и нижним контурами сетки оребрения составляет от 210 до 216 мм.2. Slag for an electric arc furnace according to claim 1, characterized in that the distance between the upper and lower contours of the finned mesh is from 210 to 216 mm. 3. Шлаковня для электродуговой печи по п. 1, отличающаяся тем, что зев крюка выполнен шириной от 95 до 105 мм и глубиной от 135 до 142 мм.3. Slag for an electric arc furnace according to claim 1, characterized in that the mouth of the hook is made from 95 to 105 mm wide and from 135 to 142 mm deep.

Images