[go: up one dir, main page]

RU2776656C1 - Lining of the lower part of the vacuum chamber - Google Patents

Lining of the lower part of the vacuum chamber Download PDF

Info

Publication number
RU2776656C1
RU2776656C1 RU2022106190A RU2022106190A RU2776656C1 RU 2776656 C1 RU2776656 C1 RU 2776656C1 RU 2022106190 A RU2022106190 A RU 2022106190A RU 2022106190 A RU2022106190 A RU 2022106190A RU 2776656 C1 RU2776656 C1 RU 2776656C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inlet pipe
lining
working layer
vacuum chamber
refractory lining
Prior art date
Application number
RU2022106190A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Сушников
Анатолий Алексеевич Метелкин
Иван Валерьевич Стасов
Вячеслав Юрьевич Елин
Дмитрий Эдуардович Манзор
Андрей Сергеевич Ткачев
Олег Борисович Чернов
Антон Сергеевич Корбутов
Фарход Нигматулоевич Садридинов
Алексей Геннадьевич Лыжин
Original Assignee
Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") filed Critical Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК")
Application granted granted Critical
Publication of RU2776656C1 publication Critical patent/RU2776656C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and can be applied in the vacuum processing of liquid steel. The lining of the lower part of the vacuum chamber contains a hearth, a working lining layer, a submersible inlet pipe and a drain pipe, having a working layer of the refractory lining of the inlet pipe, a working layer of the refractory lining of the drain pipe, an outer working layer of the refractory lining. In the working layer of the refractory lining of the inlet pipe, there are gas supply channels, while the thickness of the working layer of the lining in the cross section of the inlet pipe is determined by the formula, taking into account the thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe and the coefficient of increase in the thickness of the working layer of the refractory lining of the inner space of the inlet pipe in the range from 1.05 to 1.60.
EFFECT: invention is aimed at reducing the risk of accidents, increasing the duration of the lining, reducing the specific consumption of refractory materials and products.
4 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству и может быть применено при вакуумной обработки жидкой стали с основной целью – дегазации стали.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to steelmaking and can be used in the vacuum treatment of liquid steel with the main purpose of steel degassing.

Известен погружной патрубок для вакууматора, состоящий из металлической конструкции, футерованной огнеупорными кольцами [1] (патент RU 96 574 U1 «Патрубок погружной для вакууматора», МПК C21C 7/10, опубл. 10.08.2010), состоящий из металлической конструкции, футерованной огнеупорными кольцами, при этом нижнее огнеупорное кольцо имеет Г-образный в сечении профиль, а металлическая конструкция оснащена фиксирующим упором.Known submersible pipe for the degasser, consisting of a metal structure, lined with refractory rings [1] (patent RU 96 574 U1 "Submersible pipe for the degasser", IPC C21C 7/10, publ. 10.08.2010), consisting of a metal structure, lined with refractory rings, while the lower refractory ring has an L-shaped profile in section, and the metal structure is equipped with a fixing stop.

Недостатком указанной футеровки является: повышенные трудозатраты, нерационально используемое время технологического персонала, повышенные затраты на расход огнеупоров для футеровки патрубков вакуум-камер вакууматоров.The disadvantage of this lining is: increased labor costs, irrationally used time of technological personnel, increased costs for the consumption of refractories for lining pipes of vacuum chambers of degassers.

Наиболее близким решением к изобретению является патрубок погружной для циркуляционного вакууматора [2] (патент RU 2 736 127 C1 «Патрубок погружной для циркуляционного вакууматора», МПК C21C 7/10, опубл. 11.11.2020), состоящий из металлической конструкции, футерованной огнеупорными изделиями и облицованной огнеупорным бетоном, а между внутренней поверхностью металлической конструкции и наружной поверхностью огнеупорных изделий расположен буферный слой из огнеупорного бетона, при этом огнеупорные изделия выполнены из огнеупорных кирпичей, имеющих в сечении форму прямоугольника, а нижнее огнеупорное изделие выполнено из огнеупорных кирпичей, имеющих в сечении П–образную форму, при этом упомянутые огнеупорные изделия собраны в виде многоугольника кольцевой формы, а металлическая конструкция патрубка снабжена опорным металлическим изделием, выполненным из сегментов (7), закрепленных с зазорами по окружности с обеспечением фиксации упомянутого нижнего огнеупорного изделия.The closest solution to the invention is a submersible branch pipe for a circulating degasser [2] (patent RU 2 736 127 C1 “Submersible branch pipe for a circulating degasser”, IPC C21C 7/10, publ. 11/11/2020), consisting of a metal structure lined with refractory products and lined with refractory concrete, and between the inner surface of the metal structure and the outer surface of the refractory products there is a buffer layer of refractory concrete, while the refractory products are made of refractory bricks having a rectangular cross section, and the lower refractory product is made of refractory bricks having a cross section of U-shaped, while the mentioned refractory products are assembled in the form of an annular polygon, and the metal structure of the branch pipe is provided with a supporting metal product made of segments (7) fixed with gaps around the circumference to ensure the fixation of the said lower refractory product.

Недостатком этой футеровки является отсутствие оптимального соотношения расхода огнеупоров на одну кампанию футеровки нижней части вакуум-камеры полезного объема внутреннего пространства впускного патрубка, в результате чего может наблюдаться высокая остаточная величина рабочего слоя огнеупорной футеровки и низкий полезный объем внутреннего пространства впускного патрубка, что приводит к увеличению расхода огнеупорных материалов и изделий, а также снижению производственных показателей сталеплавильного цеха.The disadvantage of this lining is the lack of an optimal ratio of refractory consumption per lining campaign of the lower part of the vacuum chamber of the useful volume of the internal space of the inlet pipe, as a result of which a high residual value of the working layer of the refractory lining and a low useful volume of the internal space of the inlet pipe can be observed, which leads to an increase consumption of refractory materials and products, as well as a decrease in the performance of the steelmaking shop.

Современные вакууматоры циркуляционного типа снабжены вакуум-камерой, выполняющей роль рабочего сосуда с внутренним пространством для циркуляции металла и удаления газов из все вновь и вновь поступающих порций металла. Вакуум-камера состоит из следующих элементов:Modern circulating-type degassers are equipped with a vacuum chamber that acts as a working vessel with an internal space for metal circulation and removal of gases from ever-incoming portions of metal. The vacuum chamber consists of the following elements:

- верхняя часть, выполняющая роль передачи отходящих газов к газоходу;- the upper part, which acts as the transfer of exhaust gases to the flue;

- средняя часть, расположенная между верхней и нижней частями и обеспечивающей расположение горелки во время разогрева футеровки и отжига шлаковых образований на поверхности рабочего слоя футеровки, а также подачи легирующих и шлакообразующих материалов в металл;- the middle part, located between the upper and lower parts and providing the location of the burner during heating of the lining and annealing of slag formations on the surface of the working layer of the lining, as well as supply of alloying and slag-forming materials to the metal;

- нижней части, предназначенной для приема металла – его поступлению во внутрь камеры и отвода в сталеразливочный ковш.- the lower part, designed to receive the metal - its entry into the inside of the chamber and removal to the steel ladle.

Нижняя часть вакуум-камеры 1 (фиг. 1) состоит из подины 2, огнеупорной футеровки стен вакуум-камеры 3, впускного патрубка 4 и сливного патрубка 5.The lower part of the vacuum chamber 1 (Fig. 1) consists of a hearth 2, a refractory lining of the walls of the vacuum chamber 3, an inlet pipe 4 and a drain pipe 5.

Процесс вакуумирования осуществляется следующим образом. Жидкая сталь, находящаяся в сталеразливочном ковше, который в свою очередь расположен на сталевозе, доставляется на вакууматор циркуляционного типа. Сталевоз размещается под вакуум-камерой в позиции обработки. Вакуум-камера опускается вниз, либо сталевоз с ковшом поднимается вверх, впускной патрубок 4 и сливной патрубок 5 нижней части вакуум-камеры 1 вводятся в металл. Ряд насосов большой мощности осуществляет разряжение внутри пространства вакуум-камеры, стремящееся к абсолютному вакууму – не более 3,0 мбар. За счет создавшегося разряжения внутри нижней части вакуум-камеры 1 металл по впускному патрубку 4 и сливному патрубку 5 устремляется вверх. Во впускной патрубок 4 подается транспортирующий газ через газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6, проходящую через рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7. При появлении газовой среды транспортирующего газа внутри впускного патрубка 4 повышается его подъемная сила, в результате чего скорость подъема металла увеличивается, металл заполняет нижнюю часть вакуум-камеры 1 и сливается через сливной патрубок 5. Длительность вакуумирования определяется необходимостью получения целевых значений водорода в жидкой стали после обработки.The evacuation process is carried out as follows. The liquid steel in the steel-pouring ladle, which in turn is located on the steel carrier, is delivered to a circulation-type degasser. The steel carrier is placed under the vacuum chamber in the processing position. The vacuum chamber goes down, or the steel truck with the ladle goes up, the inlet pipe 4 and the drain pipe 5 of the lower part of the vacuum chamber 1 are inserted into the metal. A number of high power pumps carry out a vacuum inside the space of the vacuum chamber, tending to an absolute vacuum - no more than 3.0 mbar. Due to the vacuum created inside the lower part of the vacuum chamber 1, the metal rushes up through the inlet pipe 4 and the drain pipe 5. The carrier gas is supplied to the inlet pipe 4 through the gas supply purge tubes of the collector system 6, passing through the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7. When the gas medium of the carrier gas appears inside the inlet pipe 4, its lifting force increases, as a result of which the metal lifting speed increases, the metal fills the lower part of the vacuum chamber 1 and drains through the drain pipe 5. The duration of vacuuming is determined by the need to obtain the target values of hydrogen in liquid steel after processing.

Вакуум-камера оснащена огнеупорной футеровкой, кладка которой осуществляется по специальной схеме. Впускной патрубок 4 и сливной патрубок 5 нижней части вакуум-камеры 1 также оснащены рабочим слоем огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочим слоем огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 и наружным рабочим слоем огнеупорной футеровки патрубков 9.The vacuum chamber is equipped with a refractory lining, the laying of which is carried out according to a special scheme. The inlet pipe 4 and the drain pipe 5 of the lower part of the vacuum chamber 1 are also equipped with a working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, a working layer of the refractory lining of the drain pipe 8 and an outer working layer of the refractory lining of the pipes 9.

При постоянной циркуляции жидкого металла через впускной патрубок 4 и сливной патрубок 5 в период вакуумной обработки стали рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочий слой огнеупорной футеровки сливного патрубка 8, наружного рабочего слоя огнеупорной футеровки патрубков 9 подвергается температурному и химическому воздействию металла и шлака, в результате чего рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочий слой огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 изнашивается от плавки к плавке. При возникновении минимально остаточного значения толщины рабочего слоя огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочего слоя огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 вакуум-камера выводится из эксплуатации на ремонт. Требуется технологический простой на демонтаж металлоконструкций патрубков 10 от металлического корпуса вакуум-камеры 11 в точке их стыковки 12, демонтаж футеровки рабочего слоя огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочего слоя огнеупорной футеровки сливного патрубка 8, подины 2 и последующий монтаж данных элементов.With constant circulation of liquid metal through the inlet pipe 4 and the drain pipe 5 during the period of vacuum processing, the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8, the outer working layer of the refractory lining of the pipes 9 are exposed to temperature and chemical effects of metal and slag, as a result, the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8 wears out from heat to heat. If a minimum residual value of the thickness of the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8 occurs, the vacuum chamber is decommissioned for repair. Requires technological downtime for the dismantling of the metal structures of the pipes 10 from the metal case of the vacuum chamber 11 at the point of their docking 12, the dismantling of the lining of the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8, the hearth 2 and the subsequent installation of these elements.

Рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 эксплуатируется в более агрессивных условиях в сравнении с рабочим слоем огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 и подвержен более интенсивному износу.The working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 is operated in more aggressive conditions in comparison with the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8 and is subject to more intense wear.

Техническим результатом изобретения является: снижении затрат на комплексное владение футеровкой вакуум-камер установок дегазации металла циркуляционного типа с целью оптимизации толщины футеровки вакуум-камеры и внутреннего пространства патрубков без изменений или с минимальными изменениями технологических параметров процесса вакуумной обработки стали, и, соответственно, в увеличении ресурса эксплуатации огнеупорной футеровки.The technical result of the invention is: reducing the cost of integrated ownership of the lining of vacuum chambers of circulating metal degassing installations in order to optimize the thickness of the lining of the vacuum chamber and the internal space of the nozzles without changes or with minimal changes in the technological parameters of the process of vacuum processing of steel, and, accordingly, in increasing service life of the refractory lining.

Указанный технический результат за счет увеличения ресурса эксплуатации футеровки достигается путем оптимизации толщин огнеупорной кладки рабочего слоя с изменением полезного объема внутреннего пространства впускного патрубка. Это обеспечивается благодаря тому, что в футеровке нижней части вакуум-камеры 1, содержащей подину 2, рабочий слой футеровки 3, погружные впускной патрубок 4 и сливной патрубок 5, имеющие рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочий слой огнеупорной футеровки сливного патрубка 8, наружный рабочий слой огнеупорной футеровки 9, причем в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 имеются газоподводящие каналы 13, в которые установлены газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6, согласно изобретению, величину толщины рабочего слоя футеровки в поперечном сечении впускного патрубка 4 определяют по формуле:The specified technical result by increasing the service life of the lining is achieved by optimizing the thickness of the refractory masonry of the working layer with a change in the usable volume of the internal space of the inlet pipe. This is ensured by the fact that in the lining of the lower part of the vacuum chamber 1, containing the hearth 2, the working layer of the lining 3, the submersible inlet pipe 4 and the drain pipe 5, having a working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8, the outer working layer of the refractory lining 9, and in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 there are gas supply channels 13, in which gas supply purge tubes of the collector system 6 are installed, according to the invention, the thickness of the working layer of the lining in the cross section of the inlet pipe 4 is determined by the formula:

S2 = S1 × K1 (1),S 2 \u003d S 1 × K 1 (1),

где:where:

S1 – толщина рабочего слоя внутреннего пространства впускного патрубка 4 (фиг. 1);S 1 is the thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe 4 (Fig. 1);

S2 – увеличенная толщина рабочего слоя внутреннего пространства впускного патрубка 4 (фиг. 2);S 2 - increased thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe 4 (Fig. 2);

K1 – коэффициент увеличения толщины рабочего слоя огнеупорной футеровки внутреннего пространства впускного патрубка 4 в интервале от 1,05 до 1,60;K 1 - coefficient of increase in the thickness of the working layer of the refractory lining of the inner space of the inlet pipe 4 in the range from 1.05 to 1.60;

а диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4 определяют по формуле:and the diameter of the inner space of the inlet pipe 4 is determined by the formula:

D2 = D1 – 2 × S1 × (K1 – 1) (2),D 2 \u003d D 1 - 2 × S 1 × (K 1 - 1) (2),

где:where:

D1 – диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4 вакуум-камеры;D 1 is the diameter of the inner space of the inlet pipe 4 of the vacuum chamber;

D2 – уменьшенный диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4 вакуум-камеры.D 2 - reduced diameter of the inner space of the inlet pipe 4 of the vacuum chamber.

Кроме этого длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 определяют по формуле:In addition, the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6 is determined by the formula:

L2 = L1 × K2 (3),L 2 \u003d L 1 × K 2 (3),

где:where:

L1 – длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6;L 1 - the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6;

L2 – увеличенная длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6;L 2 - increased length of the gas supply purge tubes of the collector system 6;

K2 – коэффициент увеличения длины газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 от 1,05 до 1,50.K 2 - coefficient of increase in the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6 from 1.05 to 1.50.

Кроме этого газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6 выполнены из жаропрочной стали, например, из хромоникелевой стали, содержащей масс. %: С 0,05-0,50; Mn 0,10-1,50; Si 0,03-1,50; P менее 0,045; S менее 0,045; Cr 5,00-30,00; Ni 5,00-20,00; Cu – менее 0,50; Ti – 0,01-1,00; Fe – остальное.In addition, the gas supply purge tubes of the manifold system 6 are made of heat-resistant steel, for example, chromium-nickel steel containing wt. %: C 0.05-0.50; Mn 0.10-1.50; Si 0.03-1.50; P less than 0.045; S less than 0.045; Cr 5.00-30.00; Ni 5.00-20.00; Cu - less than 0.50; Ti - 0.01-1.00; Fe is the rest.

Кроме этого количество газоподводящих каналов 13 в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 составляет от 2 до 50 штук.In addition, the number of gas supply channels 13 in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 is from 2 to 50 pieces.

В футеровке впускного патрубка 4 предусмотрены следующие отличия:In the lining of the inlet pipe 4, the following differences are provided:

- увеличенная толщина рабочего слоя внутреннего пространства впускного патрубка вакуум-камеры 4 определяется по формуле:- increased thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe of the vacuum chamber 4 is determined by the formula:

S2 = S1 × K1 (1);S 2 \u003d S 1 × K 1 (1);

- уменьшенный диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4 определяется по формуле:- the reduced diameter of the inner space of the inlet pipe 4 is determined by the formula:

D2 = D1 – 2 × S1 × (K1 – 1) (2);D 2 \u003d D 1 - 2 × S 1 × (K 1 - 1) (2);

- увеличенная длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 определяется по формуле:- the increased length of the gas supply purge tubes of the manifold system 6 is determined by the formula:

L2 = L1 × K2 (3).L 2 = L 1 × K 2 (3).

Таким образом рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 и внутреннее пространство впускного патрубка 4 обладают более совершенным дизайном, что снижает риски возникновения аварийных ситуаций, увеличивает длительность эксплуатации футеровки, снижает удельные расходы огнеупорных материалов и изделий.Thus, the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 and the interior of the inlet pipe 4 have a more perfect design, which reduces the risk of accidents, increases the life of the lining, and reduces the specific consumption of refractory materials and products.

Указанные увеличенная толщина рабочего слоя огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, уменьшенный диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4, увеличенная длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 позволяют обеспечить увеличение стойкости футеровки впускного патрубка вакуум-камеры 4 снизить затраты на закуп футеровок.The specified increased thickness of the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the reduced diameter of the inner space of the inlet pipe 4, the increased length of the gas supply purge tubes of the manifold system 6 make it possible to increase the resistance of the lining of the inlet pipe of the vacuum chamber 4 to reduce the cost of purchasing linings.

В процессе эксплуатации вакуум-камеры на рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 происходит эрозионное воздействие движущегося металла. Время эксплуатации вакуум-камеры зависит от толщины рабочего слоя внутреннего пространства патрубка вакуум-камеры S1, если повысить данный параметр на коэффициент увеличения толщины рабочего слоя огнеупорной футеровки внутреннего пространства патрубков K1, то длительность эксплуатации футеровки вакуум-камеры увеличится. Однако, необходимо учитывать, что увеличение толщины рабочего слоя огнеупорной футеровки внутреннего пространства патрубков 7 зеркально снижает диаметр внутреннего пространства впускного патрубка D1, что приведет к изменению технологического процесса обработки стали вакуумом в вакуум-камере.During operation of the vacuum chamber, the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 is eroded by moving metal. The operating time of the vacuum chamber depends on the thickness of the working layer of the inner space of the vacuum chamber branch pipe S 1 , if this parameter is increased by the coefficient of increase in the thickness of the working layer of the refractory lining of the inner space of the branch pipes K 1 , then the duration of operation of the vacuum chamber lining will increase. However, it should be taken into account that an increase in the thickness of the working layer of the refractory lining of the inner space of the nozzles 7 mirror-reduces the diameter of the inner space of the inlet pipe D 1 , which will lead to a change in the technological process of steel vacuum processing in the vacuum chamber.

Моделирование движения расплава в лабораторных условиях и испытания на реальных металлургических агрегатах показали, что при коэффициенте увеличения толщины рабочего слоя огнеупорной футеровки внутреннего пространства патрубков K1, находящемся в интервале 1,05 до 1,60, технологические параметры обработки стали в вакуум-камере позволяют получать сталь высокого качества.Simulation of the movement of the melt in laboratory conditions and tests on real metallurgical units have shown that with the coefficient of increase in the thickness of the working layer of the refractory lining of the inner space of the nozzles K 1 , which is in the range of 1.05 to 1.60, the technological parameters of steel processing in a vacuum chamber make it possible to obtain high quality steel.

При величине S2 менее 1,05S1, приведет к отсутствию технического результата.When the value of S 2 less than 1.05S 1 will lead to the absence of a technical result.

При величине S2 более 1,60S1, может привести к снижению технологических параметров обработки стали, что является неприемлемо для производства высококачественной стали.When the value of S 2 more than 1.60S 1 may lead to a decrease in the technological parameters of steel processing, which is unacceptable for the production of high quality steel.

Для обеспечения циркуляции металла во впускной патрубок 4 через газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6 подается нейтральный газ, например, аргон, имеющий температуру окружающего воздуха. Если допустить непосредственный контакт нейтрального газа, например, аргона с рабочим слоем огнеупорной футеровки внутреннего пространства патрубков 7, футеровка которого разогрета до температуры расплавленного металла (более 1530º С), произойдет термическое воздействие на рабочий слой огнеупорной футеровки внутреннего пространства патрубков 7 и, как следствие, ее разрушение и снижение времени эксплуатации вакуум-камеры. Исключение этого негативного явления достигается за счет увеличения длины газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6. При увеличении длины газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов L1 на коэффициент увеличения длины газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов К2 нейтральный газ, например, аргон подается непосредственно в движущейся металл, исключая негативное воздействие на рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7.To ensure the circulation of the metal, a neutral gas, for example, argon, having an ambient temperature, is supplied to the inlet pipe 4 through the gas supply purge tubes of the collector system 6. If a neutral gas, for example, argon, is allowed to come into direct contact with the working layer of the refractory lining of the inner space of the nozzles 7, the lining of which is heated to the temperature of the molten metal (more than 1530º C), there will be a thermal effect on the working layer of the refractory lining of the inner space of the nozzles 7 and, as a result, its destruction and reduction of the operating time of the vacuum chamber. The exclusion of this negative phenomenon is achieved by increasing the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6. With an increase in the length of the gas supply purge tubes of the collector system L 1 by the coefficient of increase in the length of the gas supply purge tubes of the collector system K 2 , neutral gas, for example, argon, is fed directly into the moving metal, excluding negative impact on the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7.

При величине L2 менее 1,05L1, приведет к отсутствию технического результата.When the value of L 2 less than 1.05L 1 will lead to the absence of a technical result.

При величине L2 более 1,50L1, может привести к существенным затратам на изготовление газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов.For L2over 1.50Lone, can result in substantial manufacturing costs for the gas supply purge tubes of the manifold system.

Изготовление газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 из жаропрочной стали, например, из хромоникелевой стали, содержащей масс. %: С 0,05-0,50; Mn 0,10-1,50; Si 0,03-1,50; P менее 0,045; S менее 0,045; Cr 5,00-30,00; Ni 5,00-20,00; Cu – менее 0,50; Ti – 0,01-1,00; Fe – остальное, обусловлено технической и экономической целесообразностью с точки зрения затрат на легирование материалов дорогостоящими легирующими добавками и затрат на удаление вредных примесей.Production of gas-supply purge pipes of the manifold system 6 from heat-resistant steel, for example, from chromium-nickel steel, containing mass. %: C 0.05-0.50; Mn 0.10-1.50; Si 0.03-1.50; P less than 0.045; S less than 0.045; Cr 5.00-30.00; Ni 5.00-20.00; Cu - less than 0.50; Ti - 0.01-1.00; Fe - the rest is due to technical and economic feasibility in terms of the cost of alloying materials with expensive alloying additives and the cost of removing harmful impurities.

При использовании газоподводящих каналов 13 в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 в количестве менее 2 штук происходит недостаточное воздействие на транспортирование металла через внутреннее пространство впускного патрубка 4, а также увеличение скорости локального разгара рабочего слоя огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 в газоподводящем канале 13.When using gas supply channels 13 in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 in an amount of less than 2 pieces, there is an insufficient effect on the transport of metal through the interior of the inlet pipe 4, as well as an increase in the speed of the local heat of the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 in the gas supply channel 13.

При использовании газоподводящих каналов 13 в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 в количестве более 50 штук обусловлено отсутствием технической и экономической целесообразности, а также из-за частого расположения газоподводящих каналов 13 в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 объединению зон локальных износов рабочего слоя огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 и выводы вакуум-камеры из эксплуатации.When using gas supply channels 13 in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 in an amount of more than 50 pieces due to the lack of technical and economic feasibility, as well as due to the frequent location of the gas supply channels 13 in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the combination of local wear zones of the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 and conclusions of the vacuum chamber from operation.

Сущность предложенной футеровки сталеразливочного ковша поясняется чертежами, на котором:The essence of the proposed lining of the steel-pouring ladle is illustrated by drawings, on which:

Фиг. 1 – используемая схема футеровки нижней части вакуум-камеры 1;Fig. 1 - used scheme of lining the lower part of the vacuum chamber 1;

Фиг. 2 – схема рабочего слоя футеровки впускного патрубка вакуум-камеры 1 согласно изобретению.Fig. 2 is a diagram of the working layer of the lining of the inlet pipe of the vacuum chamber 1 according to the invention.

Описание ссылочных позиционных номеров:Description of reference position numbers:

1 нижняя часть вакуум-камеры;1 lower part of the vacuum chamber;

2 подина;2 hearths;

3 огнеупорная футеровка стен вакуум-камеры;3 refractory lining of the walls of the vacuum chamber;

4 впускной патрубок;4 inlet pipe;

5 сливной патрубок;5 drain pipe;

6 газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов;6 gas supply purge tubes of the manifold system;

7 рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка;7 working layer of refractory lining of the inlet pipe;

8 рабочий слой огнеупорной футеровки сливного патрубка;8 working layer of refractory lining of the drain pipe;

9 наружный рабочий слой огнеупорной футеровки патрубков;9 outer working layer of refractory lining of pipes;

10 металлоконструкции патрубков;10 metal structures branch pipes;

11 металлический корпус вакуум-камеры;11 metal body of the vacuum chamber;

12 точка стыковки металлического корпуса вакуум-камеры 11 и металлоконструкций 10;12 docking point of the metal case of the vacuum chamber 11 and metal structures 10;

13 газоподводящий канал;13 gas supply channel;

S2 – увеличенная толщина рабочего слоя внутреннего пространства впускного патрубка 4 вакуум-камеры;S 2 - increased thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe 4 of the vacuum chamber;

S1 – толщина рабочего слоя внутреннего пространства впускного патрубка;S 1 - the thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe;

K1 – коэффициент увеличения толщины рабочего слоя огнеупорной футеровки внутреннего пространства впускного патрубка 4 в интервале от 1,05 до 1,60;K 1 - coefficient of increase in the thickness of the working layer of the refractory lining of the inner space of the inlet pipe 4 in the range from 1.05 to 1.60;

D1 – диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4;D 1 is the diameter of the inner space of the inlet pipe 4;

D2 – уменьшенный диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4;D 2 - reduced diameter of the inner space of the inlet pipe 4;

L1 – длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6;L 1 - the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6;

L2 – увеличенная длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6;L 2 - increased length of the gas supply purge tubes of the collector system 6;

K2 – коэффициент увеличения длины газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 от 1,05 до 1,50.K 2 - coefficient of increase in the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6 from 1.05 to 1.50.

На Фиг. 2 представлена предполагаемая футеровка впускного патрубка 4.On FIG. 2 shows the proposed lining of the inlet pipe 4.

Нижняя часть вакуум-камеры 1 имеет подину 2 и огнеупорную футеровку стен вакуум-камеры 3, погружные впускной патрубок 4 и сливной патрубок 5, при этом металлоконструкции патрубков 10 соединяются при помощи электродуговой сварки с металлическим корпусом вакуум-камеры 11 в точке стыковки 12 металлического корпуса вакуум-камеры 11 и металлоконструкций 10. Рабочий слой огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 не имеет изменений, а рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 имеет увеличенную толщину. Рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 имеет газоподводящие каналы, в которых располагаются газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6. Газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6 выполнены из жаропрочной стали, например, из хромоникелевой стали, содержащей масс. %: С 0,05-0,50; Mn 0,10-1,50; Si 0,03-1,50; P менее 0,045; S менее 0,045; Cr 5,00-30,00; Ni 5,00-20,00; Cu – менее 0,50; Ti – 0,01-1,00; Fe – остальное. Количество газоподводящих каналов 13 в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 составляет от 2 до 50 штук.The lower part of the vacuum chamber 1 has a hearth 2 and a refractory lining of the walls of the vacuum chamber 3, a submersible inlet pipe 4 and a drain pipe 5, while the metal structures of the pipes 10 are connected by electric arc welding with the metal case of the vacuum chamber 11 at the docking point 12 of the metal case vacuum chamber 11 and metal structures 10. The working layer of the refractory lining of the drain pipe 8 has no changes, and the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 has an increased thickness. The working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 has gas supply channels in which the gas supply purge tubes of the manifold system 6 are located. %: C 0.05-0.50; Mn 0.10-1.50; Si 0.03-1.50; P less than 0.045; S less than 0.045; Cr 5.00-30.00; Ni 5.00-20.00; Cu - less than 0.50; Ti - 0.01-1.00; Fe is the rest. The number of gas supply channels 13 in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 is from 2 to 50 pieces.

Футеровка погружных патрубков с оптимизированным дизайном впускного патрубка опробована в условиях конвертерного цеха № 1 акционерного общества «ЕВРАЗ Нижнетагильского металлургического комбината». Стойкость комплекта такой футеровки является не менее, чем на 4 % выше стойкости футеровки прототипа.The lining of submersible pipes with an optimized design of the inlet pipe was tested in the conditions of the converter shop No. 1 of the EVRAZ joint-stock company of the Nizhny Tagil Iron and Steel Works. The durability of such a lining set is at least 4% higher than the durability of the prototype lining.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».Thus, this technical solution meets the criterion of "novelty".

Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».The analysis of patents and scientific and technical information did not reveal the use of new essential features used in the proposed solution. Therefore, the present invention meets the criterion of "inventive step".

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Пример: футеровка нижней части вакуум-камеры 1 осуществляется в два этапа. Сначала производится сборка погружных впускного патрубка 4 и сливного патрубка 5, а далее монтаж патрубков непосредственно к вакуум-камере. Изначально сборка погружных патрубков осуществляется в перевернутом виде. Рабочий слоя футеровки впускного патрубка 7 и рабочий слоя футеровки сливного патрубка 8 устанавливаются на монтажной плите. В газоподводящие каналы 13 рабочего слоя огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 вводятся газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6. Снаружи рабочего слоя огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 и рабочего слоя огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 устанавливаются металлоконструкции патрубков 10. Образовавшийся кольцевой зазор между рабочим слоем огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочим слоем огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 и металлоконструкциями патрубков 10 заполняют огнеупорным бетоном, выдерживают до твердого состояния бетона. Далее устанавливают опалубку на монтажную плиту вокруг металлоконструкции патрубков 10, получившийся зазор заполняется огнеупорным бетоном, формируется наружный рабочий слой огнеупорной футеровки патрубков 9, после этого производится сушка футеровки. На втором этапе производится монтаж погружных патрубков к вакуум-камере. Металлоконструкции патрубков 10 соединяются при помощи электродуговой сварки к металлическому корпусу вакуум-камеры 11 в точке стыковки 12 металлического корпуса вакуум-камеры 11 и металлоконструкций 10. Далее производится заполнение зазоров между рабочим слоем огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочим слоем огнеупорной футеровки сливного патрубка 8 и металлическим корпусом вакуум-камеры набивной массой. Подина 2 вакуум-камеры выравнивается с применением набивной массы. Далее производится монтаж огнеупорной футеровки стен вакуум-камеры 3.Example: the lining of the lower part of the vacuum chamber 1 is carried out in two stages. First, the submersible inlet pipe 4 and drain pipe 5 are assembled, and then the pipes are mounted directly to the vacuum chamber. Initially, the assembly of the submersible nozzles is carried out upside down. The working layer of the lining of the inlet pipe 7 and the working layer of the lining of the drain pipe 8 are installed on the mounting plate. In the gas supply channels 13 of the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, gas-supply purge pipes of the manifold system 6 are introduced. 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8 and the metal structures of the pipes 10 are filled with refractory concrete, kept until the concrete is solid. Next, the formwork is installed on the mounting plate around the metal structure of the nozzles 10, the resulting gap is filled with refractory concrete, the outer working layer of the refractory lining of the nozzles 9 is formed, after which the lining is dried. At the second stage, the submersible pipes are mounted to the vacuum chamber. The metal structures of the pipes 10 are connected by electric arc welding to the metal case of the vacuum chamber 11 at the docking point 12 of the metal case of the vacuum chamber 11 and metal structures 10. Next, the gaps between the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8 and metal casing of the vacuum chamber with rammed mass. The hearth 2 of the vacuum chamber is leveled using ramming mass. Next, the refractory lining of the walls of the vacuum chamber 3 is installed.

Источники информацииSources of information

[1] Патент RU 96 574 U1 «Патрубок погружной для вакууматора», МПК C21C 7/10, опубл. 10.08.2010.[1] Patent RU 96 574 U1 “Submersible nozzle for a vacuum cleaner”, IPC C21C 7/10, publ. 08/10/2010.

[2] Патент RU 2 736 127 C1 «Патрубок погружной для циркуляционного вакууматора», МПК C21C 7/10, опубл. 11.11.2020.[2] Patent RU 2 736 127 C1 “Submersible branch pipe for circulation degasser”, IPC C21C 7/10, publ. 11/11/2020.

Claims (19)

1. Футеровка нижней части вакуум-камеры 1, содержащая подину 2, рабочий слой футеровки 3, погружные впускной патрубок 4 и сливной патрубок 5, имеющие рабочий слой огнеупорной футеровки впускного патрубка 7, рабочий слой огнеупорной футеровки сливного патрубка 8, наружный рабочий слой огнеупорной футеровки 9, причем в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 имеются газоподводящие каналы 13, в которые установлены газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6, отличающаяся тем, что величину толщины рабочего слоя футеровки в поперечном сечении впускного патрубка 4 определяют по формуле1. The lining of the lower part of the vacuum chamber 1, containing the hearth 2, the working layer of the lining 3, the submersible inlet pipe 4 and the drain pipe 5, having the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7, the working layer of the refractory lining of the drain pipe 8, the outer working layer of the refractory lining 9, and in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 there are gas supply channels 13, in which gas supply purge tubes of the collector system 6 are installed, characterized in that the thickness of the working layer of the lining in the cross section of the inlet pipe 4 is determined by the formula
Figure 00000001
Figure 00000001
гдеwhere S1 – толщина рабочего слоя внутреннего пространства впускного патрубка 4 вакуум-камеры;S 1 is the thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe 4 of the vacuum chamber; S2 – увеличенная толщина рабочего слоя внутреннего пространства впускного патрубка 4 вакуум-камеры;S 2 - increased thickness of the working layer of the inner space of the inlet pipe 4 of the vacuum chamber; K1 – коэффициент увеличения толщины рабочего слоя огнеупорной футеровки внутреннего пространства впускного патрубка 7 в интервале от 1,05 до 1,60,K 1 is the coefficient of increase in the thickness of the working layer of the refractory lining of the inner space of the inlet pipe 7 in the range from 1.05 to 1.60, а диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4 определяют по формулеand the diameter of the inner space of the inlet pipe 4 is determined by the formula
Figure 00000002
Figure 00000002
гдеwhere D1 – диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4 вакуум-камеры;D 1 is the diameter of the inner space of the inlet pipe 4 of the vacuum chamber; D2 – уменьшенный диаметр внутреннего пространства впускного патрубка 4 вакуум-камеры.D 2 - reduced diameter of the inner space of the inlet pipe 4 of the vacuum chamber. 2. Футеровка нижней части вакуум-камеры 1 по п. 1, отличающаяся тем, что длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 определяется по формуле2. The lining of the lower part of the vacuum chamber 1 according to claim 1, characterized in that the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6 is determined by the formula
Figure 00000003
Figure 00000003
гдеwhere L1 – длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6;L 1 - the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6; L2 – увеличенная длина газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6;L 2 - increased length of the gas supply purge tubes of the collector system 6; K2 – коэффициент увеличения длины газоподводящих продувочных трубок системы коллекторов 6 от 1,05 до 1,50.K 2 - coefficient of increase in the length of the gas supply purge tubes of the collector system 6 from 1.05 to 1.50. 3. Футеровка нижней части вакуум-камеры 1 по п. 1, отличающаяся тем, что газоподводящие продувочные трубки системы коллекторов 6 выполнены из жаропрочной хромоникелевой стали, например, из хромоникелевой стали, содержащей, масс. %: С 0,05-0,50; Mn 0,10-1,50; Si 0,03-1,50; P менее 0,045; S менее 0,045; Cr 5,00-30,00; Ni 5,00-20,00; Cu – менее 0,50; Ti – 0,01-1,00; Fe – остальное.3. The lining of the lower part of the vacuum chamber 1 according to claim 1, characterized in that the gas supply purge tubes of the collector system 6 are made of heat-resistant chromium-nickel steel, for example, chromium-nickel steel containing, wt. %: C 0.05-0.50; Mn 0.10-1.50; Si 0.03-1.50; P less than 0.045; S less than 0.045; Cr 5.00-30.00; Ni 5.00-20.00; Cu - less than 0.50; Ti - 0.01-1.00; Fe is the rest. 4. Футеровка нижней части вакуум-камеры 1 по п. 1, отличающаяся тем, что количество газоподводящих каналов 13 в рабочем слое огнеупорной футеровки впускного патрубка 7 составляет от 2 до 50 штук.4. The lining of the lower part of the vacuum chamber 1 according to claim 1, characterized in that the number of gas supply channels 13 in the working layer of the refractory lining of the inlet pipe 7 is from 2 to 50 pieces.
RU2022106190A 2022-03-10 Lining of the lower part of the vacuum chamber RU2776656C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776656C1 true RU2776656C1 (en) 2022-07-22

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2150679B (en) * 1983-11-22 1987-01-28 Henderson And Company Limited Cleaning metallurgical vessell nozzles
EP0949339B1 (en) * 1998-04-06 2001-05-30 Thyssen Krupp Stahl AG RH vacuum process with controlled circulation rate for the decarburization of steel melts
RU96574U1 (en) * 2010-01-19 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") SUBMERSIBLE PIPE FOR VACUUMER
RU2557046C2 (en) * 2013-09-23 2015-07-20 Корвинтек Юэроп Лимитед Submerged branch pipe for vacuumiser
RU2736127C1 (en) * 2019-12-10 2020-11-11 Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») Submersible pipe for circulation vacuum generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2150679B (en) * 1983-11-22 1987-01-28 Henderson And Company Limited Cleaning metallurgical vessell nozzles
EP0949339B1 (en) * 1998-04-06 2001-05-30 Thyssen Krupp Stahl AG RH vacuum process with controlled circulation rate for the decarburization of steel melts
RU96574U1 (en) * 2010-01-19 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") SUBMERSIBLE PIPE FOR VACUUMER
RU2557046C2 (en) * 2013-09-23 2015-07-20 Корвинтек Юэроп Лимитед Submerged branch pipe for vacuumiser
RU2736127C1 (en) * 2019-12-10 2020-11-11 Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») Submersible pipe for circulation vacuum generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6563855B1 (en) Water jacket of arc furnace
CA2260181C (en) A top injection lance
US6890479B2 (en) System and method for steel making
EA007283B1 (en) Device for cooling of furnace lining
JP5726614B2 (en) Refractory brick cooling structure and method for converter
RU2776656C1 (en) Lining of the lower part of the vacuum chamber
EA006697B1 (en) Cooling element
CA2307090C (en) Structure of metallurgical furnace and operating method using the same metallurgical furnace
RU2778653C1 (en) Vacuum chamber with immersion nozzles
JP5395972B2 (en) H steel cooling structure in the settling ceiling part of the flash smelting furnace, and cooling method of the H steel in the settling ceiling part of the flash melting furnace
CN212930963U (en) Novel smelting furnace
RU2810436C1 (en) Mixer for accumulating liquid cast iron
EP1957681B1 (en) Snorkels for vacuum degassing of steel
SU263619A1 (en) DOUBLE STEEL-MELTING FURNACE WITH IRON-MELTING CAMERAS
RU2081177C1 (en) Blast-furnace hearth
RU2806948C1 (en) Continuous steel degassing unit
RU2164953C1 (en) Method of lining of oxygen steel-making converter
SU949003A1 (en) Plate cooler for blast furnace
SU1560565A1 (en) Tuyre for introduction of noncorosive gas in liquid metal
SU1638175A1 (en) Steel melting furnace
JP3982389B2 (en) Operation method of horizontal blowing refining furnace
RU2350668C2 (en) Furnace with saline heating for magnesium melting
SU344246A1 (en) IDTsYTNV TGHII'GShBIBLIOTSKA
JPH0532511Y2 (en)
Metelkin et al. Technology of repair and ways of improving the durability of the lining of a vacuum degassing chamber