RU2848800C2

RU2848800C2 - Intermediate bucket cover

Info

Publication number: RU2848800C2
Application number: RU2022100855A
Authority: RU
Inventors: Илья Анатольевич Третьяков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МетОгнеупор"
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2025-10-21

Abstract

FIELD: foundry production.

SUBSTANCE: intermediate ladle cover contains a load-bearing frame with lining. The load-bearing frame is formed by a metal sheet base (1) with at least two transverse reinforcements connected to each other by at least one longitudinal reinforcement. Y-shaped anchors (4) are welded evenly across the bottom of the sheet base, and a metal shell is welded around the perimeter of the sheet base from below. The height of the longitudinal sides (5) of the shell is equal to the thickness of the protective refractory and heat-insulating layer, and the height of its end sides (6) is less than the thickness of the protective refractory and heat-insulating layer. The space formed by the shell contains a refractory and heat-insulating lining consisting of at least two layers, one of which is 20-70 mm thick and made of lightweight heat-insulating refractory material (7), and the other 50-120 mm thick, made of dense slag-resistant monolithic refractory concrete (8).

EFFECT: preservation of the rigidity of the metal structure without deformation of the cover during its use, with low weight and simple design, while ensuring thermal insulation of the ladle.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение предназначено для сталеразливочных ковшей и емкостей для жидкого металла.The invention is intended for steel pouring ladles and containers for liquid metal.

Известна крышка промежуточного ковша (Патент Китая, номер CN 108247028), состоящая из композитной рамной конструкции, огнеупорного материала и треугольного анкера, при этом композитная рамная конструкция содержит внешнюю балку, прямоугольную раму и выступ, прямоугольная рама соединена с поперечной стороной панели и продольной боковой панели, ребра расположены внутри прямоугольной рамы, ребра соединены поперечными ребрами и продольными ребрами, а треугольные анкеры равномерно закреплены на прямоугольной раме и ребристой пластине, составная рамная конструкция отлита за одно целое с огнеупорным материалом, а огнеупорный монолитный слой снабжен сквозными технологическими отверстиями: для потока расплава, вентиляции и измерения температуры; форма составной рамной конструкции соответствует форме промежуточного ковша, а толщина прямоугольной составной рамной конструкции соответствует толщине крышки промежуточного ковша.A tundish cover is known (China Patent No. CN 108247028) consisting of a composite frame structure, a refractory material and a triangular anchor, wherein the composite frame structure contains an outer beam, a rectangular frame and a projection, the rectangular frame is connected to the transverse side of the panel and the longitudinal side panel, ribs are located inside the rectangular frame, the ribs are connected by transverse ribs and longitudinal ribs, and the triangular anchors are uniformly fixed on the rectangular frame and the ribbed plate, the composite frame structure is cast in one piece with the refractory material, and the refractory monolithic layer is provided with through technological holes: for melt flow, ventilation and temperature measurement; the shape of the composite frame structure corresponds to the shape of the tundish, and the thickness of the rectangular composite frame structure corresponds to the thickness of the tundish cover.

Недостатками данного решения является:The disadvantages of this solution are:

1) огнеупорный бетон, являясь частью силовой конструкции крышки, и обладая относительно большой теплопроводностью нагревается сам по всей толщине крышки и передает тепло металлическому каркасу крышки и внешним усилителям. Торцы ребер усилителей не закрыты огнеупорным бетоном, что приводит к прямому нагреву усилителей от зеркала металла. В совокупности происходит нагреву всей силовой несущей конструкции крышки до температур, при которых крышка деформируется под собственным весом;1) The refractory concrete, being part of the lid's load-bearing structure and possessing relatively high thermal conductivity, heats up throughout the entire thickness of the lid and transfers heat to the lid's metal frame and external reinforcements. The ends of the reinforcement ribs are not covered with refractory concrete, resulting in direct heating of the reinforcements by the metal surface. This results in the entire load-bearing structure of the lid heating to temperatures at which the lid deforms under its own weight.

2) обычно для работы при температурах свыше 1450°С и при контакте с расплавами шлака используют плотные огнеупорные бетоны. В данном решении это означает большой вес бетонной футеровки крышки, что ускоряет ее деформацию с последующим напряжением бетонной футеровки, ее растрескиванию и выпадению;2) Dense refractory concretes are typically used for operation at temperatures above 1450°C and in contact with molten slag. In this solution, this means the heavy concrete lining of the cover is heavy, which accelerates its deformation, resulting in stress on the concrete lining, cracking, and loss of integrity.

3) для обеспечения удовлетворительных теплоизоляционных свойств при применении плотного огнеупорного бетона, обладающего посредственными теплоизоляционными свойствами, необходима большая толщина бетона, а значит и каркаса крышки. Внешние усилители дополнительно увеличивают габарит крышки. В совокупности это создает вероятность невозможности эксплуатации промковша с данными крышками, т.к. габариты установки предварительного нагрева, машины непрерывного литья заготовки, а также рабочего хода стопоров-моноблоков (при их применении) ограничены.3) To ensure satisfactory thermal insulation properties when using dense refractory concrete, which has mediocre thermal insulation properties, a greater concrete thickness is required, and therefore also the cover frame. External reinforcements further increase the cover's dimensions. Taken together, this makes it likely that the tundish cannot be operated with these covers, as the dimensions of the preheater, the continuous casting machine, and the working stroke of the monoblock stoppers (if used) are limited.

Прототипом является крышка промежуточного ковша (CN 211161808) состоящая из металлического кожуха, на верхней металлической пластине которого равномерно распределены анкеры и предусмотрены отверстия под технологические нужды. К верхнему кожуху крышки также крепятся дополнительные внутренние армирующие ребра, выполненные из множества прямоугольных последовательно соединенных металлических пластин высотой 1/3 общей толщины крышки. Внешние усилители отсутствуют. Кожух имеет двухслойную футеровку:The prototype is a tundish lid (CN 211161808) consisting of a metal shell with anchors evenly distributed on the top metal plate and holes provided for process needs. Additional internal reinforcement ribs, made of multiple rectangular metal plates connected in series and 1/3 the total thickness of the lid, are also attached to the top shell. There are no external reinforcements. The shell has a two-layer lining:

- теплоизоляционный слой из алюмосиликатного волокна;- thermal insulation layer made of aluminosilicate fiber;

- огнеупорный монолитный слой из бетона.- fireproof monolithic layer of concrete.

Недостатками данного решения является резкое падение пространственной жесткости металлоконструкции кожуха после выгорания в процессе эксплуатации внешних торцевых ребер кожуха, находящихся над расплавом т.к. внутренние усиливающие ребра, составляют только 1/3 толщины крышки, что недостаточно. Это приведет к деформации крышки под действием веса монолитного слоя футеровки с последующим напряжением бетонной футеровки, ее растрескиванием и выпадением.The disadvantages of this solution include a sharp drop in the spatial rigidity of the shell metal structure after the outer end ribs of the shell, located above the melt, burn out during operation. This is because the internal reinforcing ribs only make up 1/3 of the shell thickness, which is insufficient. This will lead to shell deformation under the weight of the monolithic lining layer, resulting in stress on the concrete lining, cracking, and loss.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание крышки промежуточного ковша, позволяющего добиться:The task that the claimed technical solution is aimed at solving is the creation of an intermediate ladle cover that allows for the following to be achieved:

- длительного сохранения высокой жесткости металлоконструкции даже с учетом выгорания части ее незащищенных футеровкой элементов, без деформации крышки;- long-term preservation of high rigidity of the metal structure even taking into account the burnout of some of its elements not protected by the lining, without deformation of the cover;

- компактных размеров крышки по высоте, позволяющие использовать с промежуточным ковшом в существующем технологическом процессе без реконструкций;- compact dimensions of the cover in height, allowing use with an intermediate ladle in the existing technological process without reconstruction;

- высокоэффективной теплоизоляции промежуточного ковша;- highly efficient thermal insulation of the intermediate ladle;

- низкого веса крышки;- low weight of the lid;

- простоты конструкции и связанной с ней экономической эффективности изготовления.- simplicity of design and associated cost-effectiveness of production.

Технический результат заключается в изоляции силового несущего каркаса «Y»-образными анкерами и изолирующим слоем.The technical result consists in insulating the load-bearing frame with “Y”-shaped anchors and an insulating layer.

Технический результат достигается тем, что крышка промежуточного ковша, содержащая силовой каркас, имеет несущий силовой каркас, образованный металлическим листовым основанием толщиной не менее 10 мм с приваренными к нему сверху двумя поперечными усилителями длинной равной ширине листового основания и соединенными между собой не менее чем одним продольным усилителем, выполненным из отрезков горячекатаного швеллера формата не более №10, сваренных между собой в коробку или двутавр, кроме того, снизу к листовому основанию равномерно распределенные по его площади приварены «Y»-образные анкеры, а по периметру листового основания приварена металлическая обечайка толщиной стенки не менее 10 мм с продольными сторонами высотой равной толщине защитного огнеупорно-теплоизоляционного слоя, и торцевыми сторонами высотой меньше толщины защитного огнеупорно-теплоизоляционного слоя, в пространстве образованном обечайкой располагается двухслойная огнеупорно-теплоизоляционная футеровка, состоящая из легковесного теплоизоляционного слоя толщиной от 20 до 70 мм и температурой службы не менее 1350°С, при этом двухслойная огнеупорно-теплоизоляционная футеровка выполнена из листового муллитокремнеземистого волокнистого материала и плотного шлакоустойчивого монолитного огнеупорного слоя толщиной от 50 до 120 мм, выполненного из термостойкого огнеупорного низко или ультранизкоцементного высокоглиноземистого бетона.The technical result is achieved in that the tundish cover containing the load-bearing frame has a load-bearing load-bearing frame formed by a metal sheet base with a thickness of at least 10 mm with two transverse reinforcements welded to it from above with a length equal to the width of the sheet base and connected to each other by at least one longitudinal reinforcement made from sections of hot-rolled channel of a format no larger than No. 10, welded together into a box or an I-beam, in addition, "Y"-shaped anchors are welded to the bottom of the sheet base, uniformly distributed over its area, and a metal shell with a wall thickness of at least 10 mm is welded along the perimeter of the sheet base with longitudinal sides of a height equal to the thickness of the protective fireproof and heat-insulating layer, and end sides of a height less than the thickness of the protective fireproof and heat-insulating layer, in the space formed by the shell there is a two-layer fireproof and heat-insulating a lining consisting of a lightweight heat-insulating layer with a thickness of 20 to 70 mm and a service temperature of at least 1350°C, wherein the two-layer refractory-heat-insulating lining is made of sheet mullite-siliceous fibrous material and a dense slag-resistant monolithic refractory layer with a thickness of 50 to 120 mm, made of heat-resistant refractory low or ultra-low cement high-alumina concrete.

Конструкция заявляемого технического решения показана на чертежах, где на:The design of the claimed technical solution is shown in the drawings, where:

Фиг. 1 изображен общий вид крышки промежуточного ковша.Fig. 1 shows a general view of the intermediate ladle cover.

Фиг. 2 изображена внутренняя часть крышки промежуточного ковша.Fig. 2 shows the inside of the intermediate ladle cover.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции крышки промежуточного ковша, включающей основание 1, поперечные усилители 2, продольные усилители 3, анкеры 4, продольные стороны обечайки 5, торцевые стороны обечайки 6, теплоизоляционный слой 7, огнеупорный слой 8.The claimed technical solution can be implemented in the design of the tundish cover, including a base 1, transverse reinforcements 2, longitudinal reinforcements 3, anchors 4, longitudinal sides of the shell 5, end sides of the shell 6, a heat-insulating layer 7, a refractory layer 8.

Крышка промежуточного ковша устроена и функционирует следующим образом.The tundish cover is designed and functions as follows.

Крышка промежуточного ковша содержит несущий силовой каркас, образованный металлическим листовым основанием 1, толщиной не менее 10 мм с приваренными к нему сверху двумя поперечными усилителями 2 длинной равной ширине листового основания, соединенными между собой одним или двумя продольными усилителями 3. Силовой каркас позволяет крышке промежуточного ковша сохранять форму, обеспечивает прилегание по периметру ковша, не допуская изгиба и деформации. Усилители выполнены из отрезков горячекатаного швеллера формата не более №10, сваренных между собой в коробку или двутавр, что обеспечивает высокую жесткость крышки на изгиб при минимальном весе. Снизу к листовому основанию, равномерно распределенные по его площади приварены «Y»-образные анкеры 4, которые обеспечивают связь силового каркаса и расположенного снизу теплоизоляционно-огнеупорного слоя. По периметру листового основания приварена металлическая обечайка, толщиной не менее 10 мм и с продольными сторонами 5 высотой равной толщине защитного огнеупорно-теплоизоляционного слоя, и торцевыми сторонами 6 высотой меньше толщины защитного огнеупорно-теплоизоляционного слоя, что позволяет обеспечить защиту торцевых сторон обечайки 9 от выгорания при нагреве огнеупорным слоем 8. Внутри обечайки, в полости, которую образует обечайка, располагается двухслойная огнеупорно-теплоизоляционная футеровка, состоящая из легковесного теплоизоляционного слоя 7 толщиной от 20 до 70 мм и температурой службы не менее 1350°С, выполненного из листового муллитокремнеземистого волокнистого материала и плотного шлакоустойчивого монолитного огнеупорного слоя 8 толщиной от 50 до 120 мм, выполненного из термостойкого огнеупорного низко или ультранизкоцементного высокоглиноземистого бетона. Применение составной огнеупорной теплоизоляции позволяет обеспечить эффективную теплоизоляцию силового каркаса крышки при сохранении огнеупорного слоя без разрушения долгое время.The tundish lid comprises a supporting frame formed by a metal sheet base 1 at least 10 mm thick with two transverse reinforcements 2 welded to it on top, each equal in length to the width of the sheet base, connected to each other by one or two longitudinal reinforcements 3. The supporting frame allows the tundish lid to maintain its shape and ensures a snug fit around the perimeter of the ladle, preventing bending and deformation. The reinforcements are made from sections of hot-rolled channel no larger than #10, welded together to form a box or I-beam, ensuring high bending rigidity of the lid with minimal weight. Y-shaped anchors 4 are welded to the bottom of the sheet base, evenly distributed over its surface, connecting the supporting frame to the underlying heat-insulating and refractory layer. A metal shell is welded around the perimeter of the sheet base, with a thickness of at least 10 mm and with longitudinal sides 5 of a height equal to the thickness of the protective refractory-heat-insulating layer, and end sides 6 of a height less than the thickness of the protective refractory-heat-insulating layer, which allows for the protection of the end sides of the shell 9 from burning out when heated by the refractory layer 8. Inside the shell, in the cavity formed by the shell, there is a two-layer refractory-heat-insulating lining consisting of a lightweight heat-insulating layer 7 with a thickness of 20 to 70 mm and a service temperature of at least 1350 ° C, made of sheet mullite-siliceous fibrous material and a dense slag-resistant monolithic refractory layer 8 with a thickness of 50 to 120 mm, made of heat-resistant refractory low or ultra-low-cement high-alumina concrete. The use of composite refractory insulation ensures effective thermal insulation of the roof's load-bearing frame while preserving the refractory layer for a long time.

Таким образом, применение изобретения позволяет повысить долговечность работы крышки промежуточного ковша, из-за исключения огнеупорной защитной части из силового несущего каркаса крышки, в совокупности со снижением температуры нагрева силового каркаса от зеркала металла за счет легкого комбинированного огнеупорно-теплоизоляционного слоя.Thus, the use of the invention makes it possible to increase the service life of the tundish cover, due to the exclusion of the fireproof protective part from the load-bearing frame of the cover, in combination with a reduction in the heating temperature of the load-bearing frame from the metal surface due to a lightweight combined fireproof and heat-insulating layer.

Claims

A tundish cover comprising a supporting load-bearing frame, characterized in that the supporting load-bearing frame is formed by a metal sheet base with at least two transverse reinforcements connected to each other by at least one longitudinal reinforcement, in addition, Y-shaped anchors uniformly distributed over the area of the sheet base are welded to the bottom, and a metal shell is welded to the bottom along the perimeter of the sheet base with longitudinal sides of a height equal to the thickness of the protective refractory heat-insulating layer, and end sides of a height less than the thickness of the protective refractory heat-insulating layer, in the space formed by the shell, a refractory heat-insulating lining is located, consisting of at least two layers, one of which is made of lightweight heat-insulating refractory material with a thickness of 20 to 70 mm, and the other - of a dense slag-resistant monolithic refractory concrete layer with a thickness of 50 to 120 mm.