крышка металлургического ковша

Формула изобретения

Крышка металлургического ковша, содержащая обечайку и верхнее листовое перекрытие, имеющее центральное отверстие, отличающаяся тем, что она снабжена стальным листовым экраном с равномерно расположенными в нем отверстиями и радиальными ребрами, образующими с верхним перекрытием и обечайкой герметичные сектора, и тороидальным коллектором с газоподводящими патрубками, количество которых равно количеству ребер, установленных на верхнем перекрытии, при этом газопроводящие патрубки размещены в герметичных секторах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к металлургическому оборудованию. Для качественной и оперативной подготовки (сушки, разогрев футеровки) ковша под жидкий металл его накрывают крышкой, что позволяет подготавливать ковш за один вместо трех суток без крышки. Хотя известные металлургические крышки имеют защитный огнеупорный слой (как правило это огнеупорная футеровка), но при относительно больших габаритах крышки и высоких неравномерных как на ее футеровку, так и на ее металлоконструкцию нагрузках, эксплуатационный срок (стойкость) крышки оказывается небольшим, что в конечном счете нарушает ритм работы цеха. Следовательно, рациональное решение вопроса повышения эксплуатационной стойкости крышек ковшей является актуальным.

Известна водоохлаждаемая крышка для металлоприемников по заявке Франции N 2517228, кл. В 22 D 41/00, 1983.

Недостатками являются усложненная конструкция и выпадение теплоизоляционных элементов футеровки из-за коробления металлоконструкции ввиду того, что трудно обеспечить равномерное охлаждение водой всей поверхности крышки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой является известная крышка разливочного ковша. Она содержит каркас (периферийная и центральная обечайки, жестко соединенные стальным листовым перекрытием) футерованной огнеупорной кладкой. Крышка имеет несколько отверстий для горелок и каналы по периферии для подачи кислорода в рабочее пространство ковша (заявка Франции N 2582972, кл. В 22 D 35/06, 1968).

Недостатком этой крышки является разгар краев каркаса и футеровки по периферии крышки, коробление каркаса и выпадание огнеупорных элементов футеровки, а также тяжеловесность крышки из-за футеровки, выполненной из огнеупорного кирпича.

Задача, решаемая изобретением, заключается в разработке надежной, относительно простой и принципиально новой конструкции крышки металлургического ковша для длительного использования ее при эксплуатации в металлургическом производстве.

На фиг.1 изображено устройство, разрез; на фиг.2 вид А -А на фиг.1, разрез.

Устройство (крышка) содержит периферийную стальную обечайку 1 с верхним стальным листовым перекрытием 2 с центральным отверстием, оформленным центральной обечайкой 3 для ввода горелки 4 в ковш.

Крышка снабжена стальным листовым экраном 5 с равномерно расположенными в нем отверстиями 6 и радиальными ребрами 7, образующими с верхним перекрытием 2 и обечайкой 1 герметичные сектора 11, и тороидальным коллектором 8 с газоподводящими патрубками 9. Количество патрубков 9 равно количеству ребер 7, установленных на верхнем перекрытии 2. Газоподводящие патрубки 9 размещены в герметичных секторах 11, которые занимают собой весь слой пространства 10.

Крышка металлургического ковша работает следующим образом.

Крышку устанавливают на ковш 12 и уплотняют глиной. Подсоединяют тороидальный коллектор 8 (фиг. 1) при помощи гибкого рукава (шланга) к магистрали с природным газом (не показаны). Затем через центральную обечайку 3 вводят в ковш 12 горелку 4. После этого вводят в ковш вдоль горелки к ее торцу запальник и подают природный газ в горелку и поджигают его, и сразу же подают природный газ в тороидальный коллектор 8, из которого по патрубкам 9 газ попадает в пространственные секторы 11 и из них через отверстия 6 в ковш, под экран 5 крышки, заполняя все пространство под крышкой от стенки ковша 12 до центральной обечайки 3. Последняя выполнена удлиненной вниз, т.е. в рабочее пространство ковша, для того чтобы воспрепятствовать свободному выходу какой-то части газа сразу из-под крышки в атмосферу через зазор между горелкой и обечайкой 3, а также и под воздействием эжекции его отходящими из ковша газами, что явилось бы бесполезным и экологически вредным расходом природного газа, как неуспевшего прореагировать в рабочем пространстве ковша. В процессе разогрева футеровки ковша экран 5 тоже нагревается, но только до температуры, не превышающей температуру разложения природного газа (метана) в крышке (в плоских пространственных секторах П) и под крышкой (на внешней поверхности экрана 5). Заметное разложение метана (CH₄) начинается при 300^oС. При 400^oС разлагается, примерно, 25% а уже при 700^oС более 85% Так как газ начинает разлагаться в крышке (на внутренней стороне экрана 5), то средняя температура экрана 5 не превысит 600-650^oС. А практически температура экрана 5 оказывается равной 500-550^oC, так как все время примерно 3/4 объема поступающего газа под крышку разлагается именно под ней, отбирая тепло в пространстве под крышкой для полного разложения и создавая при этом защитный тепловой слой из продуктов разложения, чем дополнительно создается тепловой экран, практически окончательно препятствующий поступлению тепла из рабочего пространства ковша к крышке (к экрану 5), и, как следствие этого, препятствует повышению температуры экрана 5 крышки свыше 550^oС, что при восстановительной атмосфере не способствует разрушению стального экрана крышки. К тому же равномерное охлаждение из-за равномерного распределения газа в крышке (по секторам) всей поверхности крышки (экрана) исключает коробление как стального нижнего экрана крышки, так и ее в целом, т.е. в первую очередь периферийной 1 и центральной 3 обечаек, так же равномерно защищенных (охлаждаемых) природным газом. Разложенный (диссоциированный) и нагретый под крышкой слой (объем) газа под воздействием поступающего все время новых порций газа из отверстий 6 экрана 5 будет вытесняться из-под крышки и продвигаться вниз в рабочее пространство ковша, где смешиваясь с воздушно-газовыми продуктами, поступающими из горелки, будет интенсивно сгорать с максимальной теплоотдачей.

Такая принципиально новая конструкция крышки металлургического ковша позволяет отказаться от футерования ее теплозащитным огнеупорным кирпичом, увеличить ритмичность оборачиваемости ковшей в цехе, снизить энерго- и ресурсозатраты.