RU2677400C1 - Плита шиберного затвора сталеразливочного ковша - Google Patents
Плита шиберного затвора сталеразливочного ковша Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677400C1 RU2677400C1 RU2018107942A RU2018107942A RU2677400C1 RU 2677400 C1 RU2677400 C1 RU 2677400C1 RU 2018107942 A RU2018107942 A RU 2018107942A RU 2018107942 A RU2018107942 A RU 2018107942A RU 2677400 C1 RU2677400 C1 RU 2677400C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- liner
- casting
- plate
- refractory
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 22
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/14—Closures
- B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
- B22D41/28—Plates therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при разливке стали из сталеразливочного ковша. Плита шиберного затвора содержит основание и вкладыш, установленный в сквозном отверстии в основании. Вкладыш выполнен с разливочным каналом. Основание изготовлено методом вибролитья из материала на основе табулярного глинозема, содержащего не менее 90 мас. % AlO. Вкладыш изготовлен из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего, мас. %: AlO- не менее 80, ZrO- не менее 5, С - не более 7. Толщина вкладыша равна толщине основания, длина вкладыша составляет 0,4-0,6 длины основания, а ширина - 0,3-0,5 ширины основания. Обеспечивается повышение стойкости огнеупорной плиты и надежность ее эксплуатации за счет предотвращения растрескивания и размытия огнеупора вокруг сталевыпускного отверстия. 2 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к разливке стали из сталеразливочного ковша (далее СК).
С развитием непрерывной разливки стали и ее внепечной обработки на агрегатах ковш-печь стопорный механизм разливки был практически полностью заменен на шиберный. Ответственной деталью шиберного затвора сталеразливочного ковша является огнеупорная плита, перекрывающая сталевыпускное отверстие. Она испытывает механические нагрузки в широком диапазоне температур, в том числе и при высоких температурах (до 1700°С), а также химическое воздействие жидких стали и шлака. Она должна обеспечивать надежное перекрытие сталевыпускного отверстия не только при транспортировке СК с плавкой, но и в процессе непрерывной разливки при необходимости ее прекращения. В отличие от корпуса и механизма шиберного затвора, изготовленных из стали, огнеупорная шиберная плита заменяется на новую после нескольких плавок. Стойкость плиты зависит как от ее эксплуатационных характеристик, так и от технологии выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки стали, и изменяется от 1 до 10 плавок. При этом шиберная плита является достаточно дорогим изделием, и увеличение ресурса ее работы является весьма актуальным.
Эксплуатация огнеупорных плит шиберных затворов осуществляется в сложных условиях: плиты испытывают воздействие высоких температур и разнонаправленных механических нагрузок. Причем имеет место локальный перегрев в зоне контакта плиты с жидкой сталью до температуры около 1700°С, а периферийные части плиты могут иметь температуру 200°С и менее. Это приводит к возникновению термических напряжений в плите и может являться причиной возникновения трещин и даже к ее разрушению [1]. Поэтому материал плиты должен не только обладать достаточной механической прочностью в рабочем температурном интервале и огнеупорностью, но и обладать таким комплексом теплофизических свойств, чтобы нем не возникали чрезмерные термические напряжения.
В качестве основы огнеупорного материала для изготовления шиберных плит используют периклаз или глинозем. Для повышения эксплуатационных характеристик к основе добавляют углерод, двуокись циркония и кремния.
Известна плиты шиберного затвора (ГОСТ Р 52707-2007 Изделия огнеупорные для шиберных затворов сталеразливочных ковшей), изготовленные из высокостойкого огнеупорного материала, например, периклаза или корунда, с добавками углерода и ZrO2, имеющие прямоугольную или ромбическую форму со скошенными или скругленными углами и содержащие круглое отверстие для выпуска металла, расположенное со смещением относительно центра по длинной оси плиты.
К основным недостаткам данных плит относится неравномерный износ плит из-за различного механизма разрушения. Материал вокруг сталевыпускного канала испытывает химическое и механическое воздействие от жидкого металла и шлака, в то время как в периферийной части плиты возникают в основном термические напряжения из-за градиента температур, достигающего 1500°С. Кроме того, к недостаткам данных плит относится их высокая стоимость.
Известен комплект шиберных плит (полезная модель РФ №8642), каждая из которых содержит основание, выполненное, например, из спеченного магнезита, и установленный в выемке основания вкладыш, выполненный из более стойкого огнеупорного материала, например, из плавленого периклаза.
Основным недостатком данного изделия является его низкая стойкость. Это связано с тем, что часть сталевыпускного канала шиберной плиты в данном изделии формируется в основании. Во время разливки нижняя часть сталевыпускного канала, выполненного из материала основания будет размываться быстрее верхней части и лимитировать стойкость всего изделия. Кроме того, в зазор между вкладышем и основанием во время разливки может попасть металл, что может привести к выпучиванию вставки и дальнейшему к проходу металла между плитами.
Задачей изобретения является повышение стойкости и надежности плит шиберного затвора, и, как следствие, снижение удельных затрат на огнеупорные материалы.
Задача достигается за счет того, что в огнеупорной плите шиберного затвора сталеразливочного ковша, содержащей основание с установленным в нем вкладышем и разливочный канал, в соответствии с изобретением, вкладыш установлен в сквозном отверстии основания и имеет толщину, равную толщине основания, а разливочный канал выполнен полностью во вкладыше, при этом основание выполнено посредством вибролитья из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего не менее 90% масс Al2O3, а вкладыш выполнен из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего, % масс: Al2O3 - не менее 80, ZrO2 - не менее 5, С - не более 7, и имеет длину, равную 0,4-0,6 длины основания, и ширину, равную 0,3-0,5 ширины основания.
Изобретение иллюстрируется чертежами, в которых на фиг. 1 изображен вид сверху заявленной плиты, а на фиг. 2 - разрез плиты по толщине.
Изготовление основания посредством вибролитья из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего не менее 90% масс Al2O3, обеспечивает высокую огнеупорность и термостойкость изделия, низкое температурное расширение. Благодаря более рыхлой, пористой структуре вибролитого изделия, основание позволяет компенсировать небольшое температурное расширение вкладыша.
Огнеупорный материал вкладыша заявленного состава имеет высокую механическую прочность, изностойкость и шлакоустойчивость благодаря использованию в качестве высокоглиноземистого сырья табулярного глинозема. При содержании не менее 80% масс. Al2O3 это позволяет снизить склонность к растрескиванию и повысить стабильность прочностных характеристик при изменении температуры.
Содержание в составе огнеупорного материала вкладыша ZrO2 в количестве не менее 5 масс. % повышает механическую прочность и термическую стойкость огнеупора. Содержание углерода в количестве не более 7 мас. % обеспечивает повышение химической стойкости и снижение газонасыщенности материала.
Соотношение длины (l) и ширины (h) вкладыша и основания получено на основании расчета напряженно-деформированного состояния плиты, основание и вкладыш которой выполнены из указанных выше материалов. Расчет выполнен методом конечных элементов и эмпирических данных. Выбор конкретных значений внутри заявленных диапазонов зависит от формы плиты и диаметра сталевыпускного отверстия. Снижение длины вкладыша (l) ниже 0,4 длины основания (L) и ширины вкладыша (h) ниже 0,3 ширины основания (Н) приведет к снижению стойкости плиты из-за размытия разливочного канала вкладыша металлом и шлаком и возможного разрушения вкладыша. Увеличение длины вкладыша (l) выше 0,6 длины основания (L) и ширины вкладыша (h) выше 0,5 ширины основания (Н) приведет к снижению стойкости плиты из-за возникновения радиальных трещин вследствие большого градиента температур во вкладыше заявляемого химического состава, а также к повышению себестоимости плиты, что не позволит достичь технического результата.
Для изготовления вкладышей используется шихта, состоящая из порошка табулярного глинозема, углерода (графит, связка), оксида циркония. После смешивания шихта поступает на дозатор, а затем с помощью пресса штампуется вкладыш. Сырые вкладыши выдерживаются при комнатной температуре, после чего поступают на обжиг. Вкладыши обжигают в инертной атмосфере при температуре от 1600 до 1900°С.
Изготовление плиты производится следующим образом. В оснастку, установленную на вибростоле, устанавливается ранее сформированный вкладыш. Включается вибрация и бетонная смесь на основе табулярного глинозема, затворенная водой, загружается в оснастку. Сформованное изделие по прошествии 8-12 часов извлекается из оснастки и подвергается сушке при 400-450°С. После охлаждения плита шлифуется и на рабочую поверхность наносится слой углеродной смазки.
Во время эксплуатации плиты вкладыш испытывает механическое и химическое воздействие от жидкого металла. Благодаря содержанию в составе огнеупорного материала углерода и ZrO2 повышается химическое и термическая стойкость вкладыша. Кроме того, благодаря использованию в качестве высокоглиноземистого сырья табулярного глинозема, имеющего низкий коэффициент теплового расширения и высокую термостойкость, вкладыш под действием температуры жидкого металла не разрушается. При этом основание плиты компенсирует небольшое расширение вкладыша благодаря более рыхлой, пористой структуре вибролитого изделия. Также, из-за того, что основным компонентом и вкладыша, и основания плиты является табулярный глинозем, величины их термического расширения практически одинаковы.
Выполненные в соответствии с настоящим изобретением шиберные плиты применялись на 130-т сталеразливочных ковшах при разливке на сортовой установке непрерывной разливки стали. Средняя стойкость плит с вкладышами составила 6,07 плавки, что на 4% превышало данный показатель для традиционных монолитных шиберных плит. Повысилась надежность эксплуатации плит за счет предотвращения растрескивания и размытия огнеупора вокруг сталевыпускного отверстия.
Источники информации
1. R. Grasset-Bourdel, j. Pascual, С. Manhart. Thermal Shock at the Shutoff Position of a Lower Slide Gate Plate - Test Development and Postmortem Investigations / RHI Bulletin, #1, 2014, pp. 40-46.
Claims (1)
- Огнеупорная плита шиберного затвора сталеразливочного ковша, содержащая основание с установленным в нем вкладышем и разливочный канал, отличающаяся тем, что вкладыш установлен в сквозном отверстии основания и имеет толщину, равную толщине основания, а разливочный канал выполнен полностью во вкладыше, при этом основание выполнено путем вибролитья из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего не менее 90 мас. % Al2O3, а вкладыш выполнен из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего, мас. %: Al2O3 - не менее 80, ZrO2 - не менее 5, С - не более 7, и имеет длину, равную 0,4-0,6 длины основания, и ширину, равную 0,3-0,5 ширины основания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107942A RU2677400C1 (ru) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Плита шиберного затвора сталеразливочного ковша |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107942A RU2677400C1 (ru) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Плита шиберного затвора сталеразливочного ковша |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2677400C1 true RU2677400C1 (ru) | 2019-01-16 |
Family
ID=65025421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018107942A RU2677400C1 (ru) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Плита шиберного затвора сталеразливочного ковша |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677400C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4268994A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-01 | Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG | Refractory plate, method for the production of the refractory plate, use of the refractory plate, slide gate valve for controlling a flow of molten metal and vessel for containing molten metal |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710782A1 (ru) * | 1978-04-25 | 1980-01-25 | Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров | Плита скольз щего затвора |
| SU1664460A1 (ru) * | 1989-09-25 | 1991-07-23 | Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии | Плита дл бесстопорной разливки металлов |
| US5730892A (en) * | 1994-08-25 | 1998-03-24 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Recycled slide gate plate |
| RU8642U1 (ru) * | 1998-06-10 | 1998-12-16 | ООО "Вулкан ТМ" | Комплект плит для шиберных затворов сталеразливочных ковшей |
| RU2645851C1 (ru) * | 2017-03-17 | 2018-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Кералит" | Плита шиберного затвора и способ ее изготовления |
-
2018
- 2018-03-05 RU RU2018107942A patent/RU2677400C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710782A1 (ru) * | 1978-04-25 | 1980-01-25 | Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров | Плита скольз щего затвора |
| SU1664460A1 (ru) * | 1989-09-25 | 1991-07-23 | Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии | Плита дл бесстопорной разливки металлов |
| US5730892A (en) * | 1994-08-25 | 1998-03-24 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Recycled slide gate plate |
| RU8642U1 (ru) * | 1998-06-10 | 1998-12-16 | ООО "Вулкан ТМ" | Комплект плит для шиберных затворов сталеразливочных ковшей |
| RU2645851C1 (ru) * | 2017-03-17 | 2018-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Кералит" | Плита шиберного затвора и способ ее изготовления |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4268994A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-01 | Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG | Refractory plate, method for the production of the refractory plate, use of the refractory plate, slide gate valve for controlling a flow of molten metal and vessel for containing molten metal |
| WO2023208859A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Refractory plate, method for the production of the refractory plate, use of the refractory plate, slide gate valve for controlling a flow of molten metal and vessel for containing molten metal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8138109B2 (en) | Zirconia-mullite refractory raw material and a plate brick | |
| US4182466A (en) | Wear part for sliding gates and process for the production of such wear parts and sliding gate with such wear parts | |
| RU2386604C2 (ru) | Керамическая смесь для применения в производстве огнеупоров и соответствующий продукт | |
| JPS6411590B2 (ru) | ||
| RU2677400C1 (ru) | Плита шиберного затвора сталеразливочного ковша | |
| JP5427192B2 (ja) | 耐火スラグ帯 | |
| Cruz et al. | Free opening performance of steel ladle as a function of filler sand properties | |
| RU2699467C1 (ru) | Плита шиберного затвора и способ ее изготовления | |
| EP2792656B1 (en) | Method for producing a silicon carbide whisker-reinforced refractory ceramic composition | |
| RU2645851C1 (ru) | Плита шиберного затвора и способ ее изготовления | |
| US7098159B2 (en) | Articles for casting applications comprising ceramic composite and methods for making articles thereof | |
| KR20200086273A (ko) | 슬라이드 게이트 밸브용 내화 플레이트, 그러한 플레이트의 재료로서 용융된 원료의 용도 및 그러한 플레이트를 포함하는 용융 용기 | |
| JPH026373A (ja) | 流し込み不定形耐火物 | |
| EP4268994B1 (en) | Refractory plate, method for the production of the refractory plate and use of the refractory plate | |
| JPH0751818A (ja) | カーボン含有鋳造用ノズル | |
| RU2429941C1 (ru) | Основная пластина для шибера | |
| US20180141868A1 (en) | Article made from refractory material for contact with a liquid metal or alloy, a method for manufacture, use and method of use of same | |
| KR100265003B1 (ko) | 용적안정성이 우수한 마그네시아-스핀넬질 내화재 | |
| Timofeeva et al. | Choice of Refractory Concrete for a Continuous Casting Machine Tundish Nozzle Dispenser | |
| Migashkin | Effect of Calcium Aluminate-Based Additive on Properties of Periclase-Carbon Refractories for Steel-Teeming Ladles | |
| JPH0747465A (ja) | ジルコニア質スライディングノズルプレート | |
| JP2795805B2 (ja) | 取鍋れんが | |
| Chudíková et al. | Steel Ladle Bottom Castable with Higher Corrosion and Erosion Resistance | |
| KR20000043950A (ko) | 용융금속 주입용 내화물 플레이트 | |
| JPS63104760A (ja) | 連続鋳造用浸漬ノズル |