Плита для бесстопорной разливки металлов

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к оборудованию для разливки металла. Цель - повышение срока службы огнеупорных плит за счет снижения термических напряжений. Плита для бесстопорной разливки металла содержит основной вкладыш 1, расположенный в матрице 2, дополнительный вкладыш 5, установленный в отверстии 3 плиты с зазором 6, равным δ, который определяется из следующего соотношения: 0,1H<SB POS="POST">1</SB>≤δ*98H<SB POS="POST">2</SB>√2/3δ<SB POS="POST">1</SB>/δ<SB POS="POST">2</SB>, где H<SB POS="POST">1</SB> - толщина дополнительного вкладыша

H<SB POS="POST">2</SB> - толщина основного вкладыша

δ<SB POS="POST">1</SB> и δ<SB POS="POST">2</SB> - пределы прочности материала вкладышей соответственно на изгиб и сжатие. Использоние изобретения позволит уменьшить термические напряжения на 69 - 73%, за счет чего увеличится в 2 раза срок службы плит. 3 ил. 1 табл.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 0 41/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР61ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (; ф ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740722/02 (22) 25.09.89 (46) 23.07.91, Бюл. ¹ 27 (71) Научно-производственное обьединение по механизации, роботизации труда и.совершенствованию ремонтного с:беспечения на предприятиях черной металлургии (75) В,М.Лобода, Г.А.Крижевский и В.К.Кизилов (53) 621.746,328,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 710782, кл. В 22 D 41/08, 1978, Авторское свидетельство СССР

¹ 925549, кл. В 22 0 41/08, 1980. (54) ПЛИТА ДЛЯ БЕССТОПОРНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к металлургии, конкретно к оборудованию для разливки меИзобретение относится к металлургии, конкретно к устройствам для разливки металла.

Цель изобретения — повышение срока службы огнеупорных плит за счет снижения термических напряжений.

На фиг,1 изображена предлагаемая плита, общий вид; на фиг,2 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 — экспериментальный график изменения температуры стенок вкладыша и матрицы, образующих кольцевой зазор.

Плита для бесстопорной разливки металла содержит вкладыш 1 из высокоогнеупорного материала, установленный в выемке матрицы 2 с совмещением оси отверстия основного вкладыша 1 с осью отверстия 3 плиты и с зазором 4 по части ! периметра между матрицей 2 и вкладышем

1, заполненным огнеупорным теплоизолирующим материалом. Плита снабжена дополнительным вкладышем 5.

„„ЯЦÄÄ 1664460 Al талла. Цель — повышение срока службы огнеупорных плит за счет снижения термических напряжений, Плита для бесстопорной разливки металла содержит основной вкладыш 1, расположенный в матрице 2, дополнительный вкладыш 5, установленный в отверстии 3 плиты, с зазором 6, равным д, который определяется из следующего соотношения; 2 п

: 0,1 hi д < h3 — —, где hl — толщи3% на дополнительного вкладыша; hz толщина основного вкладыша: о1 и о2— пределы прочности материала вкладышей соответственно на изгиб и сжатие., Использование изобретения позволит уменьшить термические напряжения на 69 — 73;(,, за счет чего увеличится,: в 2 раза срок службы плит. 3 ил. 1 табл, установленным в ее отверстии 3 с зазором

6, равным д, по отношению к матрице 2.

Величина д определяется из следующего соотношения:, 2о1

01 М д < Ьгj —.

3 г 2 где hl — толщина дополнительного вкладыша;

hg — толщина основного вкладыша;

oi и о2 — пределы прочности материала вкладышей соответственно на изгиб и сжатие.

Плита работает следующим образом.

Во время разливки жидкого металла тепловой пуск устремляется через вкладыши 1 и 5 к матрице 2. Кольцевой зазор 6, так же как и теплоизоляционный слой по части периметра вкладыша 1, оказывает большое соп роти вление тепловому потоку. Н а кол ьцевом зазоре 6 происходит падение части теплового потенциала, в результате чего ус.тановившиеся значения температур в ха1664460 рактерных точках плиты изменяются, Температура наружных стенок дополнительного вкладыша 5 (в точках А2, В2, С2„„) будет выше, а температура матрицы 2 (в точках А1, В1, С1,...) окажется ниже, чем в известной 5 плите. Поэтому перепады температур в радиальном направлении во вкладыше 5 (между точками А2 и Аз, В2 и Вз, С2 и Сз„,.) и матрице.2 (между точками А и А1. В и В1, С и С1) уменьшаются. Поскольку термические,10 напряжения пропорциональны перепадам температур, то их значение в указанных элементах плиты будет ниже.

Выполнение кольцевого зазора 6 между вкладышем 5 и матрицей 2 приводит также 15 к снижению осевых напряжений во вкладыше 5 за счет его свободного удлинения при нагреве в сторону, противоположную рабочей поверхности плиты.

Результаты исследования граничных 20 значений кольцевого зазора 6 представлены на фиг.З в виде графиков изменения средней температуры стенки вкладыша 5 в точках А2, В2 и С2 (кривая I) и матрицы 2 в точках А1, 81. С1(кривая II) от отношения 25 величины воздушного зазора д к толщине стенки вкладыша. . При нулевом зазоре граница раздела. вкладыша — матрица имеет температуру

1380 С. С увеличением отношения д /М ус- 30 тановившееся значение температ"уры вкладыша монотонно возрастает,. а матрицы— резко убывает. При величине зазора 0,1 h1 темп изменения температур становится очень малым и дальнейшее увеличение от- 35 ношения д/ь1 практически не влияет на температурный режим огнеупорной плиты, Поэтому нижняя граница величины воздушного зазора принята равной BM>< = 0,1h1, Верхняя граница величины воздушного за- 40 зора определена из условия прочности вкладыша. Поскольку опорной плиты в шиберном затворе является матрица 2, то под действием прижимного усилия на рабочей поо верхйости вкладыша 5 последний при боль- 45 шом кольцевом зазоре может разрушиться.

Чтобы этого не случилось, максимальная величина кольцевого зазора должна быть (2 о1 меньше значения дмакс = h2) — —.

3 02

В таблице представлены замеры установившихся значений температур в характерных точках известной плиты и предлагаемой при ширине кольцевого зазора д = 10 мм. Испытаниям подвергались плиты с матрицей из спеченного магнезита и вкладышем из плавленого периклаза c содержанием 95% А!203.

Из таблицы следует, что перепады температур между точками A2 — A3. В2 — B3 и C2—

С3 в предлагаемой плите на 38 — 45% меньше, чем в известной, а между точками

А — А1, B— - В1 и С вЂ” С1 — на 69 — 73%. На такую же величину уменьшатся и термические напряжения, за счет чего срок службы плиты возрастает не менее чем в два раза и ее можно использовать для повторных разливок.

Формула изобретения

Плита для бесстопорной разливки металла, содержащая вкладыш из высокоогнеупорного материала, установленный в выемке матрицы с совмещением оси отверстия основного вкладыша с осью отверстия плиты и с зазором по части периметра между матрицей и вкладышем, заполненным огнеупо рным и теплоизолирующим материалом, отл ич а ю ща я с ятем, что, с целью повышения срока службы за счет снижения термических напряжений, она снабжена дополнительным вкладышем, установленным в ее отверстии с зазором д по отношению к матрице, равным

0,1 h> 0 < h2,— —, 3 "2 где h> — толщина дополнительного вкладыша;

Ь2 — толщина основного вкладыша:

01 и а — пределы прочности материала вкладышей соответственно на изгиб и сжа-, тие, 1664460