1.10.4. Конструкция стопора и узла крепления стакана

1.10.4.1. Стопор

Стопор (рис. 43, а) представляет собой стальной стержень 1, зафутерованный стандартными огнеупорными изделиями – пробкой 5 и трубками 3, предохраняющими его от расплавления жидким металлом и обеспечивающими сохранение его прочности в условиях высоких температур.

Рис.43. Стопор сталеразливочного ковша

На некоторых заводах к стержню 1 приваривают шайбу 2 (рис. 43, б). Она предназначена для разгрузки пробки от веса трубок и от усилий, возникающих при их тепловом расширении. На нижнем конце стержня находится винтовая нарезка специального профиля, на которую навинчивают пробку. Иногда пробку крепят при помощи анкера с клином (рис. 44, а) или без клина (рис. 44,б ), но это соединение более сложно и менее надежно.

Рис. 44. Анкерное крепление пробки

Для более надежного закрепления пробки винтовую нарезку обмазывают тонким слоем огнеупорного раствора. Наиболее распространен раствор, полученный тщательным перемешиванием массы, состоящей из 25% огнеупорной пластичной глины (фракции до 1 мм) и 75% шамотного порошка той же фракции. Этим же раствором заполняют зазоры 4 между трубками и стержнем и между стопорными трубками, которые надевают на стержень после навинчивания пробки.

Согласно ГОСТ 5500, стопорные трубки изготовляют восьми типоразмеров и пробки шести типоразмеров, которыми футеруют стержни диаметром от 35 до 60 мм. Углубления h и выступы h₁ на стопорных трубках при наборе стопоров образуют фальцевое соединение (лабиринт), препятствующее проникновению расплавленного металла через стыки при некачественной заделке швов между трубками или в случае раскрытия швов при изгибе стержня (рис.43 и 45).

Рис. 45 стопорные трубки: а – с одинарным замком; б – с двойным замком

На некоторых заводах стопоры для ковшей малой емкости собирают сухим способом. На стержень с закрепленной на нем пробкой в вертикальном положении набирают поочередно стопорные трубки и тщательно подгоняют одну к другой. Одновременно в зазор между металлическим стержнем и стопорной трубкой засыпают сухой песок. Стыки между стопорными трубками промазывают огнеупорным раствором. Набранные таким образом стопоры не просушивают. Сухая наборка сокращает продолжительность подготовки стопоров.

Перед наборкой стопорный припас (рис. 46) тщательно проверяют. Стальной стержень должен быть прямым и нарезка нижнего и верхнего концов его не должна иметь повреждений. Стопорные трубки и пробки с трещинами, отбитыми замками и испорченной нарезкой бракуют. На рабочее место стопорные трубки и пробки подают либо в контейнерах автопогрузчиком, либо по специальному транспортеру.

Рис. 46.Стопорный припас: 1 – стопорный стержень; 2 – пробки; 3 – стопорные трубки; 4 – утолщенная стопорная трубка

Стойкость стопоров определяется толщиной огнеупорных трубок, защищающих металлический стержень от нагрева. В ковшах емкостью до 300-т наружный диаметр трубок должен быть 185 мм.

Для 300-т сталеразливочных ковшей наружный диаметр стопорных трубок был увеличен до 200 мм.

Особенно важна повышенная стойкость стопорных трубок, пробок и всего сталеразливочного припаса при непрерывной разливке стали и обработке ее в вакууме. Здесь стойкость стопора определяет ход всего процесса разливки и надежность работы установок.

Для повышения стойкости сталеразливочного припаса при непрерывной разливке и вакуумировании жидкой стали стопорные стержни для больших сталеразливочных и промежуточных ковшей изготовляют пустотелыми с внутренним воздушным охлаждением, а стопорные трубки делают из высокоглиноземистого шамота.

За время пребывания стали в ковше, стержни стопоров испытывают значительные термические напряжения, в результате чего к концу разливки они сильно деформируются. Поэтому после извлечения стопоров, обивки использованных трубок и пробки, стержни (если верхняя и нижняя резьбы находятся в исправном состоянии) подвергают правке. Обычно их используют для 4–6 разливок.

Число и размер трубок по длине выбирают в зависимости от высоты ковша так, чтобы верхний торец последней трубки находился над уровнем шлака на расстоянии 100–300 мм. Диаметр трубки и размер пробки зависят от размера стакана (который в свою очередь выбирают в зависимости от емкости ковша и конкретных условий заданной скорости разливки), размера изложниц, марки разливаемой стали и др.

Набирают и сушат стопоры в специально оборудованных местах. Для сборки стопоров устраивают или неподвижные козлы, или столы с лотками, поворачивающимися на шарнирах из горизонтального положения в вертикальное, что облегчает работу по вводу стопоров в сушило.

Сборку стопора начинают с навинчивания пробки на стержень, на нижний конец которого предварительно наносят раствор. Пробку навинчивают до отказа. Иногда пробке дают некоторую слабину – после навинчивания до отказа ее отворачивают на 90–180°, благодаря чему исключается возможность растрескивания пробки при ее расширении от нагрева. Затем на стержень, покрытый раствором, надевают первую трубку. Несколькими поворотами в обе стороны вокруг оси и нажатием вдоль оси ее притирают к пробке. При этом достигается получение шва минимальной толщины (при использовании раствора, приготовленного из мелкозернистого порошка). Аналогично надевают и остальные трубки, причем после каждых 2–3 трубок осуществляют дополнительное прижатие ударами по ним деревянным молотком через деревянную прокладку.

На некоторых заводах принято первую, а иногда и несколько трубок дополнительно закреплять на стержне деревянными клиньями, плотно загоняемыми ударами молотка в зазор между трубкой и стержнем.

Верхнюю последнюю трубку зажимают гайкой через деревянную шайбу или компенсационную пружину. Сверху на стержень навинчивают еще две гайки, предназначенные для крепления стопора на траверсе стопорного механизма, или проушины, за которую подвешивают стопор при транспортировке или сушке. Агрессивное действие расплавленного металла на нижние и верхние стопорные трубки, так же как и на нижние и верхние ряды футеровки стен ковша, неодинаково. Поэтому иногда в большегрузных ковшах нижние стопорные трубки подбирают с большим наружным диаметром, чем верхние.

После окончания набора стопоры направляют на сушку в специальных сушилах – шахтных (круглых или прямоугольных) или конвейерных. Последние характеризуются тем, что сырые стопоры, загруженные с одного торца сушила, в течение всего времени сушки передвигаются с определенной скоростью по специальному конвейеру к другому торцу. Благодаря этому достигается более равномерная сушка стопоров и предотвращается возможность выдачи на разливку недостаточно просушенного стопора.

Сушка стопоров должна проходить обязательно в вертикальном положении для предотвращения растрескивания трубок и раскрытия швов между ними Режим сушки стопоров сильно влияет на их качество. Сушка должна обеспечить полное удаление влаги из огнеупорного раствора, находящегося в зазорах между стопорными трубками и стержнем. Рекомендовано проводить сушку в течение 24–30 ч при 140–150° С, причем лучшие результаты достигаются при сушке в течение 48 ч и 120° С.

Организация работы участка набора и сушки стопоров показана на (рис.47).

Набранный стопор 1 вместе с лотком перемещают из горизонтального положения в наклонное положение пневматическим подъемником 2, самозахватывающая лапа 3, работающая от лебедки 4, захватывает стопор за верхнюю гайку 5, поднимает его в вертикальное положение и перемещает на конвейер сушильной печи 6. «Кошка» 7 сушильной печи зацепляет стопор за нижнюю гайку 8. После передачи стопора в сушило лапа автоматически возвращается в крайнее положение для захвата следующего стопора. Сушильный конвейер работает от электропривода 9, продвигая сырые стопоры в глубь сушила и выдавая просушенные стопоры.

Рис. 47. База для набора и сушки стопоров

Шахтные сушила оборудованы ячейками для стопоров. Стопоры по одному опускают в ячейки и по мере готовности убирают мостовым краном. В шахтных сушилах стопоры довольно быстро и хорошо просушиваются, но в сталеплавильных цехах большой производительности применение шахтных сушил нерентабельно, так как на подъем и опускание большого количества стопоров тратится чрезвычайно много кранового времени – от 5 до 12 ч в сутки.

Для сокращения времени сушки стопоров, во всех сталеплавильных цехах с большим объемом производства, установлены туннельные сушила, отапливаемые газом.

Просушенный стопор убирают из стопорного сушила консольным или разливочным краном, на блок которого подвешивают специальное приспособление для транспортировки стопоров (рис. 48).

Рис. 48. Приспособление для транспортировки стопоров: 1 – стопор; 2 – стержень стопора; 3 – гайка для зажима; 4 – гайка для захвата стопора; 5 – «кошка» с захватной лапой; 6 – крюк крана