Сливные загрузочные устройства для технологического процесса получения базальтового волокна Сталь 20 в Минске

Сливные загрузочные устройства технологической линии базальтового волокна из стали 20

Сливные загрузочные устройства в составе технологической линии получения непрерывного базальтового волокна — это промежуточные узлы между плавильным агрегатом и питателем фильер, обеспечивающие дозированный отвод расплава базальта с рабочей температурой 1350–1450 C и его подачу к фильерному полю. Исполнение из стали 20 (ГОСТ 1050) относится к узлам, работающим в условиях кратковременного контакта с расплавом при наличии принудительного охлаждения корпуса и защитных футеровочных слоёв. Конструкционная углеродистая качественная сталь 20 содержит 0,17–0,24 % C, до 0,25 % Si, 0,35–0,65 % Mn; в состоянии поставки предел текучести — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410–450 МПа, относительное удлинение — 25 %. Эти характеристики определяют применение стали 20 для несущих и корпусных элементов сливного тракта, не контактирующих напрямую с агрессивной газовой фазой и расплавом без теплозащиты.

Конструктивное исполнение и условия эксплуатации

Сливное загрузочное устройство компонуется из водоохлаждаемого корпуса, приёмной воронки, сливного жёлоба (лотка) и узла стыковки с питателем. Корпус и фланцевые соединения из стали 20 работают при температуре стенки 200–400 C при водяном охлаждении; тепловой поток через стенку достигает 150–250 кВт/м в зоне зеркала расплава. Критичными являются:

• термоциклическая стойкость при числе циклов «нагрев–охлаждение» до 3000 за кампанию;
• стабильность геометрии сливного жёлоба при уклоне 3–7 для обеспечения ламинарного течения расплава;
• герметичность разъёмов при избыточном давлении защитного газа 0,5–2,0 кПа;
• сопротивление эрозионному износу в зоне падения струи расплава.

Сталь 20 в таких узлах применяется преимущественно для рам, опорных плит, кожухов, патрубков подвода охлаждающей воды и крепежа, тогда как поверхности прямого контакта с расплавом защищают гарнисажем, шамотной футеровкой или жаропрочными накладками. Свариваемость стали 20 без ограничений позволяет изготавливать корпусные конструкции сварными с последующей нормализацией при 900–920 C.

Технические параметры узлов из стали 20

Применение в технологических линиях

Сливные загрузочные устройства рассматриваемого исполнения устанавливаются в линиях производства базальтовой непрерывной нити, работающих на плавильных печах с газовым или электрическим нагревом. Типовые позиции:

• приёмные воронки и распределительные лотки перед питателями ПФ-1, ПФ-2;
• корпуса промежуточных дозаторов расплава в линиях мощностью 1–5 т/сут;
• опорные рамы и кожухи узлов стыковки с фильерными питателями;
• патрубки и коллекторы контура охлаждения сливного тракта;
• элементы систем аспирации и отсоса газов из зоны слива.

В линиях получения базальтового волокна для теплоизоляционных матов и для конструкционных композитов требования к геометрии сливного тракта различаются: в первом случае допускается больший разброс по температуре расплава, во втором — критична стабильность гидравлического режима и минимизация застойных зон. Сталь 20 обеспечивает ремонтопригодность узлов сваркой непосредственно на площадке, что сокращает простои линии.

Вопросы и ответы