Стакан для разливки металлов и сплавов

 

СТАКАН ДЛЯ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, имеющий вертикальный сужающийся книзу канал, уширенный в верхней части и переходящий в конфузор , фасонного профиля, образованный продольными ребрами-выступами , отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы стакана и. увеличения длины компактной части струи при улучшении условий ее управления, конфузор выполнен со скругленными кромками и углами в уширенной части канала, при этом высота ребра-выступа составляет 0,,9 высоты уширенной части, длина - 0,05-0,3 ее высоты, аугол сужения конфузора 2-15°.

()9) (И) CO)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН .

1(5)) В 22 D 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455372/22-02 (22) 21.06.82 (46) 07 ° 11.83. Бюл. )) 41 (72) Б..К.Васильев; Ю.В.Материкин, В.A.Ãoëoâàíoâ, A.Ï.Tðåòüÿêoí, M.È.ÌèùåHêo и Л.П.Шмырев (7l) Всесоюзный институт огнеупоров и Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И.Калинина (53) 621.746.27(088 ° 8) (56) 1..ТУ-14-8-238-77. Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные для непрерывной разливки стали. Стаканы

))92-4, 5, 24.

2. Рутес В.С. и др. Теория не-, прерывной разливки. Технологические основы. М., Металлургиздат, 1971,. с.116, рис.36. (54) (57) СТАКАН ДЛЯ РАЗЛИВКИ МЕТАПЛОВ И СПЛАВОВ, имеющий вертикальный сужающийся книзу канал, уширенный в верхней части и переходящий в конфузор, фасонного профиля, образованный продольными ребрами-выступами, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы стакана и. увеличения длины компактной части струи при улучшении условий ее .управления, конфузор выполнен со скругленными кромками и углами в уширенной части канала, при этом высота ребра-выступа составляет 0,5-0,9 высоты уширенной части, длина — 0,05-0,3 ее высоты, а угол сужения конфузора 2-15

1052316

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано преимущественно в ковшах установок для непрерывной разливки стали при получении слитков малых сечений, а также при разливке стали в изложницы.

Известен стакан для разливки металлов и сплавов, имеющий входную воронку в виде, седла под стопорную пробку, плавнО сопрягающуЮСя с вер- 10 тикальным каналом переменного сечения. -Верхняя часть канала выполнена . уширенной в виде копильника круглого поперечного сечения, переходящего к выходному отверстию в цилинд- 15 рический или близкий к нему конфуэорный канал, сужающийся под углом

1-г (13 .

Однако неравномерное распределение расплава под стопором при разливке ;д металла приводит к возникновению сбойности потоков, закручиванию их в копильнике стакана и образованию винтового движения расплава в струе. Вероятность образования винтового движения расплава возрастает при колебаниях уровня в ковше или его опорожнении, а также при дросселировании потока расплава стопором. При этом нарушается органиэация струи: длина компактного (сплошного) участка струи сокра-. щаетсяр струя преждевременно распадается на отдельные объемы и капли с увеличением радиуса разбрызгивания.

Кроме того, при винтовом движении расплава уменьшается пропускная способность стакана, приводящая к резкому (в 1,5-2,0, раза) уменьшению скорости литья При недостаточно организованной струе ухудшается ка- 40 чество литья и получаемых слитков,.

Преждевременный распад струи с разбрызгиванием приводит к потерям металла, вторичному его окислению и насыщению слитка оксидными вклю- 45 чениями, кроме того ухудшаются условия труда обслуживающего персонала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стакан для разливки металлов и сплавов, имеющий вертикальный сужающийся книзу Канал-, вначале уширенный в виде копильника, а к выходному отверстию переходящий в конфузор, содержащий фасонный профиль, образованный продольными ребрами-высту пами (2) . фасонный профиль образован прямоугольными в поперечном сечении Я) и сходящими на нет прорезями в выпуклой стенке переходной части канала. Устройство продольных прорезейпазов в переходной части способствует

Уменьшению тУрбулентности струи, g5 формируемой цилиндрическим выходным участком канала такого стакана.

Недостатки известного стакана заключаются в том, что круглый профиль поперечного сечения копильника не препятствует образованию в нем винтового движения (циркуляции) рас плаза; не устранена вероятность ви) тового движения также и в переходно1 части канала, поскольку высота этой части значительно меньше высоты копильника и составляет обычно менее

30% высоты последнего; прорезь-паз сходящая на нет к отверстию выходного участка канала, имеет во много раз (по крайней мере в 4 раза) меньший, чем отверстие, периметр сечения, следовательно, основная масса протекающего расплава проходит вне паза, что увеличивает вероятность перехода винтового движения расплава в выходной участок канала; недостаточные для пропуска расплава поперечные размеры (площадь) прорезейпазов увеличивают вероятность их эаметалливания, а наличие острых кромок прямоугольного сечения способствует преждевременному их разрушению потоком расплава, ускоряющимся к выходной части канала; выполнение выходного канала стакана цилиндрической Формы приводит к ухудшению органиэации струи (преждевременному распаду и сокращению длины компактной части).

Цель изобретения — увеличение срока службы стакана и увеличение длины компактной части струи при улучшении условий ее управления.

Поставленная цель достигается тем что в стакане. для разливки металлов и сплавов, имеющем вертикальный сужающийся книзу канал, уширенный в верхней части и переходящий в конфузор, фасонного профиля, образованный продольными ребрами-выступами, конфуэор выполнен со скругленными кромками и углами в уширенной части канала, при этом высота ребра-выстуПа составляет 0,5-0,9 высоты уширенной части, длина

0,05-0,3 ее высоты, а угол сужения конфуэора 2-15

При этих соотношениях элементов канала стакана исключается образование винтового движения расплава в копильнике и уменьшается интенсивность турбулентности струи, что позволяет улучшить ее организацию и управляемость.

На фиг.1 изображен предлагаемый стакан, продольный разрез; на фиг.2-;. сечение A-A на фиг,.1.

Стакан 1 для разливки металлов и сплавов выполнен с выходной воронкой 2 в виде седла под стопорную пробку 3, с .плавным сопряжением с вервертикальным каналом, сужающимся

1052316

55 книзу. При этом канал в начале вы- полнен уширенным, образующим емкость копильник 4, затем имеет переходной участок 5, сопрягающий копильник с конфуэором б. В нижней части на высоте (50-903) копильник. выполнен фасонным, образованным продольными ребрами (выступами) 7 со скругленными кромками и углами. Форма и толщина поперечного сечения ребра 7 выбираются достаточными для обес- печения устойчивости его на сдвиг.

- и разрушение потоком расплава, например трапецеидальной формы, со скругленными кромками и углами, предотвращающими как преждевременное разрушение их, так и эаметаллива ние межреберных пазух при разливке.

Количество ребер (выступов) ма-. жет изменяться. в зависимости от условий разливки, применяемого огнеу-. порного материала и точности изготов. ления огнеупорного изделия в пределах от 3 до 5. Однако в отдельных случаях может быть достаточно одного — двух ребер. Предпочтительно симметричное расположение выступовребер на стенках копильника относительно оси стакана.

Оптимальная высота с конфузора 6 канала стакана может составлять не менее 2-5 диаметров его выходного отверстия. При этом предпочтительная высота ребра-выступа может составлять 1-3 см.

Устройство работает следующим образом.

При разливке металла или сплава стопорная пробка 3 поднимается стопорным механизмом над воронкой 2 . входного отверстия сткана 1, обеспечивая поступление расплава в канал стакана. Ввиду наличия сил трения между потоками в межреберных пазу-. хах, ребрами 7 и слоями расплава, поступающими в- канал (вышележащими слоями), исключается закручивание потоков и образование винтового движения в емкости - копильнике 4.

Возможная неравномерность поступления расплава по периметру входной. воронки 2, сбойность потоков и образование косых струй, например, при дросселировании потока стопорной пробкой 3 компенсируются продоль-.

-ными ребрами-выступами 7, препятствующими возникновению кругового движения расплава (его циркуляЦии) в

50 копильнике 4. Поступление расплава в выходную конфузорную часть б происходит равномерно по всему периметру входного отверстия конфузора.

При этом влияние положений стопорной пробки, а также возможность колебаний уровня металла в ковше (или другой металлургической емкости, где установлен стакан) на формирование струи исключается органиэацией потоков ребрами 7 при радиальном свободном подводе расплава к входному отверстию конфузора 6 по всему периметру отверстия.

Скругленная форма поперечного сечения фасонного профиля исключает о бразование застойных зон для расплава и тем самым уменьшает вероятность заметалливания канала стакана и его преждевременное разрушение, что приводит к увеличению срока службы. Этому способствует и достаточная площадь поперечного сечения межреберной пазухи (равная площадь отвер стия конфузора 6 или больше нее).

Формируемая конфузором струя имеет больший компактный участок; уменьшается разбрызгивание струи; улучшаются условия сопряжения струи с зеркалом расплава в металлоприемнике, уменьшая вероятность попадания воздушных пузырьков в жидкую сердцевину отливаемого слитка; уменьшается вторичное окисление металла, а также угар легирующих элементов, что улучшает в конечном счете, качество отливаемого слитка.

С устранением винтового движения в канале стакана стабилизируется и емкость литья (расход вытекающего расплава стабилизируется), в результате чего улучшаются условия управления процессом разливки как со стопором, так и без него. Выполнение канала фасонного профиля в нижней части копильника также способствует улучшению условий управления струей. В предлагаемой конструкции стакана не нарушается герметичность контактирования поверхности стопорной пробки с входной воронкой стакана, что позволяет в случае необходимости перекрыть струи и прекратить разливку.

Кроме того, применение предлагаемого изобретения улучшает условия труда обслуживающего персонала.

1052316

Подписное

Заказ 8738/8 Тираж 813

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ™Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 о

Составитель Г.Борисов

Редактор Л.Веселовская ТехредМ.Тепер Корректор М. Шароши