Устройство для защиты струи металла при разливке

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к разливке металлов и сплавов. Цель изобретения - повышение качества металла.Устройство содержит многосоштовый блок с центральным каналом, связанным через коллектор с источником жидкости, сопла размещены равномерно по двум концентрическим окружностям, центр которых совпадает, с осью симметрии блока, а сопла, размещенные на внутренней окружности, направлены под углом к оси симметрии многосоплового блока в сторону оси. При этом сечение выходных отверстий сопл выполнены в виде V-образных щелей, которые соприкасаются концами. Истекающие из сопл струи инертного газа образуют две квазикольцевые завесы. Струи внутренней окружности обладают высокой скоростью и жесткост1 ю. Они отражают брызги расплавленного металла. Струи внешней окружности экранируют струю расплавленного металла от контакта с воздухом, что позволяет снизить содержание кислорода и водорода в готовом металле и уменьшить расход инертного газа. 9 я.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК g 4 В 22 D 11/10, 7/12 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4072192/31-02 (22) 09.04.86 (46) 15.01.88. Бюл. Р 2 (72) А.M.Ñèçîâ, С.И.Жигач, А. С.Шкраб, М, С. Кокорев, А. С. Рязанов, В.Ф.Соболев, А.Ю.Пузырев, А.Х.Уразгильдеев, В.П.Карасев и В.Е.Никольский (53) 621.746.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й"-. 632480, кл.В 22 F 9/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРУИ МЕТАЛЛА ПРИ РАЗ31ИВКЕ (57 ) Изобретение отно сит ся к черной металлургии, конкретнее к разливке металлов и сплавов. Цель изобретения — повьппение качества металла.Устройство содержит многосопловый блок с центральным каналом, связанным через коллектор с источником жидкости, сопла размещены равномерно по двум

„.Я0„„1366283 А 1 концентрическим окружностям, центр которых совпадает. с осью симметрии блока, а сопла, размещенные на внутренней окружности, направлены под углом к оси симметрии многосоплового блока в сторону оси. При этом сечение выходных отверстий сопл выполнены в виде V-образных щелей, которые соприкасаются концами. Истекающие из сопл струи инертного газа образуют две квазикольцевые завесы. Струи внутренней окружности обладают высокой скоростью и жесткостью. Они отражают брызги расплавленного металла.

Струи внешней окружности экранируют струю расплавленного металла от контакта с воздухом, что позволяет снизить содержание кислорода и водорода в готовом металле и уменьшить расход инертного газа. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

-1366283

Изобретение относится к черной металлургии, к внепечной обработке стали и может быть использовано в металлургии при разливке металлов и сплавов.

Целью изобретения является повышение качества металла.

На фиг.1 представлено устройство, вид снизу; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Исполнение колец сопл в виде набора .соприкасающихся U-образных сопл

7 обращенных центральными вершинами вовнутрь, приводит к тому, что попе- )В речная устойчивость и дальнобойность струй резко возрастают ° Образуются кольцевые струи, сформированные из набора V-образных струй. Такие струи более устойчивы к перепаду давлений 20 на боковых поверхностях струй, а также более дальнобойны, чем кольцевые струи. Истекающая иэ соприкасающихся V-образных сопл внешней окружности струя достигает торцовой поверхности стенок изложницы и замыкается на них. При этом струя расщепляется на две части. Одна часть струи уходит наружу, инертный газ другой части . входит в объем изложницы, создавая 30 там нейтральную атмосферу и повышая давление внутри объема, экранируемого внешней струей инертного газа.Тем самым повышается устойчивость внешной струи и обеспечивается высокое качество внешнего экранирования разливаемого металла.

Кольцевая струя внутренней окружности надежно отражает брызги расплавленного металла от налипания их 40 на стенки изложницы. Кроме того, инертный газ внутренней струи способствует рафинированию металла. В конце активного участка газ притягивается к струе металла и вместе с ней 48 внедряется в расплав. Поднимаясь в расплаве вверх, мельчайшие пузырьки нейтрального газа вбирают в себя растворенный в металле водород и неметаллические включения. 50

Устройство для защиты струи метал» ла при разливке состоит из цилиндрического корпуса 1 многосоплового бло° ка, по оси симметрии которого выполнен центральный канал а связанный через коллектор с источником расплавленного металла. В цилиндрическом корпусе 1 многосоплового-блока равномерно по двум концентрическим окружностям, центр которых совпадает с осью симметрии цилиндрического корпуса 1 многосоплового блока, размещены Ч-образные сопла 2 внешней окружности и сопла 3 внутренней окружности. Эти V-образные сопла 2 и 3, сечения выходных отверстий которых выполнены в виде V-образных щелей, соприкасаются концами. Острые углы при соприкасающихся вершинах лежат в диапазоне 2 — 30 . V-образные сопла 2 и 3 могут быть размещены центральными вершинамивовнутрь.Плоскости Ъ выходных сечений V-образных сопл 2 и

3 перпендикулярны граням каналов Чобразных щелей. По меньшей мере одно из ребер в выходном сечении канала каждой V-образной щели может быть выполнено криволинейным. Ребра в выходном сечении канала каждой U-образной щели могут быть выполнены. прямолинейными. Ч-образные сопла 2 внешней окружности направлены под углом

5 - 30 к оси многосоплового блока в сторону его периферийных участков.

Угол наклона V-образных сопл 3 внут ренней окружности к оси многосоплового блока не превышает 10 . На входе в дозвуковую часть V-образных сопл

2 и 3 могут быть .размещены два кольцевых ресивера 4 и 5. Кольцевой ресивер 4 с помощью газопровода 6 и кольцевой ресивер 5 с помощью газопровода 7 соединяют соответственно дозвуковые части V-образных сопл 2 и 3 с источником газа. Газопроводы

6 и 7 могут быть соединены с источниками различных инертных газов. На входах в кольцевые ресиверы 4 и 5 могут быть установлены генераторы акустических колебаний, например газоструйный стержневой излучатель 8 или устройство 9 для возбуждения звуковых колебаний.

Устройство работает следующим образ ом.

Расплавленный металл через коллектор поступает в центральный канал а и истекает со среза центрального канала в изложницу. Инертный газ от ис точника газа по газопроводам 6 и 7 поступает на входы генераторов 8 и

9 акустических колебаний. С выхода генератора 8 акустических колебаний газ поступает через полость кольцевого ресивера 4 в дозвуковую часть

Ч-образных сопл 2 внешней окружности. С выхода генератора 9 акустичес1366283 ких колебаний газ поступает через полость кольцевого ресивера 5 в дозвуковую часть Ч-образных сопл 3 внутренней окружности. Со среза -o6- 5 разных сопл 2 и 3 истекают перемен4 ные по толщине газовые струи. Скорость газа в струях по сечению струй плавно убывает от наиболее широкой части струй (в окрестности централь-10 ной вершины V-образной щели) к концам (острым вершинам V-образных щелей). На боковых поверхностях V-образных струй образуются подковообразные вихри переменного сечения. Эти 15 вихри обладают значительной устойчивостью и до их разрушения удерживают практически неизменной форму струй.

Тем самым резко возрастает пвремя жизни" струй, т.е. их дальнобойность. 20

Ч-образные сопла 2 внешней окружности направлены под углом 5 - 30 к оси многосоплового блока в сторону его периферийных участков так, чтобы плоскости граней V-образных щелевых каналов лежали в плоскостях, проходящих через контуры торцового сечения изложницы. Струи газа, истекающие со среза V-образных сопл 2 внешней окружности, благодаря дальнобой- ЗО ности, достигают торцовой поверхности изложницы. У торца изложницы газовые струи расщепляются на две струи: одна струя уходит наружу, а другая струя входит в объем изложницы, соз- З5 давая там нейтральную атмосферу.

Часть газа проникает внутрь металла, а часть уходит в межструйное пространство, повышая там давление. Это приводит к снижению эжекционного эф- 4О фекта струи газа, Устанавливая угол наклона V-образных сопл 2 внешней окружности в зависимости от расстояния от торцовой поверхности Ь многосоплового блока до изложницы и габа- 45 ритов изложницы, можно существенно снизить количество газа, уходящего со струей в сторону от торцовой стенки изложницы, Со.среза V-образных сопл 3 внут- В0 ренней окружности, соприкасающихся острыми вершинами и обращенными центральными вершинами вовнутрь, истекает переменная по толщине газовая струя. Струя обладает значительной устойчивостью к жесткости и сохраняет свою форму практически до входа в изложницу. Это приводит к тому, что образующиеся при разливке жидкоro металла в изложницы брызги металла отклоняются газовыми струями, Брызги любого размера либо отбрасываются обратно на струю металла, либо попадают в расплав. Стенки изложницы экранируются от забрызгивания, Поскольку угол наклона V-образных сопл

3 внутренней окружности к оси многосоплового блока не превышает 10, то соударение газовых струй со струей металла происходит без образования брызг. В конце активного участка газовых струй газовая струя притягивается к струе металла, обволакивает ее и вместе с ней внедряется в расплав, находящийся в изложнице. Попавший в расплав инертный газ способствует рафинированию металла.

Перпендикулярность плоскости b выходных сечений Ч-образных сопл

2 и 3 граням каналов U-образных щелей обеспечивает неизменное, оптимальное. положение в пространстве осей начального участка газовых струй при изменении степени нерасчетности струй, вызванным колебаниями давления в газовых магистралях и в межструйном объеме, Генераторы 8 и 9 акустических колебаний возбуждают в газовых струях продольные колебания. Это способствует повышению дальнобойности струй газа, истекающих из V-образных сопл

2и3.

Использование предлагаемого устройства позволит улучшить качество металла за счет повышения надежности экранирования струи от контакта с воздухом, снижения наводороженности металла и содержания неметаллических включений.

Формула изобретения

1, Устройство для защиты струи металла при разливке, содержащее многосопловый блок с центральным каналом, сопла которого размещены равномерно по двум концентрическим окружностям с центром, совпадающим с осью симметрии блока, причем оси сопл,размещенных на внутренней окружности,. направлены под углом к оси симметрии многосоплового блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества металла, сопла выполнены в виде V-образных соприкасающихся концами щелей, а плоскости их выход1366283 ных сечений перпендикулярны граням каналов V-образных щелей.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что острый

Ъ

5 угол при вершине каждой V-образной щели составляет 2 - 30 .

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что по меньшей мере одно из ребер в выходном сечении канала каждой V-образной щели выполнено криволинейным.

4. Устройство по п.1, о т л и чающее с я тем, что ребра в выходном сечении канала каждой V-образной щели выполнены прямолинейными.

5. Устройство по п ° 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что Ч-образные щели размещены центральными вершинами вовнутрь. 20

6. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сопла внешней окружности направлены под углом

5 — 30 к оси многосоплового блока в сторону его периферийных участков. 25

7. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что угол наклона сопл, размещенных на внутренней окружности, к оси многосоплового блока не превышает 10

8. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя кольцевыми ресиверами,соединенными с дозвуковой частью сопл, расположенных соответственно на внешней и внутренней окружностях, и с источником газа.

9. Устройство по п.1 и 8, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что .кольцевые ресиверы соединены с источниками различных инертных газов.

10. Устройство по пп. 1, 8 и 9, отличающееся тем, что на входе по меньшей мере в один кольцевой ресивер установлен генератор акустических колебаний, например газоструйный стержневой излучатель.

1366283

А-A

Составитель Л. Дымшиц

Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Редактор Ю.Середа

Заказ 6730/11 Тираж 739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãoðoä, ул. Проектная, 4