Устройство для защиты струи металла инертным газом

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к разливке и внепечной обработке жидкого металла. Цель - повышение качества металла за счет снижения его окисления. Устройство содержит распределительный коллектор 1, патрубок 2 для подачи газа, внутреннее кольцевое щелевое сопло 3, образованное стенками 4 и 5, наружные сопла 6, выполненные тангенциально к внутреннему соплу 3 и расположенные ниже выходного торцы сопла 3 на расстоянии 2,0...6,0 его ширины. Суммарная площадь поперечного сечения сопл 6 составляет 0,1...0,3 площади поперечного сечения сопла 3. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 22 D 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4318110/23-02 (22) 01.09 ° 87 (46) 15.09.89. Бюл. Р 34 (71) Институт черной металлургии (72) В.В.Лисицкий, И.В.Мураш, А,Т.Лебедь, В.Ф.Поляков, В.Я.Миневич, Л.H.Êàòåëü, В.В.Клевакин, А.А.Дерюгин и В.И.Бурков (53) 621 ° 746.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 229755, кл. В 22 D 7/ 12, 1967. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШЗПЫ СТРУИ МЕТАЛЛА ИНЕРТНЫМ ГАЗОМ (57) Изобретение относится к метал„„SU „„1507523 А 1 лургии, конкретно к разливке и внепечной обработке жидкого металла.

Цель изобретения — повышение качества металла за счет снижения его окисления. Устройство содержит распределительный коллектор I, патрубок 2 для подачи газа, внутреннее кольцевое щелевое сопло 3, образованное стенками 4 и 5, наружные сопла 6, выполненные тангенциально к внутреннему соплу 3 и расположенные ниже выходного торца сопла 3 на расстоянии

2,0-6,0 его ширины. Суммарная площадь поперечного сечения сопл 6 составляет О, l-0,3 площады пеперечного сечения сопла 3. 2 ил.

1507523

Б результате взаимодействия основной (прямоточной) и дополнительной ,(закрученной) струй окислительный потенциал защитной рубашки резко снижается эа счет сокращения подсоса окружающего воздуха в зону наибольшего разряжения, создаваемого прямоточной струей. Вращение дополнительного потока создает внутри него зону пониженного давления, что при взаимодействии с прямоточным приводит к их активному слиянию, усреднению и увеличению толщины в целом.

55

Изобретение относится к металлургии, конкретно к разливке и внепечной обработке жидкого металла.

Цель изобретения — повышение качества металла за счет снижения его окисления °

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; па фиг.2 вид A на фиг.1 ° . 10

Устройство содержит распределительный коллектор 1, патрубок 2 для подачи rasa, внутреннее кольцевое щелевое сопло 3, образованное стенками 4 и 5, наружные сопла 6, выпол- 15 пенные тангенциально к внутреннему соплу 3 и расположенные ниже выходного торца сопла 3 на расстоянии (a) 2,0 — 6,0 его ширины. Суммарная площадь поперечного сечения сопл 6 20 составляет 0,1 — 0,3 площади поперечного сечения сопла 3. Устройство крепится на коллекторо-держателе 7 шиберного затвора (не показан) и уплотняется огнеупорным раствором 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед разливкой металла в устройство подают инертный газ, например аргон, азот и др., который поступает 30 в распределительный коллектор 1 через патрубок 2 и истекает иэ внутр инего кольцевого щелевого сопла 3 в виде сплошной кольцевой струи. IToc ле открытия шиберного затвора струя 35 металла защищена рубашкой, формц>. емой кольцевым потоком инертного гаэа.

В процессе истечения газа через сопло 3 часть инертного газа поступает к кольцевой струе через наружные тан- 40 генциальные сопла 6 в виде поперечно вращающегося потока, втягивающегося в зону разряжения прикорневой области кольцевой струи, т.е. в зо«у выхода этой струи из сопла 3. 45

Расположение сопл 6 и 3 на расстоянии (а) 2,0 — 6,0 ширины сопла

6 обеспечивает эффективное внедрение закрученной струи в прямоточную, в ее "прикорневую". область, за счет достаточного раскрытия поперечного потока и повышения степени заполнения "прикорневой" области прямоточного потока закрученным.

Выполнение указанного расстояния меньше нижнего предела повышает интенсивность вращательного движения в направлении истечения прямоточной струи в результате отражения закрученного потока от плоскости выходного торца щелевого сопла. Это приводит к увеличению возмущения в зоне контакта прямоточной и закрученной струй за счет роста настильности последней.

Выполнение укаэанного расстояния больше верхнего предела приводит к повышению активности взаимодействия закрученного потока с прямоточным вне его "прикорневой" области за счет удаления закрученного потока от зоны раэряжения. Это усиливает периферийную турбулизацию прямоточной струи, что повышает ее контакт с окружающей атмосферой и насыщает пнертную струю окислительными компонентами, Выполнение суммарной площади поперечного сечения сопл 6, равной 0,1

0,3 площади поперечного сечения кольцевого щелевого сопла 3, обеспечивает оптимальное соотношение прямоточного и закрученного потоков при эаданном расходе инертного газа, достаточного .для формирования защитной рубашки, практически лишенной подсоса окислителя из окружающей атмос сферы в зону истечения основной струи инертного газа. Причем дальнобойность сумммарного защитного потока не снижается и практически сохраняется по длине струи разливаемого

Ф металла на участке ковш -. изложница или ковш - промковш и на установках непрерывной разливки стали.

Выполнение приведенного соотношения меньше нижнего предела приводит к локальному взаимодействию закрученного потока с боковым отводом основного потока, образующегося при истечении из щелевого сопла 3 в расширяющееся пространство, что вызывает появление "неорганизованных" выхре"

5 15075 вых потоков при их соударении на выходе из сопла 3, и приводит к частичному воэцухонасыщению в зоне контакта.

Кроме того, это приводит к нерав5 номерному заполнению "прикорневой" области кольцевой струи инертного газа.

Выполнение приведенного соотношения больше верхнего предела приводит к усилению закрученного потока и к завихрению пограничной части

tt 1Е прикорневой эоны прямоточной струи, что усиливает его периферийную турбу- 15 лиэацию и активизирует взаимодействие периметра кольцевой струи с окружающим воздухом в процессе ее движения, а это снижает инертный потенциал защитной струи и ее дальнобой20 ность.

Пример. Расход инертного газа на защиту струи металла при разливке из ковша составляет 60 нм /ч. 25

При расстоянии между стаканом шиберного затвора и верхним торцом излож. ницы или приемной воронки 0,2 — 0,3 м скорость истечения газа из внутреннего кольцевого шелевого сопла 3 сос- 30 тавляет 50 — 70 м/с. Плошадь поперечного сечения кольцевого щелевого сопла 300 мм, а ширина 0,4 мм. Суммарная площадь поперечного сечения наружных сопл 6 равна 60 мм а их коУ 35 личество составляет от одного до .шести.

23

Расход инертного газа через кол — цевое щелевое сопло 3 составляет

40 м /г, а через сопла 6 — 20 м /ч.

Предлагаемое устройство повышает качество металла за счет повышения надежности защиты разливаемой стали путем дополнительного снижения окислительного потенциала инертной обо,лочки, создаваемой вокруг струи металла. Кроме того, устройство улучшает качество поверхности слитка и готовой металлопродукции за счет снижения содержания кислорода и неметаллических включений в готовой стали, а также уменьшает расход легкоокисляющихся элементов и металлошихты и снижает величину головной обрези.

Формула из о бр етения устройство для защиты струи металла инертным газом,. содержащее распределительный коллектор с подводящим патрубком и внутренним кольцевым и наружными соплами для подачи инертного газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения.. качества металла за счет снижения его окисления, наружные сопла расположены тангенциально к внутреннему кольцевому соплу и ниже его выходного торца на расстоянии 2,0 — 6,0 его ширины, а суммарная площадь пеперечного сечения наружных сопл составляет 0,1

0,3 площади поперечного сечения внутреннего кольцевого сопла.

1507523

Составитель В.Яковлев

Техред A.Kpaa rc . Корректор И.Иаксимйшинец

Редактор М.Петрова

Заказ 5495716 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101