Устройство для защиты и обработки струи металла при разливке

 

Изобретение относится к метаплуржи и может быть использовано в сталеплавильных цехах при разливке стали, например при разливке стали из ковша в изложницы, или в установках непрерывной разливки стали. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет увеличения степени дегазации и эвакуации газов в процессе разливки В устройстве кольцевое щелевое сопло вокруг коллектородержателя выполнено с оптимальным углом осевого раскрытия, а отношение диаметров средней линии на выходе кольцевого сопла и коллектородержателя более 1. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 22 0 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

;:0ИОИНМ

" ". ;ЫФЖЯь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4761597/02 (22) 23,11.89 (46) 15,09.91. Бюл. ¹ 34 (71} Институт черной металлургии и Череповецкий металлургический комбинат (72) В.В.Лисицкий, B.Ë.Ïèëþøåíêî, А.И.Агарышев, И.В.Мураш, В.С.Лучкин, Е.В.Плотников, Л.В.Белуничев, Ю,В,Луканин и 3.А.Урусова (53) 621.746.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹229755,,кл. В 22 О 7/12, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ И ОБРАБОТКИ СТРУИ МЕТАЛЛА ПРИ РАЗЛИВКЕ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в сталеплавильных цехах при разливке стали, например при разливке стали из ковша в изложницы, или в установках непрерывной разливки стали.

Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет увеличения степени дегазации и эвакуации газов в процессе разливки.

На чертеже схематически показано устройство, поперечный разрез.

Устройство для защиты и обработки струи металла содержит распределительный коллектор 1 кольцевой формы, снабженный подводом 2 газа и щелевым (кольцевым) соплом 3, Устройство устанавливают и крепят на коллектородержателе 4 шиберного затвора 5 разливочного ковша 6.

Кольцевой зазор между распределительным коллектором 1 устройства и коллектородержателем 4 шиберного затвора

„„SU „1676746 (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в сталеплавильных цехах при разливке стали, например при разливке стали из ковша в изложницы, или в установках непрерывной разливки стали. Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет увеличения степени дегазации и эвакуации газов в процессе разливки, В устройстве кольцевое щелевое сопло вокруг коллектородержателя выполнено с оптимальным углом осевого раскрытия, а отношение диаметров средней линии на выходе кольцевого сопла и коллектородержателя более 1. 1 ил. тщательно уплотняют огнеупорным пластичным раствором 7. В полости коллектородержателя 4 установлен керамический стакан 8. Кольцевое сопло 3 выполнено в поперечном сечении в виде усеченного конуса, основание которого направлено на периметр входного сечения металлоприемника, например изложницы, крышки промковша и т.п.

Угол осевого раскрытия сопла 3 в устройстве выполняется в пределах 80 — 120, при этом отношение диаметра средней линии (оси) dc кольцевого щелевого сопла к диаметру d< .< коллектородержателя 4 должно находиться в пределах 1,2 — 1,5, Существующие коллектородержатели шиберных затворов бывают цилиндричсской и конической форм. Поэтому под диаметром коллектородержателя 4 понимается наружный диаметр цилиндра при коллектородержателе цилиндрической формы или средний (наружный) диаметр по высоте усе1676746 ченного конуса при коллектородержателе конической формы (как указано на чертеже).

Средняя высота между выходными торцом стакана,8 и входным торцом металлоприемника, например изложницы, при разливке составляет 300 — 350 мм, Именно предлагаемые параметры в своей совокупности обеспечивают полное перекрытие равноплотным инертным газовым потоком входное сечение металлоприемника (изложниц для спокойных сталей) при минимальном расходе инертного газа.

Сопло 3 выполняют с равномерной щелью по всему периметру, оптимальная величина которой должна находиться в пределах 0,30,6 мм, что также обеспечивает равномерность распределения газа по периметру щели при его минимальном расходе, при этом щель менее склонна к заметалливанию, Предлагаемые пределы обеспечивают устройству удобные эксплуатационные условия, а именно малогабаритность и, соответственно, вес, что в конечном итоге упрощает монтаж и демонтаж устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Газ, например аргон, под давлением подают в распределительный коллектор 1 через подвод 2, откуда он, равномерно распределяясь по щели сопла 3, истекает в виде равноплотного потока, направленного на периметр входного сечения металлоприемника. В этом случае струя расплавленного металла и его зеркало в полости металлоприемника находится под воздействием газового зонта (или большого газового пузыря), в полости которого возникает область пониженного давления (разряжение) за счет динамического воздействия струй газа и металла.

В результате разрежения над поверхность:о жидкого металла происходит значительная дегазация его, при этом процесс разливки протекает открытой струей, позволяет персоналу очищать стакан в процессе работы и не затрудняет саму разливку, а при технологической необходимости в полость металлоприемника могут добавляться различные сыпучие материалы, как SICa, синтетические шлаки и др, Дегазация сопровождается выделением водорода и азота, растворенных в жидком металле эа счет десорбции с поверхности вследствие снижения парциального давления под расплавом в газовой фазе и диффузии растворенных газов в поверхностный слой, а также за счет удаления образующихся пузырьков и испарения с поверхности металла, Осуществление этих процессов происходит путем переноса атомов газа посредством конвективной диффузии, диффузии атомов через пограничный слой и адсорбции водорода и азота в поверхностном слое жидкого металла. Выделенные из металла газы вовлекаются движущимся газовым потоком и вместе с ним эвакуируются во внешнее пространство. Обработка струи металла таким устройством происходит открытым для разливщика способом, но при постоян10

15 но меняющейся поверхности расплава в области разрежения и при частичном поступлении инертного газа в струю металла, что дополнительно насыщает струю стали газовыми пузырьками, интенсифицируя при этом массоперенос и турбулентное движение в расплаве, а это в свою очередь усиливает дегазацию во всем объеме металл а.

Выполнение сопла 3 с углом раскрытия

80-120 обеспечивает кольцевой газовой струе стабильность ее профиля на участке ковш-металлоприемник, что приводит к формированию устойчивого газового зонта.

При отношении диаметра оси сопла 3 к диаметру коллектородержателя 4, равном

1,2-1,5, устройство характеризуется высокой эффективностью в работе, а именно минимальным расходом газа на обработку струи металла при постоянстве сечения кольцевого сопла 3, минимальными габаритами и весом, меньшей склонностью к заметалливанию выходного сечения сопла, к уменьшению отрицательного воздействия

30 циркуляционного контура в зоне истечения струи металла, к активизации выделения газов непосредственно при выпуске металла из ковша.

Таким образом, применение данного . устройства с его совокупностью отличительных признаков позволяет производить эффективную обработку струи жидкого

40 металла при разливке через стакан шиберного затвора открытой струей. Опытно-промышленная проверка этих устройств дорода и до 50o кислорода.

Формула изобретения

Устройство для защиты и обработки струи металла при разливке, содержащее распределительный коллектор, сообщенный с источником газа, щелевое кольцевое . сопло, выполненное вокруг коллектородержателя шиберного затвора ковша, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет увеличения степени дегазации металла и эвакуации газов в процессе разливки, щелевое кольцевое сопло выполнено с углом осевого

45 показала, что при разливке стали в изложницы удаляется 10 — 15 азота, 20-80 во1676746 .

Составитель Р. Сейфулов

Редактор M. Петрова Техред M.Ìîðãåíòýë Корректор М. Максимишинец

Заказ 3068 Тираж,(71 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 раскрытия, равным 80 — 120О, а отношение диаметра средней линии на выходе кольцеваго сопла к диаметру коллектородержателя равно 1,2-1,5.