Промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок

 

Использование: изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов и сплавов. Сущность1 футерованный промежуточный ковш разделен на приемную и раздаточную камеры вертикальной перегородкой, в которой выполнены горизонтальные щелевые каналы, соединенные между собой вертикальными каналами, расположенными соосно или в шахматном порядке. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 22 D 11/10

ГОСУДАРСТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802518/02 (22) 16.03.90 (46) 07.06.92. Бюл. N. 21 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В.А.Коржавин, В.Л.Зубов, Ю.E.Êàí, А.Л.Либерман, Ю.В,Олиференко и

В.М.Жарков (53) 621.746.27(088.8) (56) Заявка Японии

hL 61 — 28540, кл. В 22 D 11/10, 1986, Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов и сплавов, Известен способ фильтрации металла, позволяющий путем пропускания его через керамический фильтр очищать от неметаллических включений, Недостатком этого способа является то, что на поверхности фильтров появляются плены, затрудняющие разливку и снижающие эффективность очистки металла от включений. Кроме того, в процессе разливки адсорбционные свойства фильтра снижаются вследствие заполнения пор неметаллическими включениями или насыщения фильтра адсорбированными включениями, что приводит к снижению степени очистки металла в процессе его обработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовки, содержащий по крайней мере одну перегородку с отверстием,- где размещен пористый огнеупорный слой (с

„„5U„„1738469 А1 (54) ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ МАШИНЫ

НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Использование: изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов и сплавов. Сущность: футерованный промежуточный ковш разделен на приемную и раздаточную камеры вертикальной перегородкой, в которой выполнены горизонтальные щелевые каналы, соединенные между собой вертикальными каналами, расположенными соосно или в шахматном порядке. 3 ил., 1 табл. тремя размерами пор), в который через пористый блок подается инертный газ.

Применение известной конструкции промежуточного ковша не обеспечивает эффективной очистки металла от неметаллических включений, так как пропускание инертного газа через пористый слой приводит к вытеснению металла из значительной части пор данного слоя, уменьшая тем самым его полезный объем. Кроме того, взаимодействие продуваемого газа с металлом в порах огнеупорного слоя вызывает переохлаждение металла и замораживание пор, что приводит к выходу из строя указанного огнеупорного слоя.

Цель изобретения — улучшение качества металла путем повышения степени очистки металла от неметаллических включений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок, содержащем приемную и раздаточную камеры, отделенные друг от друга вертикальной перегородкой, размещенной под пористым огнеупорным блоком для продувки газом и

1738469 установленной между участком ввода струи в промежуточный ковш и разливочным стаканом, при этом в перегородке расположены сообщенные между собой в горизонтальном и вертикальном направлениях каналы для прохождения металла, которые выполнены в виде щелей с отношением ширины к высоте 20:100, а вертикальные каналы выполнены один наддругим и/или в шахматном порядке.

В предлагаемой конструкции промежуточного ковша для повышения степени удаления неметаллических включений из металла осуществляется максимально возможное уменьшение высоты щелевых каналов и скорости течения металла в них, что обеспечивает достаточно полное удаление включений в данном слое металла. При этом включения, достигшие свода канала в результате их всплывания или пульсационного переноса, сцепляются с ним, либо продолжают перемещаться вдоль свода, увеличиваясь в размерах за счет коагуляции. Щелевидная форма каналов, а также отверстия в огнеупорных пластинах позволяют значительно, в десятки раз увеличить поверхность контакта металла со стенками каналов, отнесенную к площади их поперечного сечения, по сравнению с широко применяемыми в настоящее время каналами цилиндрической формы.

Продувка инертным газом металла в щелевых каналах с использованием отверстий в огнеупорных перегородках обеспечивает осуществление поперечного движения металла и всплывающих пузырей, что является наиболее эффективным, способом очистки металла от неметаллических включений за счет их флотации, очищение поверхности огнеупорных пластин от неметаллических включений и изменение направления истекающих иэ каналов потоков металла в сторону свободной поверхности металла, что приводит к переносу включений к слою защитного. шлака и уменьшению застойных зон в промежуточном ковше.

B предлагаемой конструкции промежуточного ковша обеспечивается повышение надежности и срока эксплуатации ввиду промывающего воздействия вдуваемого инертного газа наряду с исключением замораживания металла в каналах, отличающихся значительно большими размерами по сравнению с прототипом.

На фиг.1 представлена конструкция промежуточного ковша; на фиг.2 — конструкция огнеупорной пластины с возможным вариантом шахматного расположения конических отверстий; на фиг.3 — установка пластин в перегородке.

Промежуточный ковш содержит образующую приемную 1 и раздаточную 2 камеры, вертикальную перегородку 3, размещенную над пористым огнеупорным блоком 4 для продувки газом и установленную между местом 5 ввода струи из сталеразливочного ковша и разливочным стаканом 6, в которой ниже уровня 7 металла расположены сообщающиеся между собой в горизонтальном и вертикальном направлениях каналы для прохождения металла, причем горизонтальные каналы 8 выполнены в виде щелей, а каналы 9 в вертикальном направлении выполнены один над другим и/или в шахматном порядке. Между каналами 8 размещаются. огнеупорные пластины 10.

Промежуточный ковш работает следующим образом.

Металл, поступающий в приемную камеру 1, перетекает в раздаточную камеру 2 через каналы 3 в перегородке 4. В результате малой толщины слоя металла в канале и низкой скорости его движения неметаллические включения быстро всплывают к своду каналов, т,е. к нижней части огнеупорных пластин 10, и попадают в отверстия 6, где захватываются всплывающими пузырьками инертного газа, поступающего в металл из пористого огнеупорного блока 4, и перемещаются вдоль сводов каналов к выходу и далее к поверхности металла в промежуточном ковше.

При уменьшении отношения ширины канала к его высоте ниже наименьшего значения (20) эффективность очистки металла от включений заметно снижается, а при превышении верхнего предела (100) происходит замораживание металла в каналах.

Расположение вертикальных каналов один над другим (фиг.1) позволяет создавать поперечное перемещение в них газовых пузырьков относительно направления движения металла в горизонтальных каналах и флотировать включения вверх, что снижает вероятность зарастания каналов в результате отложения на стенках включений.

Расположение отверстий на керамической пластине в шахматном порядке (фиг.2) и установка пластин в перегородке таким образом, чтобы отверстия располагались в них один над другим, образуя вертикальные сквозные каналы (фиг.1) обеспечивает кроме описанных преимуществ увеличение поверхности каналов без уменьшения механической прочности пластин.

Расположение вертикальных каналов в шахматном порядке (фиг,З) также позволяет флотировать включения вверх, однако, приводит кроме этого к более эффективному

1738469

Вариант .отливки

Отношение ширины горизонтального канала к высоте

Высота горизонтального канала, мм

В начале отливки плавки

В конце отливки плавки

Известный

0,15 — 0,2

0,58

0,31

0,24

0,18, 0,12

0,09

0,52 — 0,66

0,49

0,29

0,22

0,19

0,13

0,12

42

62

83

113

25,0

12,5

6,0

4,0

3,0

2,5

2,2

Предлагаемый

35

40 смыванию включений со сводов горизонтальных каналов, препятствуя их заростанию.

Пример. В идентичных лабораторных условиях испытаны известная и предлагае- 5 мая конструкции промежуточного ковша сортовой машины непрерывного литья стали (сорт — круг 140 мм, сталь- — X18) емкостью

1 т, шириной 0,5 м и с перегородкой.

В нижней части перегородки предлага- 10 емой конструкции промковша выполнены 5 горизонтальных щелевых каналов шириной

250 мм и высотой от 2,2 до 25,0 мм. Вертикальные каналы диаметром 8 мм расположены один над другим. Отверстия в 15 керамических пластинах выполнены в шахматном порядке.

Наибольшая очистка стали от неметаллических включений достигается при использовании предлагаемой конструкции с 20 горизонтальными каналами в перегородке высотой 2,5 — 4,0 мм (таблица) . При использовании известной конструкции степень очистки металла высока лишь в начале отливки плавки, однако в дальнейшем значи- 25 тельно уменьшается, что объясняется уменьшением полезного объема каналов за счет их заметалливания.

В таблице приведена зависимость очистки металла от параметров каналов.

Формула изобретения

Промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок, содержащий приемную и раздаточную камеры, отделенные одна от другой вертикальной перегородкой, размещенной над пористым огнеупорным блоком для продувки газом и установленной между участком подачи струи металла в промежуточный ковш и разливочным стаканом, при этом в перегородке расположены сообщенные между собой в горизонтальном и вертикальном направлениях каналы для прохождения металла, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металла за счет повышения степени очистки его от неметаллических включений, горизонтальные каналы выполнены в виде щелей с отношением ширины к высоте 20:100, а вертикальные каналы выполнены друг над другом и/или в шахматном порядке, Загрязненность металла неметаллическими включениями, 1738469

1738469

8ид Ю

Составитель А. Попов

Техред М,Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор Н. Химчук

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

/; 7 .

Заказ /958 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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