Устройство для подачи металла в кристаллизатор

 

Использование: при непрерывном литье заготовок. Сущность изобретения: радиус окружности, на которой расположены каналы 2, составляет 0,6-0,8 радиуса днища , а суммарная площадь сечения каналов 2-05 ...0,15 площади сечения рабочей полости кристаллизатора 8. 2 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 0 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845077/02 (22) 23.05.90 (46) 23,10.92. Бюл. 39 (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) В.В,Аникеев, О.И.Шапорова, В.П.Золотов и И.П,Лиманкин (56) Авторское свидетельство СССР

М 722666, кл. В 22 0 11/10, 1977.

Изобретение относится к металлургии и предназначено для подачи металла в кристаллизатор установок непрерывной разливки металлов.

Известно устройство для заливки металла в кристаллизатор, содержащее разливочный ковш и закрепленный под ним приемный стакан с разливочными отверстиями. В данном устройстве приемный стакан жестко закреплен на ковше, а разливочные отверстия выполнены в виде щелей под углом 10 — 20 . к вертикали с отношением их о суммарной площади сечения к площади сечения подводящего сопла равным 0,7-0,9.

Недостатком известного устройства является необходимость точной центровки стакана относительно кристаллиэатора, что в условиях разливочного участка весьма затруднительно. Кроме того, это устройство не обладает универсальностью, т.е. оно пригодно для разливки слитков лишь определенного сечения. При разливке слитков другого сечения необходима замена всего устройства на соответствующее весовой скорости заливки для слитка данного сечения, что требует времени. Кроме того, узел (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ МЕТАЛЛА

Б КРИСТАЛЛИЗАТОР (57) Использование: при непрерывном литье заготово <. Сущность изобретения: радиус окружности, на которой расположены каналы 2, составляет 0,6 — 0.8 радиуса днища, а суммарная площадь сечения каналов

2-09 ...0,15 площади сечения рабочей полости кристаллизатора 8. 2 табл., 2 ил.

Kpelll18HMA сопла к ковшу, работающий В экспериментальных условиях, может быс.ро выходить из строя. Точно также быстро выйдет из строя сменное рнище стакана, причем заменить одно днище не удается, т.к. под воздействием металла оно приварится к корпусу стакана.

Наиболее близким к изобретению является устройство для подачи металла в кристаллизатор, выполненный в форме чаши с цилиндрическими раэливочными каналами в днище, расположенными равномерно по окружности, при этом оси каналов параллельны оси чаши. Данное устройство позволяет уменьшить кинематическую энергию струи металла, снизив тем самым высоту циркуляционных потоков в технологической емкости, ускорив процесс кристаллизации слитка, Но в данном устройстве не учитывается изменение скорости литья металла (площадь сечения разливочных отверстий) и оптимальное расположение окружностей, по которым предусмотрены разливочные отверстия, что может привести к нестабильности процесса литья, снижению качества слитка. о

\ ! !

С)

С) ф ,О

1710049

Цель изобретения — повышение качества слитка путем повышения стабильности процесса литья.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для подачи металла в кристаллизатор, выполненноМ в форме чаши с цилиндрическими разливочными каналами в днище, расположенными равномерно по окружности, при этом оси каналов параллельны оси чаши, радиус окружности составляет

0,6 — 0.8 радиуса днища, а суммарная площадь сечения каналов — 0,05-0,15 площади сечения рабочей полости кристаллизатора.

На фиг.1 изображен кристаллизатор

МПНЛЗ с установленным над ним ковшом и устройством для заливки металла в кристаллиэатор; на фиг.2 — поперечный разрез по стакану устройства для заливки металла в кристаллизатор.

Устройство для заливки металла в кристалл изатор содержит чашу 1 с раэливочными отверстиями 2, выполненными в днище, бандаж 3, по периметру которого закреплены опоры переменной длины 4, асбестовое уплотнение 5, размещенное под разливочным ковшом 6, в котором установлен стопор

7, а также водоохлаждаемый кристаллизатор 8 и выпускное отверстие 9 в разливочном ковше 6, Устройство для заливки металла в кристаллизатор работает следующим образом.

При поднятии стопора7 металл, находящийся в разливочном ковше б, через выпускное отверстие 9 попадает в чашу 1 устройства для заливки металла в кристаллизатор, состыкованного с разливочным ковшом 6 через асбестовое уплотнение 5 и установленного над кристаллизатором 8 на опорах переменной длины 4. Из чаши 1 металл через разливочные отверстия 2 истекает в кристаллизатор, При этом скорость истечения металла по сравнению с вышеописанными устройствами резко понижена, глубина струи металла также, что приводит к улучшению качества непрерывнолитого слитка. Чаша устройства при изменении сечения отливаемого слитка легко заменяется на необходимую.

На опытном заводе НИИПТмаш были проведены испытания устройства для заливки металла в кристаллизатор. Стакан устройства для подвода металла в кристаллизатор с раэливочными отверстиями в днище (рисунок) выполнен в форме чаши от огнеупорного материала на основе плавленного кварца с толщиной стенок 25 мм и днище 30 мм. Высота устройства (чаши) составляла 220-250 мм, а ее внутренний диаметр у верхнего торца и у днища соответственно 250 и 230 мм. Диаметр разливочных отверстий в днище устройства составлял

12 — 14 мм. Такие отверстия в производственных условиях не "зарастают" при разлив5 ке до трех тони металла. Длина опор выбиралась иэ расчета, чтобы расстояние от днища устройства до верхнего торца кристаллиэатора было не более 50 мм с целью снижения вовлечения воздуха заливаемой

10 струей металла, исключение тем самым вторичного окисления и безнапорного ввода металла в кристаллизатор.

Количество разливочных отверстий в днище устройства, их суммарная площадь

15 при разливке выбирались экспериментальным путем. Усредненные данные по суммарной площади отверстий приведены в табл.1.

Устредненные данные по расстоянию

20 отверстий от центра стакана приведены в табл.2. Суммарная площадь сечения отверстий принята оптимальной 5236 мм, Анализ данных табл.1 и табл,2 показал, что при суммарной площади отверстий ме25 нее 0,05 площади сечения кристаллизатора и более 0,15, истечение металла из стакана нестабильно (варианты 1,5 из табл.1).

При увеличении суммарной площади отверстий, т.е. при увеличении их количества

30 и уменьшения расстояний между ними наблюдается эрозия днища в области разливочных отверстий, Имеет значение также и расстояние разливочных отверстий от центра стакана. При равномерном расположе35 нии отверстий в центре днища стакана менее 0.6 радиуса днища и при превышении этого расстояния более 0,8 радиуса днища, равномерность и стабильность ввода металла в кристаллизатор по его периметру не

40 достигается.

Стабильную работоспособность показали устройства, разливочные отверстия, в которых расположены равномерно по площади днища, причем суммарная площадь

45 сечения отверстий равна 0,05-0,15 площади сечения кристаллизатора . П рименение данных устройств при прочих одинаковых серийной разливкой параметрах, позволило получить слитки правильной конфигурации

50 (степень искажения профиля не превышает

0,7%), что свидетельствует о равномерности роста корочки слитка.

Уровень металла в устройствах не превышал 100 мм, нарушение сплошности и затягивания разливочных отверстий не отмечалось, Металлографический анализ отлитых слитков, приведенный при увеличении 100 не выявил в металле запутавшиеся крупные шлаковые исключения размером более 40 MKM. Плотность металла

1770049 в осевой зоне несколько выше, чем в слитках, отлитых по серийной технологии, количество наружных трещин снизилось.

Таким образом очевидно, что указанная в формуле изобретения совокупность существенных признаков обеспечивает получение положительного эффекта, являющееся целью изобретения, т.е. расширяются технологические воэможности устройства и за счет уменьшения перегрева металла (температура в чаше снижается на 2 — 5 ) улучшается качество слитка.

Т аблица 1

Отношение суммарной площади отверстий к площади сечения кристаллиэатаа

Суммарная площадь сечения (мм ) Количество разливочных отверстий в днище стакана (шт) 0,014

770

0,05

286 1

Таблица 2 ьтаты визуального исслед по окончании

Металл" бурлит" на выходе, раэбр сталлиэатора, На днище в районе блюдается э

Истечение металла стаби

Истечение металла стаби

Истечение металла стаб

Металл заплескивается на станки ки отверстия зарастают, что пр кана меть

105

Расст стакана до центра отве стий, мм

Формула изобретения

Устройство для подачи металла в кристаллизатор, выполненное в форме чаши с цилиндрическими разливочными каналами

5 в днище, расположенными равномерно по окружности, при этом оси каналов параллельны оси чаши, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества слитка путем повышения стабильности процесса

10 литья, радиус окружности составляет 0,60,8 радиуса днища, а суммарная площадь сечения каналов — 0,05 — 0,15 площади сечения рабочей полости кристаллизатора.

Результаты визуального исследования стакана в работе и его изменений по окончании разливки

Пооисходит переполнение стакана жидким металлом

Поступление металла в кристаллиэатор стабильное в кристаллиэатор ста«ое в крисгаллизатор станое сть истечения струи араметры приближаим при применении . После разливки на сочных устройств наэ азия

1770049

Составитель екред М.Моргентал

Корректор А,Мотыль

Редактор

Производственно-издательский комбинат Патент, г. р д, у .

Ужго о, л.Гагарина, 101

Ти аж Подписное

Заказ 3697 ираж и м и отк ытиям при ГКНТ СССР

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия р

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