Промежуточный ковш многоручьевой машины непрерывного литья заготовок

 

(я>5 В 22 О 11/10

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ й

К)

О О

tÎ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5042817/02 (22) 20.05.92 (46) 07.09.93. Бюл. N. 33-36 (75) Айэатулов Р.С.. Оржех М.Б., Коротков

Б.А.. Паршин В.М.. Пак Ю.А., Ткаченко В.В,.

Соколов В.В.. Аксельрод Л.М.. Коротков А,Б. (73) Коротков Б.А. (54) ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ МНОГОРУЧЬЕВОЙ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок прямоугольного сечения содержит раздаточные секции со

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стали на многоручьевых установках.

Известен промежуточный ковш нег1рерывного литья заготовок прямоугольного сечения, содержащий раздаточную секцию со сливным отверстием и приемную секцию, отделенную от раздаточной секции вертикальной перегородкой, в котором в нижней части перегородки выполнены по крайней мере два отверстия, расположенных одно наддругим, при этом ось нижнего отверстия составляет с горизонталью угол 0...10", а ось каждого последующего отверстия наклонена к оси предыдущего на 5 — 15, причем диаметр нижнего отверстия меньше диаметра верхнего.

Недостатком этого промежуточного ковша является то, что его нельзя испольэовать для многоручьевых машин непрерывного литья заготовок.

Известен промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок прямо„„RLJ „„2000165 С сливными отверстиями и приемную секцию, отделенную от раздаточной секции вертикальной перегородкой. Ковш содержит дополнительные вертикальные перегородки с образованием по меньшей мере трех раздаточных секций, при этом вертикальные перегородки расположены между сливными отверстиями у одной иэ продольных стенок ковша выполнены, равной 0,5...0,8 ширины торцовой стенки ковша. Перегородки могут быть выполнены равной ширины и с увеличением ширины в направлении от приемной секции ковша по его длине. 2 ил., 1 табл. угольного сечения, содержащий раздаточные секции со сливными отверстиями и приемную секцию, отделенную от раздаточной секции вертикальной перегородкой, в котором приемная секция соединена с раздаточными тангенциальными каналами, расположенными у дна секции и выполненными с углом подъема 5...30 к раздаточным секциям, при этом сливное отверстие в каждой раздаточной секции смещено от ее вертикальной оси.

Недостатком этого ковша является то, что его можно использовать только для двухручьевых машин непрерывного литья эаготовок.

Наиболее близким к предложенному . промежуточному ковшу по технической сущности и достигаемому результату является известный промежуточный ковш многоручьевой машины непрерывного литья заготовок прямоугольного сечения, содержащий раздаточные секции со сливными отверстиями и приемную секцию, отделенную

2000165

50

55 от раздаточной секции вертикальной перегородкой, в котором вертикальные перегородки выполнены с верхним и нижним отверстиями. расположенными одно над другим, а днище ковша — с отбойной частью, расположенной между вертикальными перегородками на уровне их нижних отверстий.

Недостатком этого ковша является то, что температура металла, поступающего к отдельным сливным отверстиям ковша, характеризуется значительной, например, 4...6 кратной для 8-ми ручьевой установки, разницей. Это связано с тем, что в общей для нескольких ручьев раздаточной секции снижается скорость и возрастает время движения металла в ней по мере прохождения отверстий, причем разница во времени для крайних отверстий может быть очень большой, например. 25-ти кратной для ковша

8-ми ручьевой установки, Со значительным различием во времени движения металла для разных отверстий ковша связана низкая стабильность процесса литья из-за "затягивания" отверстий на удаленных ручьях и

"прорывов" металла под кристаллиэатором на ближних к приемной секции ковша ручьях.

Технический эффект иэобоетения, заключается в повышении стабильности процесса отья эа -..че сни>«ен;",ч рээницы в температуре металла, пос.ry.-.аюшего к сп дельным сливным оверстиям раздаточной секции ко . а.

Эффект достигается тем. что в промежуточном ковше многоручьевой машины непрерывного литья загстовак прямоугольного сечения, содержащем раздаточные секции со сливными отверстиями и приемную .секцию, отделенную от раздаточной секции вертикальной перегородкой, согласно изобретению, ковш содержит дополнительные вертикальные перегородки с образованием по меньшей мере трех раздаточных секций, при этом вертикальные перегородки расположены между сливными отверстиями у одной из широких стенок ковша и выполнены шириной, равной 0,5...0,8 ширины узкой стенки ковша. Перегородки могут быть выполнены равной ширины или с увеличением их ширины в направлении or приемной секции ковша по его длине, Сущность конструкции предложения заключается в том. что вначале у одной из широких стенок ковша формируется общий поток металла, а из него металл раздается по отдельным секциям. Благодаря этому время перемещения порции металла к отдельно взятому сливному отяерсти о слагается иэ времени перемещения в общем потоке и времени перемещения в самой секции, причем последняя величина составляет основную долю общего времени перемещения порции металла.

Дополнительные вертикальные перегородки в предложенном промежуточном ковше с образованием раздаточной секции для каждого ручья машины и расположение перегородок между сливными отверстиями у одной иэ широких стенок ковша обеспечивают повышение стабильности процесса литья çà счет того, что основная составляющая времени движения металла к сливным отверстиям практически одинакова для всех ручьев машины, что определяет и одинаковое снижение температуры металла на этом отрезке пути.

Onределенная ширина вертикальных перегородок обеспечивает повышение стабильности процесса литья эа счет того, что увеличивается скорость движения металла в общем потоке у широкой стенки ковша, компенсируя тем самым увеличение времени перемещения металла в общем потоке по мере удаления от приемной секции, и определяемое этим снижение температуры металла для более отдаленных выпускных отверстий по сравнению с более близкими отверстиями.

Выполнение перегородок одинаковой ширины создает достаточные условия для

nosûøåH÷ë стабильности процесса литья за счет того, что общее увеличение скорости движения потока металла у одной из широких стенок ковша в достаточной мере компенсирует разницу во времени движения для разных выпускных отверстий ковша, определяя этим и незначительную величину снижения температуры металла в общем потоке для разных ручьев машины, Выполнение перегородок с увеличением их ширины в направлении от приемной секции ковша по его длине дополнительно повышает стабильность процесса литья за счет того, что по мере движения металла в общем потоке снижение его скорости частично компенсируется сужением поперечного сечения потока, определяя дополни.ельную компенсацию разницы во времени движения и в температуре металла для разных ручьев машины.

Таким образом, признаки предложения, отличак.щиеся от признаков прототипа, позволяют достигнуть новый положительный эффект. Следовательно, предложенный промежуточный ковш отвечает критерию изобретения "Новизна".

При уменьшении ширины вертикальных перегородок менее 0,5 ширины узкой стенки ковша с«орость движения металла в об2000165 щем пото .е будет соизмерима со скоростью движения металла в раздаточных секциях. что определяет значительную разницу в температуре металла по ручьям машины и заметное снижение стабильности литья: 5 при увеличении ширины перегородки более

0,8 возрастает скорость движения металла в общем потоке, что не дает заметного выравнивания температуры металла по ручьям, но существенно увеличивает износ 10 огнеупоров ковша и загрязненность металла неметаллическими включениями, На фиг.1 показан промежуточный ковш. вид в плане; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1.

Один иэ двух промежуточных ковшей 1 15 восьмиручьевой машины непрерывного литья заготовок (второй ковш не показан), в каждый иэ которых металл подают через один из шиберных затворов разливочного ковша, содержит приемную секцию 2 и раз- 20 даточные секции 3 со сливными отверстиями 4. Приемная секция 2 отделена от раздаточной секции 3 вертикальной перегородкой 5, Ковш 1 содержит также дополнительные вертикальные перегородки 5, 25 расположенные между сливными отверстиями 4 у его широкой стенки 6. Все перегородки 5 выполнены шириной а, равной

0.5...0,8 ширины а узкой стенки 7 ковша 1, Промежуточный ковш работает следую- 30 щим образом, При подаче металла в приемную секцию

2 промежуточного ковша 1 металл поступает в общий канал, сформированный широкой стенкой 6 и вертикальными пере- 35 городками 5, и далее к сливным отверстиям

4 каждой раздаточной секции 3. Благодаря тому, что расстояние между вертикальными перегородками 5 существенно, в 5„.10 раэ больше зазора между перегородками 5 и 40 широкой стенкой 6. определяющим для снижения температуры металла в промежуточном ковше становится время движения металла в раздаточной секции 3, Поскольку же расстояние между перегородками 5 для 45 всех раздаточных секций 3 приблизительно одинаково, время движения металла в отдельных раздаточных секциях 3 также одинаково, и, следовательно меньше различия в температуре металла, поступающего к от- 50 дельным сливным отверстиям 4 ковша 1.

Пример, На восьмиручьевой машине непрерывного литья заготовок разливают сталь из двух прямоугольных промежуточных ковшей емкостью 25 т в круглые заго- 55 товки диаметром 170 мм. Промежуточный ковш содержит раздаточные секции со сливными отверстиями диаметром 25 мм и приемную секцию, отделенную от раздаточной секции вертикальной перегородкой.

Длина ковша 8100 мм, ширина узкой стенки

850 мм, Расстояние от места ввода струи мегалла из разливочного ковша до отаерстия первого ручья 1000 мм, между отверстиями 1 — 4 ручьев 1800 мм. В ковше поддерживают уровень металла, равный

800 мм. Скорость вытягивания заготовок 2,5 м/мин.

Пример 1, Каждый промежуточный ковш содержит дополнительные вертикальные перегородки с образованием четырех раздаточных секций шириной 1400; 1800;

1800 и 2100 мм последовательно для 1-4 ручьев машины, при этом перегородки расположены посередине сливных отверстий у одной из широких стенок ковша и выполнены шириной. равной 0,5 ширины узкой стенки, т.е. 425 мм, При этом ширина общего для раздаточных секций канала у другой широкой стенки ковша также равна 425 мм.

Расчетное время движения металла и экспериментально установленное снижение температуры металла в промежуточном ковше приведены в таблице.

Из таблицы следует, что разница в потере температуры для 1 и 4 ручьев машины составляет 40 С, что соответствует различию во времени движения порции металла для этих ручьев, кратному 4,8. Снижение температуры металла для 4-го ручья машины на 58 С требует перегрева металла в разливочном ковше над ликвидусом, равного 65-75 С. Оценка разливки на представительном массиве плавок свидетельствует. что данный промежуточный ковш характеризуется 0,5 "прорывов" металла под кристаллизатором в основном на 1 — 2 ручьях и

0,7 "затягиваний" отверстий на 3 — 4 ручьях. Качество заготовок удовлетворительное.

Пример 2. При условиях примера 1 перегородки выполнены шириной, равной

0,8 ширины узкой стенки, т.е. 680 мм (ширина общего канала 170 мм).

Время движения потока металла для 4го ручья в 2,5 раза больше, чем для 1-го ручья. Соответственно различие в снижении температуры для 4 и 1-ro ручьев равно 21 С при снижении температуры для 4-го ручья

43 С, что требует перегрева металла в разливочном ковше 50-60 С. Количество "прорывов" металла под кристаллизатором на представительном массиве плавок составило 0,8, количество "затягиваний" отверстий 0.3 о . Качество заготовок удовлетворительное.

Пример 3. При условиях примера 1 перегородки выполнены шириной, равной

0,65 ширины узкой стенки, т,е. 550 мм (ширина общего канала 300 мм).

2000165

Время движения потока металла для 4го ручья в 3,5 раза больше, чем для 1-ro ручья. Соответственно различие в снижении температуры дпя 4-го и 1-го ручья равно

31 С при снижении температуры для 4-го ручья в 51 С, что требует перегрева металла в разливочном ковше 55-65 С, Количество

"прорывов" металла под кристаллизатором составило 0,2 („ количество "затягиваний" отверстий 0,1, Качество заготовок удовлетворительное.

Пример 4, При условиях примера 1 перегородки выполнены шириной, равной

0,4 ширины узкой стенки, т,е, 340 мм (ширина общего канала 510 мм).

Время движения потока металла для 4го ручья в 6 раэ больше, чем для 1-го ручья.

Соответственно различие в снижении температуры для 4-го и 1-го ручья равно 46ОС при снижении температуры для 4-го ручья в

63 С, что требует перегрева металла в разливочном ковше 70-80 С. Количество "прорывов." металла под кристаллиээтором составило 2,8, количество "затягиваний" отверстий 2,5, Качество заготовок удовлетворительное.

Пример 5. При условиях примера 1 перегородки выполнены шириной, равной

0,9 ширины узкой стенки, т,е. 765 мм (ширина общего канала 85 мм), Время движения, потока металла для 4го ручья в 2 рэзэ больше, чем для 1-го ручья.

Соответственно различие в снижении температуры для 4-го и 1-ro ручья равно 15" С при снижении температуры для 4-го ручья в

38 С, что требует перегрева металла в разливочном ковше 50-60 С. При небольшом количестве "прорывов" металла под кристаллизатором и "затягиваний." отверстий (соответственно 0,4 и 0.7 ) заготовки потребовали большой в 1,5 — 2 раза зачистки, и дополнительной обрези — на 0,3 эбс. .

Пример 6, При условиях примера 1 перегородки выполнены с увеличением их ширины в направлении от приемной секции ковша по его длине, равными 0,5; 0,65, 0,65 и 0,8 ширины узкой стенки соответственно для 1,2,3 и 4 перегородок, Время движения потока металла для 4го ручья в 3,2 раза больше, чем для 1-го ручья. Соответственно различие в снижении температуры для 4-го и 1-ro ручья в 25 С при снижении температуры для 4-го ру1ья в

43 С, что требует перегрева металла в разливочном ковше 50-60 С. Количество "прорывов" металла под кристаллизатором 0,3, количество "затягиваний" отверстия 0,3

Качество заготовок удовлетворительное.

Пример 7 (прототип). При условиях примера 1 ковш не имеет вертикальных пе5

55 регородок, т.е, у него общая раздаточная секция, Время движения потока металла для 4го ручья в 14,1 раза больше, чем дпя 1-го ручья, э различие в снижении температуры дпя 4-го и 1-ro ручья равно 69 С при снижении температуры для 4-го ручья в 80 С, что требует перегрева металла в разливочном ковше 90-100 С. Количество "прорывов" металла под кристаппизатором 3,2, количество "затягиваний" отверстия 3,0

Качество заготовок удовлетворительное, Дальнейший поиск известных в науке и технике решений, могущих содержать другие, чем в прототипе, и аналогичные предложению признаки, позволяющие достигнуть такой же, как в предложении, эффект, не выявил таких решений. Следовательно, предложенный промежуточный ковш отвечает критерию изобретения "Существенные отличия

Обобщение полученных результатов свидетельствуют о том, что сочетание наименьшего перегрева металла в разливочном ковше и разности температуры металла по ручьям характерны для примеров 1-3 и 6.

Для этих примеров меньше и -количество аварийных ситуаций; количество "прорывoB (0,2-0,8 ) и количесгво "затягиваний" (0,2-0, %) ппи удовлетворительном качестпе заготовок. Выход эа пределы зэпр шивэемой ширины перегородки приводит к необходимости увеличения перегрева меалла в разливочном ковше и количества аварийных ситуаций (пример 4) ипи увеличению объема зачистки и снижения выхода одных заготовок (пример 5), Прототип (пример 7) характеризуется необходимостью большого перегрева металла в разливочном ковше — до 100 С, значительной разностью температуры металла по ручьям — 69 С и большим числом аварийных ситуаций — до

3,2

Предложенный промежуточный ковш позволяет стабилизировать процесс литья ээ счет снижения разницы в температуре

«етэппа по ручьям машины непрерывного пи1ья заготовок и повысить таким образом производительность.

Зэ базовый объект при оценке технического эффекта предложения принят промежуточный ковш, используемый на металлургическом заводе "Амурстэпь".

Внедрение предложения позволит увеличить объемы рээпиваемой стали нэ 10 за счет снижения затрат времени нэ ликвидацию последствий аварий (e 2-3 раза) и увеличения серийности разливки (в 1 5 -2 раза, э гэкже увеличить выход годных заготовок (на 0.5 мас. ).

1 1

° I °

° 2 !

° ° °

° °

° ° °

° ° . °

° ° 2 ° °

° ° ° ° °

1 ° 2 °

° ° . 2 ° °

° Э . ° °

° ° Э ° °

° ° ° ° !

° . °

В . ° °

° °

° °

2 °

° ° . ° 2 ° !

) ° ° I !

° I

° ° В ° I ° ° °

I а

° 2

Ф ° ° ° °

° °! ° °

° 2

° I

° °

° 4

1 ° ф . 1

° ° ° I

° °

° Ф °

Э ° ° ° ° °

° !! !

° ° 1

° ° 1 ° ф В ° ° ° !

° ° °