Литьевое сопло для горизонтальной ленточной литейной установки



Литьевое сопло для горизонтальной ленточной литейной установки
Литьевое сопло для горизонтальной ленточной литейной установки
Литьевое сопло для горизонтальной ленточной литейной установки

 


Владельцы патента RU 2518864:

ЗАЛЬЦГИТТЕР ФЛАХШТАЛЬ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению стальной ленты на горизонтальной ленточной литейной машине. Литьевое сопло для выпуска металла в кристаллизатор выполнено в виде узкого прямоугольного пустотелого блока из огнеупорного материала, содержащего днище, крышку и две боковые стенки. Участок выпускного отверстия сопла расположен незначительно выше охлажденной бесконечной ленты, на которую поступает вытекающий расплав. Сечение в свету пустотелого блока на участке выпускного отверстия в направлении потока равномерно уменьшается в направлении к выпускному отверстию. Торцевая сторона днища выполнена относительно поверхности бесконечной ленты таким образом, что расплав на бесконечную ленту поступает вертикально. Обеспечивается равномерное распределение расплава по бесконечной ленте в поперечном направлении и полное заполнение краев отлитой стальной ленты. 14 з.п.ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к литьевому соплу для горизонтальной ленточной литейной установки, в частности, для разливки в стальную ленту. В подобных литейных установках жидкая сталь должна наноситься из литьевого сопла, образующего литейный канал, на охлажденную бесконечную ленту.

Такое литьевое сопло известно из „Direct Strip Casting" (DSC) - an Option for the Production of New Steel Grades" - steel research 74 (2003) No.11/12, стр.724-731.

В этом известном устройстве жидкая сталь поступает из распределителя по горизонтальному питающему желобу в литьевое сопло, которое в поперечном сечении представляет собой охваченный огнеупорным материалом узкий прямоугольный канал, выполненный в виде пустотелого блока с днищем, крышкой и двумя боковыми стенками.

На участке выпускного отверстия, если смотреть в направлении потока, сначала на верхней стороне и затем на нижней стороне канала в виде литьевого сопла предусмотрена располагающаяся перпендикулярно направлению потока перемычка из огнеупорного материала, заделанная в канал. Обе перемычки образуют порог, чтобы подобно действию сифона можно было задерживать возможные небольшие остатки шлаков и оксиды в расплаве. Подача жидкой стали на охлажденную бесконечную ленту происходит плавно вдоль уклона на участке выпускного отверстия.

Вследствие поверхностного натяжения и под действием потока массы на участке выпускного отверстия литьевого сопла возникает сужение потока стали. Это явление приводит к неравномерному распределению расплава в поперечном направлении по бесконечной ленте и таким образом к недостаточной заливке по краям отлитой стальной ленты.

Задачей изобретения является усовершенствование известного литьевого сопла для горизонтальной ленточной литейной установки настолько, чтобы расплав при поступлении на бесконечную ленту распределялся по ней более равномерно также в поперечном направлении.

Поставленная задача решается посредством изобретения, охарактеризованного признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Литьевое сопло согласно изобретению характеризуется тем, что, если смотреть в направлении потока, сечение в свету пустотелого блока на участке выпускного отверстия равномерно уменьшается в направлении к выпускному отверстию и торцевая сторона днища выполнена относительно поверхности бесконечной ленты таким образом, что расплав поступает вертикально на бесконечную ленту. Для этого торцевая сторона днища может быть выполнена вертикальной или снабжена поднутрением.

Возникающее из-за наклонного расположения уменьшение сечения в свету пустотелого блока до минимальной величины у выпускного отверстия, все еще обеспечивающей необходимую пропускную способность, ведет к затору расплава, который отжимает поток расплава вопреки действию поверхностного натяжения в периферийные зоны.

Уменьшение поперечного сечения происходит предпочтительно в результате сокращения расстояния по высоте в свету. Подъем днища по отношению к крышке оказался оптимальным вариантом.

Особенно просто можно уменьшить расстояние, если осуществлять это уменьшение линейно. Желаемого результата достигают без проблем тогда, когда поверхность днища, если смотреть в направлении потока, поднимается линейно до кромки выпускного отверстия.

Пустотелый блок может быть цельным или составным из отдельных элементов. В случае составной конструкции пустотелый блок может состоять из отдельного донного элемента с неразъемным, состоящим из крышки и двух боковых стенок колпаком или из отдельного элемента крышки, отдельного донного элемента и двух отдельных боковых элементов.

Для упрощения в обоих случаях только донный элемент снабжен разгонным уклоном согласно изобретению. Преимущество заключается в простоте замены, когда донный элемент изнашивается быстрее элемента крышки или боковых элементов.

Также прямоугольное или поднутреннее расположение торцевой стороны донного элемента литьевого сопла относительно поверхности бесконечной ленты способствует лучшему распределению расплава по бесконечной ленте. Вследствие этого вытекающий расплав попадает почти вертикально на бесконечную ленту и создает дополнительный поперечный импульс. При этом высота кромки выпускного отверстия до бесконечной ленты должна составлять предпочтительно 30 мм.

Предпочтительно подъем разгонного уклона донного элемента является линейным, подобно пандусу. Протяженность подъема в направлении потока должна составлять, по меньшей мере, 30 мм, предпочтительно >50 мм.

Для заблаговременного воздействия на выпускаемый расплав с учетом равномерности распределения в поперечном направлении, например, посредством газовых струй или индукторов целесообразно расположить донный элемент выступающим относительного элемента крышки, если смотреть в направлении потока. Такой выступ должен составлять не менее 10 мм. Благодаря такому выступу становится возможным влияние на выпускаемый расплав уже на участке литьевого сопла, вместо бесконечной ленты.

Для этого случая предлагается снабдить краевые участки выступа донного элемента, если смотреть в направлении потока, по одной нисходящей наклонной поверхности. Это ведет к тому, что, если смотреть в поперечном направлении, поток расплава разворачивается в сторону краевых участков и таким образом способствует лучшему распределению расплава.

Для упрощения изготовления отдельного донного элемента предпочтительно, чтобы кромка выпускного отверстия была снабжена фаской. Эта фаска одновременно уменьшает износ на высоконагруженной кромке выпускного отверстия.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - продольный разрез по линии А-А на фиг.2,

фиг.2 - поперечный разрез по линии В-В на фиг.1,

фиг.3 - разрез по линии С-С на фиг.2.

На фиг.1 в продольном разрезе и на фиг.2 в поперечном разрезе схематично показан вариант выполнения литьевого сопла 1 согласно изобретению. Оно выполнено в виде узкого прямоугольного пустотелого блока и в данном варианте выполнения состоит из элемента крышки 2, донного элемента 3 и двух боковых элементов 4, 5 (фиг.2). Все названные части 2-5 выполнены из огнеупорного материала, предпочтительно керамики, и образуют горизонтальный прямоугольный канал 6.

Как известно из уровня техники, донный элемент 3 имеет перемычку, заходящую в канал перпендикулярно направлению потока и образующую так называемый нижний порог 7.

Перед литьевым соплом 1 установлен питающий желоб 8, который подключен к не показанному здесь распределителю.

В показанном варианте выполнения на элементе 9 крышки питающего желоба 8 расположена перемычка, заходящая в живое сечение перпендикулярно направлению потока, образующая так называемый верхний порог 10. Оба порога 7, 10 взаимодействуют подобно сифону и при необходимости должны задерживать находящиеся в расплаве остатки шлаков и оксиды.

Оба порога 7, 10 могут располагаться как в литьевом сопле 1, так и в питающем желобе 8, или же, как показано, верхний порог 10 - в питающем желобе 8 и нижний порог 7 - в литьевом сопле 1.

Питающий желоб 8 вставлен в раму 22 из металла, которая на конце выполнена в виде «язычка» для зажатия прилегающего литьевого сопла 1.

Согласно изобретению поверхность донного элемента 3 содержит разгонный уклон 11, подъем которого происходит линейно и который проходит до кромки 12 выпускного отверстия. Для того, чтобы выпускаемый расплав 13 поступал на бесконечную ленту 14 практически вертикально, выпускное отверстие, в отличие от уровня техники, не снабжено уклоном, но торцевая сторона 21 донного элемента 3 располагается под прямым углом к поверхности бесконечной ленты 14.

Изображение способа охлаждения бесконечной ленты 14 здесь не показано. Изображены лишь передний направляющий ролик 15 ленточной моталки и два боковых ограничителя 16, 17 бесконечной ленты 14.

Длина 18 разгонного уклона 11 составляет, если смотреть в направлении потока, не менее 30 мм, предпочтительно >50 мм.

В этом варианте выполнения начало разгонного уклона 11 предусмотрено в непосредственной близости от нижнего порога 7. Для уменьшения износа кромки 12 выпускного отверстия последняя снабжена фаской 23. Для создания некоторого поперечного импульса в расплаве высота 19 от нижней кромки фаски 23 до поверхности бесконечной ленты 14 составляет предпочтительно 30 мм.

Для заблаговременного воздействия на вытекающий из литьевого сопла расплав в отношении его равномерного распределения в поперечном направлении торцевая сторона 21 донного элемента 3 содержит выступ 20 относительно торцевой стороны 26 элемента крышки 2.

На фиг.3 показано в разрезе по линии С-С на фиг.2 дополнительное решение того, как более равномерно распределить в поперечном направлении на бесконечной ленте 14 вытекающий расплав 13. Для этого донный элемент 3 содержит на обоих краевых участках выступа 20 поверхность 24, 25, наклоненную в направлении потока.

Это ведет к тому, что части вытекающего расплава 13 изменяют направление на краевых участках и ускоряются, как показано изображенными стрелками.

В проекции соответствующая наклонная поверхность 24, 25 образует треугольник, первый угол которого образован началом разгонного уклона 11, второй угол - кромкой выпускного отверстия 12 и третий угол - торцевой стороной соответствующего бокового элемента 4, 5.

Также на фиг.3 можно видеть, насколько далеко донный элемент 3 выступает относительно элемента крышки 2. Этот выступ 20 должен составлять не менее 10 мм для того, чтобы можно было заблаговременно воздействовать на вытекающий расплав.

1. Литьевое сопло для горизонтальной ленточной литейной установки, в частности, для разливки в стальную ленту, выполненное в виде узкого прямоугольного пустотелого блока из огнеупорного материала, содержащего днище, крышку и две боковые стенки, участок выпускного отверстия которого расположен незначительно выше охлажденной бесконечной ленты, на которую поступает вытекающий расплав, отличающееся тем, что, в направлении потока, сечение в свету пустотелого блока на участке выпускного отверстия равномерно уменьшается в направлении к выпускному отверстию, причем торцевая сторона (21) днища пустотелого блока выполнена относительно поверхности бесконечной ленты (14) таким образом, что расплав поступает вертикально на бесконечную ленту.

2. Литьевое сопло по п.1, отличающееся тем, что торцевая сторона (21) днища пустотелого блока выполнена вертикальной относительно поверхности бесконечной ленты (14).

3. Литьевое сопло по п.2, отличающееся тем, что в торцевой стороне (21) днища пустотелого блока выполнено поднутрение относительно поверхности бесконечной ленты (14).

4. Литьевое сопло по любому из п.п.1-3, отличающееся тем, что уменьшается высота сечения в свету пустотелого блока.

5. Литьевое сопло по п.4, отличающееся тем, что днище выполнено возвышающимся относительно крышки.

6. Литьевое сопло по любому из п.п.1-3, отличающееся тем, что днище в виде отдельного донного элемента (3), а крышка и две боковых стенки образуют неразъемный прямоугольный колпак, при этом внутренняя поверхность донного элемента (3) выполнена возвышающейся на участке выпускного отверстия, при рассмотрении в направлении потока, линейно до кромки выпускного отверстия (12).

7. Литьевое сопло по любому из п.п.1-3, отличающееся тем, что пустотелый блок состоит из отдельного донного элемента (3), двух отдельных боковых элементов (4, 5) и отдельного элемента крышки (2), при этом поверхность донного элемента (3) выполнена возвышающейся на участке выпускного отверстия, при рассмотрении в направлении потока, линейно до кромки выпускного отверстия (12).

8. Литьевое сопло по п.6, отличающееся тем, что длина подъема разгонного уклона (11) в направлении потока составляет не менее 30 мм.

9. Литьевое сопло по п.8, отличающееся тем, что длина подъема разгонного уклона составляет >50 мм.

10. Литьевое сопло по любому из п.п.1-3, отличающееся тем, что торцевая сторона (21) донного элемента (3), при рассмотрении в направлении потока, содержит выступ (20) относительно торцевой стороны (26) элемента крышки (2).

11. Литьевое сопло по п.10, отличающееся тем, что выступ (20) составляет 10 мм.

12. Литьевое сопло по п.10, отличающееся тем, что донный элемент (3) содержит на обоих краевых участках выпускного отверстия по одной поверхности (24, 25), наклонной относительно направления потока.

13. Литьевое сопло по п.12, отличающееся тем, что проекция наклонной поверхности составляет треугольник, образованный началом разгонного уклона, кромкой выпускного отверстия и торцевой стенкой соответствующего бокового элемента (4, 5).

14. Литьевое сопло по любому из п.п.1-3, отличающееся тем, что донный элемент (3) снабжен фаской (23) на кромке выпускного отверстия (12).

15. Литьевое сопло по п.1, отличающееся тем, что расстояние (19) от нижней кромки фаски (23) до поверхности бесконечной ленты (14) составляет предпочтительно 30 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии и касается литья стальной ленты на горизонтальной ленточной литьевой установке. Литьевое сопло, подключенное к подводящему металл каналу, выполнено в виде прямоугольного пустотелого блока из огнеупорного материала.

Устройство содержит емкость (3) для расплава (1), охлаждаемый ленточный транспортер (6), расположенный в направлении литья за емкостью (3), проходящий между двумя отклоняющими роликами (7, 7′) и обеспечивающий транспортировку металлической полосы (4).
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению горячекатаной полосы из свободной от превращений ферритной стали. Для создания в горячекатаной полосе мелкозернистой структуры расплав, полученный из стали, содержащей, мас.%: <1,5 С, <30 Cr, >2 Al, <30 Mn, <5 Si, остальное железо и неизбежные примеси разливают в горизонтальной установке для непрерывной разливки с успокоенным течением и без изгибов в полосовую заготовку толщиной 6-20 мм, а затем осуществляют прокатку заготовки в горячекатаную полосу со степенью деформации, по меньшей мере, 50%.
Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью полосы в двухвалковой литейной машине. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью металлов с одновременным их прессованием. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения алюминиевых профилей методом непрерывной прокатки и прессования. Расплавленный металл из печи-миксера подают в охлаждаемые валки, на поверхности которых металл кристаллизуется. Закристаллизовавшийся металл захватывается валками, прокатывается в валках и прессуется в матрице. На стадии прессования осуществляют последовательно прямое прессование, угловое прессование и повторное прямое прессование, совмещенное с формообразованием конечного изделия. Устройство содержит валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр, матрицу, установленную на выходе из калибра. На гладкой бочке валков выполнены пазы, а в матрице выполнен как минимум один Г-образный канал. Г-образный канал состоит из рабочей части с квадратным поперечным сечением и калибрующей части с круглым поперечным сечением. Достигается повышение механических свойств изделий. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления высокоэффективных спеченных постоянных магнитов Fe-Nd-B. Расплавленный в тигле металлический сплав путем донного слива подают в виде свободно падающей струи расплава в зазор между двумя охлаждающими валками, вращающимися навстречу друг другу и по направлению движения струи расплава. Продукты кристаллизации получают при сходе ленты или чешуек с обоих валков по направлению первоначального движения струи расплава. Валки постоянно перемещаются относительно друг друга вдоль оси вращения. Окружная скорость одного валка составляет 0,4-0,6 от окружной скорости вращения другого валка. Струя расплава постоянно попадает на новое место поверхности валков как в окружном, так и в осевом направлении, что способствует эффективному ее охлаждению и получении аморфной или мелкокристаллической структуры продукта. 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к металлургии. Горячекатаная стальная полоса, изготовленная литьем посредством двухвалковой машины и последующей горячей прокатки, содержит, по массе, более 0,25% и до 1,1% углерода, между 0,40 и 2,0% марганца, между 0,05 и 0,50% кремния, менее чем 0,01% алюминия. Механические свойства полосы при обжатии 10% и 35% находятся в пределах 10% для предела текучести, предела прочности на разрыв и общего относительного удлинения. Смотку горячекатаной стальной полосы в рулон осуществляют при температуре между 550 и 750°C, чтобы обеспечить микроструктуру, содержащую перлит, бейнит и игольчатый феррит, а также может содержать менее чем 5% полигонального феррита. Содержание свободного кислорода в расплавленной стали для литья полосы находится между 5 и 50 млн-1 или между 25 и 45 млн-1. Обеспечивается получение тонких полос с высокими прочностными характеристиками. 4 н. и 40 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения слитков различной формы, включая круглые слитки, а также слитков, ширина которых превышает 250 мм. Машина непрерывного литья содержит раму со стойками 8, желоб-дозатор 10, вращающееся литейное колесо 1, кристаллизатор, выполненный в виде жестко закрепленного на литейном колесе 1 бандажа 2 и взаимодействующего с ним сегмента втулки 4 с корпусом 5 и полостью 6 для подачи охлаждающей воды. Механизм прижима сегмента втулки к бандажу выполнен в виде системы подпружиненных рычагов 9 и установлен с возможностью поворота на оси 7, закрепленной в стойке 8 рамы. Жидкий металл подается дозирующим устройством 10 в зону кристаллизации, образованную бандажом 2 литейного колеса 1, и сегментом втулки 4. После выхода из зоны кристаллизации слиток 12 удерживается в выточке бандажа 2 самоустанавливающимися роликами 14, затем отгибается ножом 15 и по рольгангу стойки 8 поступает на дальнейшую обработку. Для устранения усадочного зазора ролики имеют ширину рабочей поверхности, меньшую, чем ширина слитка. Обеспечивается повышение качества слитка. 5 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению высокопрочной тонкой литой полосы с помощью двухвалковой литейной машины. Полоса выполнена из стали, содержащей в вес.%: углерод менее чем 0,25, марганец между 0,20 и 2,0, кремний между 0,05 и 0,50, алюминий менее чем 0,01, ниобий между 0,01% и 0,20%, ванадий между 0,01% и 0,20%, азот при обеспечении соотношения между содержанием ванадия и содержанием азота между 4:1 и 7:1. Микроструктура стальной полосы состоит по большей части из бейнита и игольчатого феррита, и более чем 70% ниобия и ванадия присутствует в твердом растворе. Обеспечивается получение тонких стальных полос с требуемыми механическими свойствами. 8 н. и 58 з.п. ф-лы, 35 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве аморфных металлических лент. На подложку в виде металлической ленты подают расплавленный металл, который под действием практически мгновенного охлаждения переходит в аморфное состояние. Металлическую ленту совместно с отлитой аморфной лентой подают на наматывающий барабан, а после формирования рулона ленты отделяют друг от друга. Полученная аморфная лента не испытывает внешних нагрузок, что способствует улучшению ее качества. Обеспечивается повышение надежности технологического процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Устройство намотки аморфной ленты содержит наматывающий барабан с цилиндрическим основанием с электромагнитами, равномерно распределенными по окружности и двумя боковыми дисками-ограничителями с обоих торцов основания. Соосно барабану установлен электродвигатель, на диске которого, закрепленном на торце вала электродвигателя, установлены электромагниты и, с другой стороны, общая для всех электромагнитов шина. Напротив электромагнитов размещены постоянные магниты, установленные на внешней стороне ограничителя барабана. На другом ограничителе барабана установлена шина, связанная с электромагнитами основания барабана. Посредством скользящих контактов шины соединены с блоком управления. Вращение барабана обусловлено магнитным взаимодействием между постоянными магнитами и электромагнитами. Обеспечивается упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы. 2 ил.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает подачу стального расплава на вращающийся разливочный конвейер горизонтальной установки, затвердевание его в полосовую заготовку толщиной 6-20 мм, горячую прокатку после полного затвердевания полосы. На еще жидкий и/или находящийся в начале затвердевания стальной расплав воздействуют газовой или плазменной струей, состоящей из металлических и/или неметаллических элементов, влияющих на свойства горячекатаной полосы. За счет изменения воздействующей кинетической энергии газовой или плазменной струи, парциального давления газа и/или приложенной температуры регулируют по толщине и ширине полосы концентрацию внедренных в расплав газовой или плазменной струей и диффундирующих в него элементов. Свойства материала дополнительно регулируют по длине полосы. Обеспечивается целенаправленное установление необходимых поверхностных свойств и свойств сердцевины литой полосы. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургии. Установка содержит формообразующий инструмент в виде двух валков 2, питатель 1 для подачи расплава металла, привод вращения валков, включающий двигатель 5, ременную передачу и систему шестеренок 6, средство приема отделяемых от поверхности валков готовых изделий, систему синхронизации скорости вращения валков в виде шестеренок привода валков, вакуумное подвижное соединение для охлаждения валков водой или газом. На валках смонтированы сменные ролики-кристаллизаторы 3, посредством замены которых регулируют расстояние между валками и обеспечивают получение лент с различной толщиной от 50 до 200 мкм и размером зерна от 20 нм до 500 мкм. Обеспечивается получение магнитных материалов, содержащих редкоземельные металлы с высокими магнитными свойствами. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для получения сплошных и полых пресс-изделий из цветных металлов и сплавов. Установка для непрерывного литья и прессования содержит две пары валков 11 и 12 с рабочими калибрами, матрицу 13 с двумя каналами, расположенными по одной оси, и два водоохлаждаемых кристаллизатора 4 роторного типа с бесконечной лентой 5, моталки 17. Пары валков расположены симметрично относительно центральной плоскости, параллельной осям валков. Заготовки, полученные в роторных кристаллизаторах, подаются валками в два канала матрицы навстречу друг другу. Обеспечивается устойчивость и надежность процесса за счет предотвращения проникновения металла между матрицей и валками. 2 ил., 1 табл., 1 пр.
Наверх