Устройство для ввода порошкообразных материалов в жидкий металл

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

III) 548362

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.75 (21) 2109397/02 (51) М. Кл. - В 22D 11/10 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 22.03.77

353) УДК 621.746.27 (088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Ефимов, С. С. Затуловский, Б. А. Кириевский, Г. А. Куц, И. М. Нечипоренко, К. П. Веселов, Г, Н. Брикманис, Н. П. Майоров и В. А. Ахантьев

Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ПОРОШКООБРАЗНЪ|Х

МАТЕРИАЛОВ В ЖИДКИЙ МЕТАЛЛ

Изобретение относится к области разливки металла, в частности к области непрерывной разливки стали на УНРС, и может быть использовано в сталелитейных и литейных цехах металлургических и машиностроительных заводов.

Введение порошкообразных материалов при разливке металлов является эффективным методом воздействия на затвердевание расплавов, позволяет значительно повысить физикохимическую и структурную однородность слитков, увеличить скорость разливки при одновременном улучшении качества металла (1).

Одним из наиболее важных вопросов, определяющих эффективность и технологичность метода, является способ ввода дисперсных частиц.

Известны устройства для ввода частиц, в которых узел разгона частиц выполнен в виде центробежного ротора, а также в виде инжекционных установок, пневмонагнетателей и т. п. (2, 3).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство, в котором узел разгона содержит патрубок, соединенный с трубопроводом, транспортирующим порошкообразный материал сжатым газом, причем патрубок имеет профилпрованное выходное отверстие 11 с11абжен атмосферным клапаном, расположенным перед сужением.

Однако даже прп суживающемся сечении пат13уб1 a IIoTol вылета1отцпх частиц харакl еризуется довольно широким факелом, поэтому часть частиц проходит мимо струи, что снижает эффективность использования порошка. Это усугубляется при разливке стали на УНРС, когда прп затягивании стаканчика в промежу10 точном ковше диаметр струи уменьшается, или она вообще разбивается на несколько отдельных струек. В этом случае порошок попадает на мениск, скапливается в углах крпсталлпзатора, что приводит к образованию плен и за15 воротов, ухудшая качество Ilo13ep IIocTI»Iellpeрывных слитков и вызывая появление точечных включений в корковой зоне. Прп увеличении скорости вытягивания повышение потерь порошка может привести к аварийной ситуа20 ции в результате прорыва корки. Для сокращения размера факела необходимо размещать выходное отверстие патрубка как можно ближе к струе, что связано с техническими трудIIocT5Ii3II. Il малоэффективно> TBK как брызгll и

25 капли стали налипают на патрубок, забивают выходное отверстие. Кроме того, обдув струп

lI;III зеркала металла газоносптслем (воздухом) приводит к образованию ок11ОIII>lx плен, IlOI3I>I lIIC IIIIIO В3!3130СTll Раеll 1111 В11> >ITO> 13 E 13OIO

5483Ñ2

40 очередь, ухудшает усвоение порошкообразных материалов.

Цель изобретения — снижение потерь порошка и предотвращение образования дефектов па поверхности и в корковой зоне заготовки.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство для ввода порошкообразных материалов в жидкий металл в кристаллизаторе установки непрерывной разливки, включающее узел разгона порошкообразного материала с патрубком, имеющим профилированное выходное отверстие, снабжено упругим отражателем, выполненным в форме параболоида вращения и установленным над кристаллизатором, причем фокус параболоида расположен ниже верхнего торца кристаллизатора в плоскости его симметрии, перпендикулярной оси патрубка, подающего порошкообразный материал.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Над кристаллизатором 1 установлен упругий отражатель 2, выполненный в форме параболоида вращения. Узел разгона 3 порошкообразного материала содержит патрубок 4, имеющий профилированное выходное отверстие.

Параболоид расположен так, что его фокус находится ниже верхнего торца кристаллизатора в плоскости его симметрии 5, расположенной перпендикулярно оси патрубка 4.

Устройство работает следующим образом.

При установке отражателя 2 рассеянный поток частиц 6, поступающий из патрубка 4, концентрируясь в фокусе 7, внедряется в жидкую фазу 8 непрерывного слитка 9.

Было установлено, что при отливке слябов сечением 420)(175 мм из низколегированной и углеродистой марок стали, ввод порошкообразного материала при помощи предлагаемого устройства позволяет предотвратить попадание порошка на мениск, уменьшить окисленность металла и полностью устранить потери порошка, которые составляют 10 — 15 /, при вводе порошка при помощи известных устройств. При вводе 1 — 2 /о железного порошка скорость вытягивания увеличивается с

0,6 м/мин до 0,8 м/мин. Непрерывные слитки, отлитые с вводом железного порошка прп помощи предлагаемого устройства, характеризуются значительно большей чистотой корковой зоны (устранена пятнистая лпквация), количество кислорода составляет 0,003 вЂ,010 /„ и количество оксидных включений остается па уровне контрольных слитков, в то время как обычно оно возрастает в 1,5 — 2,0 раза. По развитию ликвации эти слитки на 1 — 2 балла (по шкале ЦНИИЧМ) лучше, чем контрольные.

Формула изобретения

Устройство для ввода порошкообразных материалов в жидкий металл в кристаллизаторе установки непрерывной разливки, включающее узел разгона порошкообразного материала с патрубком, имеющим профилированное выходное отверстие, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения потерь порошка и предотвращения образования дефектов на поверхности и в корковой зоне заготовки, оно снабжено упругим отражателем, выполненным в форме параболоида вращения и установленным над кристаллизатором, причем фокус параболоида расположен ниже верхнего торца кристаллизатора в плоскости его симметрии, перпендикулярной оси патрубка, подающего порошкообразный материал.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сталь, 1973, № 5, с. 410 — 413.

2. Авт. св. № 251152, кл. В 22D 7/12, 1968.

3. Ладыженский Б. Н. и Башмаков А, Д.

Обработка жидкого металла порошками в струе газа. Металлургиздат, 1961, с. 5 — 26.

4. Авт. св. М 288236, кл. В 22D 11/10, 1968.

548362

Составитель В. Солянин

Редактор 3. Ходакова

Корректоры: О. Тюрина и Т. Добровольская

Текред И. Карандашова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 363/3 Изд. № 239 Тираж 1054 Подписное

13НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4, 5