Металлопровод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.01.78 (21) 2565589/22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень М 2 (45) Дата опубликования описания 30.05.80

Государственный комитет по делам изобретеНий н открытии (72) Авторы азобр етени я

Ф. А. Куприянов, А. И. Манохин, А. Г. Зубарев, A. И. Чижиков, В. H. Федоров, Б. H. Мангасаров и Б. В, Солодовников (71) Заявитель (54) МЕТАЛЛОПРОВОД

Изобретение относится к области металлургии и может быть испюльзовано в устройствах при комплексной обработке жидкой стали, а также в различных устройствах, применяемых при непрерывной разливке стали, металлов и сплавов.

Известен глинисто-графитовый стакан с диаметром отверстия 25 мм для промежуточного устройства на установке непрерывной разливки стали (1). Известный стакан во избежание замерзания в т1ем металла обогревается электрической энергией.

Недостатком известного металлопровода является застывание в канале вакуумированного и существенно охлажденного металла.

Известны металл опроводы, состояшлте из огнеупорных трубок и слоя из огнеупорного материала, охваченные для нагрева и транс портирования металла электромагнитными инд укторами (2).

Недостатками известного металлопровода являются невозможность передачи металла на большие расстояния с минимальным перепадом его температуры и возможность застывания металла в металлопроводе.

Цель изобретения — передача металла на большие расстояния с минимальным перепадом его температуры и исключение застывания металла в металлопроводе.

Указанная цель достигается тем, что металлопровод выполнен в аиде полой тепловой трубы, снабженной надетыми на концы сменными огнеупорными втулками, в центральном канале которой неподвижно установлена огнеупорная трубка. При этом огнеупорная трубка и муфты выполнены из нитрида бора, связанного окисью кремния.

На чертеже гсредставлен металлопровод, общий вид.

Металличесиий корпус тепловой трубы 1 выполнен в виде двух металлических цилиндров разных диаметров, размещенных коаксиально с герметичными торцами. Таким образом, полость А тепловой трубы, заключается между двумя цилиндрами, дегазирована и заполнена теплоносителем (на

20 фигуре нс показан) и сеткой 2 для диффузии конденсата, которая расположена на внутренней стенке тепловой трубы.

В центральном канале тепловой трубы установлена огнеупорная трубка 3, выполненная из нитрида бора, связанного окисью кремния. Торцы тепловой трубы закрыты огнеупорными втулками 4, которые плотно смыкаются с торцов с трубкой 3. Втулки

4 предназначены для защиты от воздействия жидкого металла корпуса тепловой

737i107

IO

Зо

65 трубы в местах ввода в футеровку емкости для отбора металла и ввода металла в форму или кристаллизатор. Среднюю часть внешней поверхности трубы, заключенную между втулками 4, покрывают теплоизолирующим слоем 5 из обычных огнеупорных материалов в зависимости от предстоящих условий работы трубы, в отдельных случаях и из нитрида бора, связанного окисью кремния.

Работает металлопровод следующим обр азом.

Один из концов металлопровода огнеупорной втулкой 4 вводится в емкость, из которой следует транспортировать жидкий металл, а другой конец металлопровода вводится в емкость (форму, кристаллизатор

II др.). При необходимости осуществляются уплотнения в местах ввода концов металлопровода.

При обычном разогреве различного устройства, в котором закрепляется на длину втулки 4 один конец металлопровода, тепловая т руба 1 при необходимой температуре нагревателя, например пламени горелки, начинает действовать, что выражается в испарении теплоносителя в нагреваемом конце полости А трубы 1 и конденсации теплоносителя на другом конце трубы 1, а также и на промежуточных ее участках.

Этот процесс и сопровождается переносом тепла в полости А от горячего конца в другой конец трубы 1. При этом разогревается огнеупорная трубка 8.

При заливке металла в разливочное устройство и последующей транспортировке

его по огнеупорной трубке 8 последняя всегда будет равномерно нагретой, питаясь теплом от металла в разливочном устройстве на протяжении всей разливки за счет ццркуляции теплоносителя в виде паров в полости А и перемещения конденсата теплоносителя по сетке 2. Этот процесс исключает замерзание металла в металлопроводе практически при любой его длине. Для снижения тепловых потерь от металлопровода его внешняя поверхность закрыта слоем б теплоизоляции. Независимо от протяженности мета ллопр овода и величины расхода металла в единицу времени металл не замерзнет в канале металлопровода даже при сколь угодно малом диаметре канала. А на выходе из металлопровода металл имеет всегда стабильную температуру, определяемую температурой конденсации теплоносителя. Это обеспечивается специ фикой работы тепловой трубы, которая, в частности, в рабочем состоянии не снижает перепад температуры между ее концами больше, чем на разницу между температурой конденсации и температурой испарения применяемого теплоносителя, что обеспечивает также стабильность температуры металла HB всей ллине метялллппп л

Процесс транспортировки металла по металлопроводу осуществляется обычными средствами — за счет гравитационных сил, подъема вакуумом, сил давления, электромагнитных сил и др.

Применяют следующие теплоносители (рабочие жидкости): для разливки высокоуглеродистых сталей, в том числе чугуна,— литий (интервал рабочих температур 1150—

1600 C); для разливки н изкоуглеродистых сталей — барий (интервал рабочих температур 1450 †19 С); для разливки цветных металлов и их сплавов применяют цезий или калий (интервалы рабочих температур их близки друг к другу и находятся в пределах 600 — 1100 С) .

Материал для корпуса тепловой трубы и материал для диффузии конденсата выбирается в соответствии с примененным теплоносителем (рабочей жидкостью).

При использовании металлопровода в положении преимущественно вертикальном, когда конденсат падает под действием гравитационных сил в полости тепловой трубы, кроме теплоносителя н ичего не добавляют.

При расположении канала преимущественно в горизонтальном положении на внутренних стенках тепловой трубы размещают пористый материал или сетку (в данном случае сетка для диффузионного перемещения конденсата).

Продолжительность службы металлопровода определяется продолжительностью службы тепловой трубы и стойкостью материала, из которого выполнен канал.

Длительность службы тепловой трубы составляет примерно 2000 ч. Стойкость канала, выполненного из предлагаемого материала, в несколько раз превосходит стойкость канала, выполненного из графитошамота, что подтверждено опыто м.

Исходя из фактического, износа канала, выполненного из нитр ида бора, связанного окисью кремния и равного 1 мм на 65 т разлитой стали, можно зарезервировать толщину стенки канала примерно на 10 плавок. После износа канала внутреннюю огнеупорную трубку заменяют. Одновременно заменяют и муфты.

Предлагаемый металлопровод может быть вмонтирован в различные устройства, применяемые прои непрерывной разливке стали способом «плавка на плавку».

Достоинства предлагаемого металлопровода; высокая стабильность поддержания температуры металла на выходе из металлопровода, исключение необходимости подвода энергии, так как она черпается из самого металла и трансформируется трубкой на всю ее длину, исключение необходимости в охладптеле, высокая термическая и механическая стойкость огнеупорной трубки, изготовленной из нитрида бора, связанного окисью кремния, что снижает запрязнение

737107

Составитель В. Любешкин

Текред В. Серякова

Корректор С. Файн

Редактор Д. Павлова

Заказ 561/705 Изд. ¹ 304 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» металлопровод может быть неоднократно изогнутым и проходить через зоны высоких температур без нарушения работоспособности, протяженность одной секции металлопровода может достигать длины =-6 м, поэтому в подавляющем большинстве случаев применение дополнительных секций металлопровода не требуется.

1 !

Формула изобретения

1. Металлопровод, включающий трубку для перемещения жидкого металла и слой из огнеупорного материала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью передачи металла на большие расстояния с минимальным перепадом его температуры и исключения застывания металлов в металлопроводе, металлопровод выполнен в виде снабженной надетыми на концы сменными огнеу порными втулками полой тепловой тру5 бы,,в центральном канале которой неподвижно установлена огнеупорная трубка.

2. Металлопровод по п. 1, о тл и ч а юшийся тем, что огнеупорная трубка и муфты выполнены из нитрида бора, связан10 ного окисью кремния, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бойченко М. С. и др. Непрерывная разливка стали. М., 1961, с, 263.

2. Верте Л. А. Электромагнитная разливка .и обработка жидкого металла. М., 1967, с. 99.