Всесоюзный ордена Ленина научно-иссле овательскпй ::"-;. машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРОМЕЖУТОЧНЫИ КОВШ МНОГОРУЧЬЕВОЙ МАШИНЫ

НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стали.

Известен промежуточный ковш много5 ручьевой машины непрерывного литья металла, содержащий футерованный корпус, полость которого образована боковыми и продольными стенками, расположенными по обе стороны оси, проходящей через центры выпускных отверстий, и ударной площадкой, выполненной в футеровке днища в месте заливки металла в промежуточный ковш.

Ударная площадка имеет криволинейную поверхность для уменьшения загрязне- 15 ния металла частицами шлака (1).

Недостаток известного ковша состо- ит в том, что в нем создается неравномерный теплоперенос в металле по отношению к различным выпускным отверстиям промежуточного ковша. По конструктивным причинам, обусловленнык взаимной ориентацией сталеразливочного и промежуточного ковшей на машине, место заливки металла в про- 25 межуточный ковш может находиться не по его центру, т.е. асимметрично его выпускным отверстиям. Перемещение металла, заливаемого в промежуточный ковш, от места заливки в обоих про- 30 дольных направлениях ковша сопряжено с изменением его теплосодержания на участке перемещения. В связи с этим к более удаленным выпускным отверстиям поступают объемы металла с меньшей температурой.

К моменту наполнения ковша до рабочего уровня ядро объема металла с более высокой температурой сосредоточено вокруг центра заливки металла, в результате чего истекаемые из различных выпускных отверстий объемы металла имеют различные свойства, что вызывает нестабильность процесса литья на различных ручьях, необходимость корректировки режимов литья на каждом из ручьев, частое затягивание выпускных отверстий крайних ручьев машины и ухудшение по этой причине на них качества металла.

Известен промежуточный ковш многоручьевой машины непрерывного литья, в футеровке днища которого выполнена ударная площадка, образованная одной горизонтальной гранью и двумя вертикальными (2).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является промежуточный ковш (2).

980939

В этом ковше обеспечивается более благоприятная картина движения жидкого металла, но тем не менее не устра- нены недостатки, описанные выше для предыдущего ковша, при количестве выпускных отверстий, большем двух, и 5 несимметричной заливке металла в ковш.

Цель изобретения - повышение стабильности процесса разливки на машине, улучшение качества разливного металла. о

Цель достигается тем, что в промежуточном ковше, содержащем футерованный корпус, полость которого образована боковыми и продольными стенками, расположенными по обе стороны оси, проходящей через центры выпускных отверстий, и ударной площадкой, .выполненной в футеровке днища .в месте заливки металла в промежуточный ковш, ударная площадка образована по крайней мере двумя гранями, наклоненныйи друг к другу, пересекающимися между собой, причем линия их пересечения перпендикулярна оси, проходящей через центры выпускных отверстий, линия пересечения граней расположена под углом к днищу ковша, при несимметричном подводе металла грань, расположенная со стороны большей Части полости промежуточного ковша, наклонена под углом 30 3: й-й., 1 =с го %

А1 а другая грань наклонена к днищу ковша под углом

: 35 ЗЕбй и = сИ"С

t и где Н - высота полости промежуточного ковша1

A расстояние от места заливки 40 металла до дальней боковой стенкиу

A - расстояние от,места заливки металла до ближней боковой стенки. 45

При этом линия пересечения граней расположена к днищу ковша под углом

- йи.

В где В - поперечный разрез полости промежуточного ковша.

На фиг. 1 изображен ковш 4-ручь.евой машины непрерывного литья с несимметричной заливкой металла, продольный разрезу на фиг. 2 - промежуточный ковш 4-ручьевой машины непре рывного литья, вид в плане (без крышки)у на фиг. 3 - промежуточный ковш

4-ручь@вой машины непрерывного литья, поперечный разрез A-A на фиг. 1; на 60 фиг. 4 - промежуточный ковш:4-ручьевой машины непрерывного литья с симметричной заливкой металлау на фиг. 5 - промежуточный ковш б-ручье- вой машины непрерывного литья. 65

Промежуточный ковш (фиг. 1, 2, и 3) содержит футерованный корпус, полость которого образована боковыми стенками 1 и продольными. стенками 2, расположенными по обе стороны оси 3, проходящей через центры выпускных отверстий. Количество выпускных отверстий соответствует количеству ручьев машины. Межцентровые расстояния С,, С .

Перекрытие выпускных отверстий осуществляется стопорными блоками 4.

Сверху ковш закрыт крышкой 5 с отверстием для струи б заливаемого металла. В месте падения струи б в футеровке выполнена ударная площадка из огнеупоров с высокими противоэрозион, ными характеристиками. В соответствии с изобретением ударная площадка образована двумя наклонными гранями 7 и 8, расположенными под углами к го- ризонтали chal, cC . Центр струи металла б совмещен с серединой грани 7.

Верх этой грани поднят над днищем на высоту h. Высота полости промежуточного ковша Н.

Предлагаемое выполнение ударной площадки позволяет осуществить благоприятную картину циркуляции металла в промежуточном ковше, обеспечивающую с момента заполнения ковша непрерывное перемешивание объемов металла, а также конвективные потоки, равномерные по отношению к крайним выпускным отверстйям. При ударе струи о наклонную грань поток металла расчленяется и движется с различными скоростями

V и V- в обоих продольных направленйях ковша, причем скорость V больше скорости V<. Благодаря этому с начала заполнения к крайним выпускным отверстиям поступают объемы .металла равных температур. При повышении уровня циркуляция металла в обоих направлениях происходит по криволинейным траекториям 9, обеспечивающим теплоперенос .ко всем четырем выпуск,ным отверстиям.

Положительным фактором движения металла при этом является всплывание окисных включений по траекториям 10.

Поперечный наклон граней 7 и 8 под углом к горизонтали oL> позволяет получить перемешивание металла в горизонтальной плоскости по траекториям 11, Кроме выравнивания температуры по объему это перемещение также способствует очищению металла от неметаллических включений. Возникающие при этом круговые вихреобразования в горизонтальной плоскости из-за центростремительных сил собирают эти включения, укрупняют их и, таким образом, способствуют их всплыванию.

Представленная картина движения потоков металла в предлагаемом ковше проверяется экспериментально на модели.

980939

В качестве натуры выбирают промежуточный ковш 4-ручьевой машины непрерывного литья заготовок сечением

250х320 мм из сталеразливочного ковша емкостью 100 т. Емкость промежуточного ковша 25 т, Н вЂ” 800 мм, 5

С„- 1300 мм, С вЂ” 2500 мм. Модель промежуточного ковша изготавливают иэ прозрачного оргстекла в масштабе 1:5.

В качестве рабочей жидкости исполь-lp зуется вода.

Движение воды моделирует движение жидкого металла. Выполняют критерии подобия истечения (Фрунда), íà основании равенства которых (для нату- 15 ры и модели) определяются расходы жидкости, скорости движения на входе.

Равенство критериев гидродинамического подобия движущихся жидкостей (в натуре и модели) выполняется при 20 ,условии автомодельности вЂ” соблюдается равенство произведений критериев давления (Эйлера) и скорости (Рейнольдса)..

Процесс переноса тепла моделируется массопереносом.

Граничные условия выполняются применением растворимых стенок (из затвердевшей поваренной соли) и введением раствора поваренной соли. Степени концентрации раствора определяются, исходя из колебаний .температур металла в натуре.

С целью определения характера движения, его параметров вводимые потоки жидкости подкрашиваются. Движение жидкости регистрируется фиксированной киносъемкой .

В результате проведенных экспериментов установлена качественная и количественная картина скоростных . 40 и тепловых параметров движения металла в промежуточном ковше, подтверждающая описанную. Для конкретного промежуточного ковша рекомендованы следующие значения параметров предложен- 45 ной конструкции (при и= 200 мм)у с(Р 15, Ы 2= 27, *3=10

Промежуточный ковш при симметричной заливке в него металла (фиг. 4) 50 содержит бойную площадку, включающую горизонтальную грань. 12 и с обеих ее сторон наклонные грани 13 и 14, наклоненные к горизонтальной под углами а(.1 и Ы . 55

Другой вариант заливки металла в ковш (с одного его края) возникает в случае многоручьевой машины с числом ручьев (например, б и 8), при котором применение единого на все ручьи промежуточного ковша становится нецелесообразным по ряду конструктивных и эксплуатационных причин.

В этом случае ударная площадка прилегает к одной из боковых стенок промежуточного ковша (фиг. 5) . 65

Проведенные эксперименты и анализ для конкретных промышленных машин с учетом привЕденных вариантов осуществления предложения позволяют выявить соотношения между элементами предлагаемой конструкции, при которых обеспечиваются наилучшие результаты с точки зрения поставленной проблемы: с(1 = c4 t c < g

К =ат ctq

d. вЂ” are tg

Технико-экономическая эффективность предложения достигается повышением надежности процесса литья за счет стабилизации по всем ручьям свойств разливаемого металла, улучшения качества за счет устанения неметаллических включений и неоднородности, уменьшения вынужденных перерыI вов процесса литья в результате за тягиваний выпускных отверстий промежуточного ковша °

Формула изобретения

1. Промежуточный ковш многоручьевой машины непрерывного литья металлов, содержащий футерованный корпус, полость которого образована боковыми и продольными стенками, расположенными по обе стороны от оси, проходящей через центры выпускных отверстий, и ударной площадкой, выполненной в футеровке днища ковша в месте заливки металла в промежуточный ковш, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса литья и качества разливаемого металла, ударная площадка образована по -меньшей мере двумя гранями, подключенными одна к другой и пересекающимися между собой, причем линия их пересечения перпендикулярна оси, проходящей через центры выпускных отверстий.

2. Устройство по п. 1, о т л ивЂ” ч а ю щ е е с я тем, что линия пересечения граней расположена вод углом к днищу ковша.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что при несимметричном подводе металла грань, рас-. положенная со стороны большей части полости промежуточного ковша, наклонена к днищу ковша под углом

1 (1 3-18) Н

1 а другая грань наклонена к днищу ковша под углом р(g = arctcg

980939 где Н

2 высота полости промежуточного ковша; расстояние от места заливки металла до дальней боковой стенки; меньшее расстояние от места заливки металла . до ближней боковой стенки.

4. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что линия пересечения граней расположена к днищу ковша под углом

0 1 0 4 Н с >=acct в

I где В вЂ” поперечный размер полости промежуточного ковша.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии М 49-84229, кл. В 22 D 11/10, 1978.

10 2. Патент Великобритании

Р 25858/75, кл. Г 4 В, 1978.

980939 иг. а.5

Составитель А. Попов

Редактор М. Дылын Техред.Л.Пекарь Корректор В. Бутяга

Закаэ 9564/15 .. . Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий