Стакан для литья тонких слябов для распределения расплавленного металла с высоким расходом - заявка 2017100099 на патент на изобретение в РФ

1. Стакан (1) для литья тонких слябов из металла, причем стакан для литья тонких слябов имеет геометрию, симметричную относительно первой плоскости П1 симметрии, определяемой продольной осью X1 и первой поперечной осью X2, нормальной к продольной оси X1, и симметричную относительно второй плоскости П2 симметрии, определяемой продольной осью X1 и второй поперечной осью X3, нормальной к продольной оси X1 и первой поперечной оси X2, причем стакан (1) для литья тонких слябов проходит вдоль продольной оси X1 от:
впускного участка, расположенного у верхнего конца стакана для литья тонких слябов и содержащего впускное отверстие (50u), ориентированное параллельно продольной оси X1, до
выпускного диффузорного участка, расположенного у нижнего конца стакана для литья тонких слябов и содержащего первое и второе выпускные отверстия (51d) каналов, причем выпускной диффузорный участок имеет ширину, которая измеряется в направлении второй поперечной оси X3 и которая по меньшей мере в три (3) раза больше толщины, измеряемой в направлении первой поперечной оси X2, и содержит соединительный участок, соединяющий впускной участок и выпускной диффузорный участок, причем стакан для литья тонких слябов дополнительно содержит:
центральное отверстие (50), ограничиваемое стенкой отверстия и отверстием у вышеуказанного впускного отверстия (50u) и проходящее в направлении продольной оси X1 и оканчивающееся у верхнего конца (10u) разделителя (10), причем центральное отверстие (50) содержит:
верхний участок (50a) отверстия, содержащий впускное отверстие, проходящий по высоте Ha и примыкающий и образующий верхнюю границу (5a) с
сужающимся участком (50e) отверстия, высотой He, расположенным в соединительном участке стакана для литья тонких слябов и примыкающим к
тонкому участку (50f) отверстия, высотой Hf, расположенному в диффузорном участке стакана для литья тонких слябов и оканчивающемуся на уровне верхнего конца (10u) разделителя (10),
первый и второй передние каналы (51), отделенные друг от друга разделителем (10) и проходящие параллельно второй плоскости П2 симметрии, причем первый и второй передние каналы проходят от первого и второго впусков (51u) каналов, выходящих по меньшей мере частично на двух противоположных стенках сужающегося участка (50e) отверстия к первому и второму отверстиям (51d) выпускных каналов, причем первый и второй передние каналы (51) имеют ширину W51, которая измеряется в направлении первой поперечной оси X2 и во всех случаях меньше ширины D2(X1) верхнего участка (50a) отверстия, измеряемой в направлении первой поперечной оси X2,
центральное отверстие (50) имеет радиус кривизны ρa1 в любой точке стенки отверстия на протяжении по меньшей мере 90% высоты Ha верхнего участка (50a) отверстия, который стремится к бесконечности,
отличающийся тем, что в сечении стакана для литья тонких слябов по первой плоскости П1 симметрии геометрия стенки центрального отверстия (50) характеризуется тем, что:
радиус кривизны в любой точке стенки отверстия сужающегося участка (50e) отверстия является конечным, и
отношение высоты Hf тонкого участка (50f) отверстия к высоте He сужающегося участка (50e) отверстия составляет не более 1, Hf/He≤1.
2. Стакан для литья тонких слябов по п. 1, в котором общая площадь A(X1) сечения, измеряемая по плоскостям П3, нормальным к продольной оси X1 центрального отверстия (50) и первого и второго передних каналов (51), характеризуется тем, что относительное изменение ΔA(X1)/Aa = ⎜Aa – A(X1)⎜/Aa общей площади сечения A(X1) относительно общей площади сечения Aa у верхней границы (5a) составляет не более 15% для любой плоскости П3, пересекающей продольную ось X1 от верхней границы (5a) вниз до 70% высоты He сужающегося участка (50e) отверстия.
3. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором сужающийся участок (50e) отверстия дополнительно делится на два участка отверстия:
концевой участок (50c) отверстия высотой Hc и
переходный участок (50b) отверстия высотой Hb, расположенный между и рядом с верхним участком (50a) отверстия и концевым участком (50c) отверстия, тем самым, образуя с одного конца границу (5b) перехода с концевым участком отверстия и с другого конца верхнюю границу (5a) с верхним участком отверстия,
при этом в сечении стакана для литья тонких слябов по первой плоскости П1 симметрии геометрия стенки сужающегося участка (50e) отверстия характеризуется следующим:
радиус ρc1 кривизны в любой точке стенки отверстия концевого участка отверстия (50c) не больше половины ширины D2a центрального отверстия (50) у верхней границы (5a), ρc1 ≤ ½ D2a;
радиус ρb1 кривизны в любой точке стенки отверстия переходного участка (50b) отверстия больше половины ширины D2a и составляет от 5 x ρc1 до 50 x D2a; и
отношение высот Hb/Hc переходного участка (50b) отверстия и концевого участка (50c) отверстия составляет от 3 до 12.
4. Стакан для литья тонких слябов по п. 3, в котором радиус ρb1 кривизны, измеренный в сечении стакана для литья тонких слябов по первой плоскости П1 симметрии, является постоянным в любой точке стенки отверстия переходного участка (50b) отверстия и/или радиус ρc1 кривизны, измеренный в сечении стакана для литья тонких слябов по первой плоскости П1 симметрии, является постоянным в любой точке стенки отверстия концевого участка (50c) отверстия.
5. Стакан для литья тонких слябов по п. 4, в котором, исключая первый и второй впуски (51u) каналов, радиусы кривизны и соотношения высот стенки отверстия сужающегося участка (50e) отверстия, переходного участка (50b) отверстия и концевого участка (50c) отверстия, определяемые по пп. 1, 3 и 4 относительно сечения стакана для литья тонких слябов по первой плоскости П1 симметрии, также относятся к сечению стакана для литья тонких слябов по второй плоскости П2 симметрии и предпочтительно по любой плоскости Пi, содержащей первую продольную ось X1.
6. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором сужающийся участок (50e) отверстия центрального отверстия (50), исключая первый и второй впуски (51u) каналов, имеет эллиптическое или круглое сечение по любой плоскости П3, нормальной к продольной оси X1, имеющее главные диаметры D2(X1), D3(X1) в направлении первой поперечной оси X2 и второй поперечной оси X3, соответственно, размеры которых образуются вдоль продольной оси X1 так, что отношение D2(X1)/D3(X1) остается постоянным, причем D2(X1)≤D3(X1).
7. Стакан для литья тонких слябов по п. 5, в котором сужающийся участок (50e) отверстия имеет геометрию вращения вокруг продольной оси X1, исключая первый и второй впуски (51u) каналов.
8. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором расстояние между верхним концом стакана для литья тонких слябов и верхним концом первого и второго впусков (51u) каналов находится в пределах высоты Ha верхнего участка (50a) отверстия ±7% и/или в пределах высоты Ha ±30 мм, при этом во второй плоскости П2 симметрии первый и второй передние каналы (51) предпочтительно пересекают центральное отверстие (50) под углом α относительно продольной оси X1, составляющим 5-45°, более предпочтительно 15-40°, наиболее предпочтительно 20-30°.
9. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором геометрия в сечении по второй плоскости П2 симметрии стенок разделителя (10) в контакте с первым и вторым передними каналами (51) характеризуется тем, что обе стенки проходят от верхнего конца (10u) разделителя до нижнего конца стакана для литья тонких слябов вдоль продольной оси X1, сначала расходясь до тех пор, пока разделитель (10) не достигнет максимальной ширины, и затем, сходясь до тех пор, пока они не достигнут нижнего конца стакана для литья тонких слябов.
10. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором высота Hd разделителя (10) по меньшей мере в два раза больше высоты He сужающегося участка (50e) отверстия, Hd≥2He.
11. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором отношение W51/D2a ширины W51 первого и второго передних каналов вдоль первой поперечной оси X2 и ширины D2a вдоль первой поперечной оси X2 центрального отверстия (50) у верхней границы (5a) составляет 15–40%, предпочтительно 24–32%.
12. Стакан для литья тонких слябов по п. 3, в котором отношение D2b/D2a ширины D2b в направлении первой поперечной оси X2 центрального отверстия (50) у границы (5b) перехода к ширине D2a в направлении первой поперечной оси X2 центрального отверстия (50) у верхней границы (5a) составляет 65–85%, предпочтительно 70–80%.
13. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором производная dA/dX1 общей площади A сечения в сужающемся участке (50e) отверстия в любой плоскости П3, нормальной к продольной оси X1, относительно положения вышеуказанной плоскости П3 на продольной оси X1 никогда не должна быть больше 0, dA/dX1≤0.
14. Стакан для литья тонких слябов по п. 1 или 2, в котором
отношение высоты Hf тонкого участка (50f) отверстия к высоте He сужающегося участка (50e) отверстия составляет не больше 50%, предпочтительно не больше 25%, более предпочтительно не больше 15%, и/или
отношение высоты Hf тонкого участка (50f) отверстия к высоте центрального отверстия (50) составляет не больше 15%, предпочтительно не больше 10%, более предпочтительно не больше 7%, наиболее предпочтительно не больше 3%.
15. Установка для литья металлов для литья тонких слябов, содержащая промежуточный ковш, оборудованный по меньшей мере выпуском, сообщающимся со стаканом для литья тонких слябов по п. 1 или 2, причем указанный выпускной диффузорный участок вставлен в форму для литья тонких слябов.
Наверх