Устройство для подвода металла в кристаллизатор

Союз Советскик Сон 1 иапистическик Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Завалено 220280 (21) 2886147/22-02 с присоединением заивки Ио В 22 0 11/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА МЕТАЛЛ В КРИСТАЛЛИЗАТОР ет аэО 30 Изобретение относится к м аллургии, а именно к непрерывной р ливке металлов и сплавов,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для разливки металла,содержащее огнеупорный стакан с проходящим каналом и щелевьщи выходными отверстиями в стенке, выполненными на расстоянии 0,2-0,5 диаметрапроводящего канала до оси стакана.Это позволяет в определенной степениснизить интенсивность потоков расплава в кристаллизаторе и несколькоповысить качество отливаемых слитков 1.Однако иэ-за того, что целевыеканалы выполнены на расстоянии 0,20,5,диаметра проводящего канала дооси стакана, часть струи металла изпромежуточного ковша, обладающаянаибольшей кинетической энергией,поступает в жидкую фазу заготовки,т.е. интенсивность циркуляционныхпотоков не снижена до требуемой ве 2личины. Это приводит в отдельных случаях к размыву оболочки слитка иухудшает его.макроструктуру. Крометого, указанное расположение щелейнаправляет основную часть потока расплава в нижнюю часть слитка и вменьшей степени - вверех, к поверхности металла, покрытой шлакообразующей смесью. При этом ощущается недостаток физического тепла у мениска,что затрудняет нормальную работу шлакообразующей смеси и ухудшает качество поверхности слитков. Помимоэтого перемещающийся относительноотверстия с высокой скоростью металлцентрального участка струи из промежуточного ковша размывает щелевоеотверстие, что приводит к нестабильным условиям разливки.Цель изобретения - повышение качества слитков эа счет существенного снижения циркуляционных потоковжидкого металла в кристаллизаторе,повышения эффективности работы шлакообразующейся смеси и стабилизацииусловий разливки,Укаэанная цель достигается тем,что в устройстве для подвода металлов в кристаллизатор содержащемогнеупорный стакан с проводящим каналом и щелевыми выходными отверстиями в стенке, выходные отверстия выполнены в виде трех щелей, большиеоси выходных сечений которых пересекаются в одной точке так, что однаиз этих осей параллельна оси стакана, а две другие пересекаются подуглом 150-170 и образуют угол 105)5 с первой осью,Указанные признаки, обеспечивающиеовышение качества отливаемых слитов, определены на основании гидравлического моделирования процессаразливки стали на УНРС через погружные стаканы с различным расположением щелевых отверстий, с параллельным расположением, под углом друг кдругу и со взаимным пересечением щелей под различными углами. В процессе моделирования с помощью скоростной киносъемки фиксировали динамикураспространения потоков подкрашенной моделирующей жидкости. Оценивалинаправление и скорость движения потоков. Размыв оболочки слитка засчет ее подплавления потоками перегретой стали иммитировали процессомрастворения моделирующего веществапотоками жидкости, поступающей вмодель кристаллизатора.Полученные результаты позволяютустановить, что наибольшую скоростьпотоков на выходе из отверстий (до240 мм/с) получают при разливке через стакан с расположением щелевыхотверстий в плоскости, параллельнойоси стакана, а наименьшую (до160 мм/с) - при разливке через стакан с отверстием в виде трех щелей,большие оси выходных сечений которыхпересекаются в одной точке под определенными углами. В последнем случае отмечено также минимальное размывающее действие струи на оболочкуслитка. Причем наиболее благоприятные результаты получены на стакане,в котором большие оси сечений выходных отверстий пересекаются междусобой так, что одна ось параллельна оси стакана, а две другие пересекаются под углом 150-170 и образуютоугол 105-95 с первой осью, При разливке через этот стакан процесс разливки стабилен, скорость меняется вовремени незначительно и обеспечивается эффективный обогрев шлакообразующей смеси без бурления мениска.Полученные результаты можно,вероятно, объяснить тем, что наличиепересекающихся в различных плоскос.тях под определенными углами щелейпозволяет в наибольшей степени рассредоточить поток и снизить тем самымго кинетическую энергию и турбулентность. Помимо этого, пересекающиесящели, очевидно, обеспечивают взаимное положительное влияние рассредоточенных частей потока, за счет чегона выходе из отверстий мы получаемболее ламинарный поток с меньшей начальной скоростью. При пересечениидвух щелей под углом 150-170 образующийся в верхней части щели, расположенной параллельно оси стакана, формула изобретенияУстройство для подвода металлав кристаллиэатор содержащее огнеупорный стакан с проводящим каналоми щелевыми выходными отверстиями встенке, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения качества слитка, выходное отверстие стакана выполнено в виде трех щелей, с пересечением больших осей выходных сечений в одной точке, при этом однаиз этих осей параллельна оси стакана а между двумя другими угол сосРОтавляет 150-170 , и они образуютс первой осью угол 105-95 О .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 582619, кл. В 22 0 11/00, 1975. 50 55 60 5 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 выступ рассекает в некоторой степени поток и служит своего рода стабилизатором, При пересечении двух щелей под углом 180 эффекта стабилизации мы не наблюдаем, и поле скоростей потока изменялось во времени в более широких пределах. При уменьшении угла пересечения щелей меньше 150 О было отмечено некоторое увеличение потока на выходе из отверстий. Кроме того, нижний предел угла пересечения щелей ограничивается длиной стакана,и общепринятым размером части стакана, погружаемой в жидкую сталь при разливке.На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на Фиг,2 разрез А-А на фиг.1Устройство состоит из огнеупорного стакана 1 для подвода металла псевд уровень мениска в кристаллизаторе. Стакан имеет выходное отверстие 2, состоящее из трех щелевых каналов, большие оси выходных сечений которых пересекаются в одной точке так, что одна из этих осей параллельна оси стакана, а две другие пересекаются под углом 150-170 и образуют угол 105-95 с первой осью.Устройство работает следующим образом.Жидкая сталь из промежуточного ковша поступает в проводящий канал 3 стакана и выходит из него через щелевые отверстия под мениском в кристаллизаторе. Расположение щелевых отверстий так, что их большие оси выходных сечений пересекаются в одной точке и приэтом одна ось параллельна оси стакана, а две другие пересекаются между собой под углом 150- 170 , существенно снижает интенсивность циркуляции потоков, увеличивает эффективность работы шлакаобразующей смеси, стабилизирует процесс разливки и повышает стойкость стакана, Все это улучшает качество получаемых слитков.893392 г.2 Составитель Г.БорисовРедактор Л.филь Техред А. Ач Корректор О Била аказ 1 33/13 тираж 872 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород Ул.Проектная,4