Стакан для разливки металлов и сплавов

СО)ОЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН . 9) 3(51) В 22 0 11/1 ИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВУ СА ТОРС кин, упоОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Всесоюзный институт огне ров и Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И.Калинина(56) 1 ТУ-8-238-77. Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные для непрерывной разливки стали. Стаканы 92-4, 5, 24.2. Рутес В.С, и др. Теория не-, прерывной разливки, Технологические основы. М., Металлургиздат, 1971,. с.116, рис.36.(54)(57) СТАКАН ДЛЯ РАЗЛИВКИ МЕТАПЛОВ И СПЛАВОВ, имеющий вертикальныйсужающийся книзу канал, уширенныйв верхней части и переходящий в конФузор, Фасонного проФиля, образованный продольными ребрами-выступами, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения срока службы стакана и. увеличения длины компактной части струи при улучшенииусловий ее управления, конфузор выполнен со скругленными кромками иуглами в уширенной части канала, приэтом высота ребра-выступа составляет 0,5-0,9 высоты уширенной части,длина - 0,05-0,3 ее высоты, ауголсужения конфузора 2-15Изобретение относится к металлургии и может быть использовано преимущественно в ковшах установок для непрерывной разливки стали при получении слитков малых сечений, а также при разливке стали в изложницы.Известен стакан для разливки металлов и сплавов, имеющий входную воронку в виде, седла под стопорную пробку, плавнО сопрягающуЮСя с вер тикальным каналом переменного сечения Верхняя часть канала выполнена . уширенной в виде копильника круглого поперечного сечения, переходящего к выходному отверстию в цилинд рический или близкий к нему конфуэорный канал, сужающийся под угломо ИОднако неравномерное распределение расплава под стопором при разливке металла приводит к возникновению сбойности потоков, закручиванию их в копильнике стакана и образованию винтового движения расплава в струе. Вероятность образования винтового движения расплава возрастает при колебаниях уровня в ковше или его опорожнении, а также рри дросселировании потока расплава стопором. При этом нарушается органиэация струи: длина компактного (сплошного) участка струи сокра-. щаетсяу струя преждевременно распадается на отдельные объемы и капли с увеличением радиуса разбрызгивания. Кроме того, при винтовом движении расплава уменьшается пропускная способность стакана, приводящая к резкому (в 1,5-2,0, раза) уменьшению скорости литья При недостаточно организованной струе ухудшается ка чество литья и получаемых слитков,. Преждевременный распад струи с разбрызгиванием приводит к потерям металла, вторичному его окислению и насыщению слитка оксидными вклю чениями, кроме того ухудшаются условия труда обслуживающего персонала.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стакан для разливки металлов и сплавов, имеющий вертикальный сужающийся книзу Канал-, вначале уширенный в виде копильника, а к выходному от" верстию переходящий в конфузор, содержащий фасонный профиль, образованный продольными ребрами-высту пами 2( . Фасонный профиль образован прямоугольными в поперечном сечении 60 и сходящими на нет прорезями в выпуклой стенке переходной части канала. устройство продольных прорезей- пазов в переходной части способствует уменьшению турбУлентности струи, 65 формируемой цилиндрическим выходнымучастком канала такого стакана.Недостатки известного стакана эа.ключаются в том, что круглый профиль поперечного сечения копильникане препятствует образованию в немвинтового движения (циркуляции) расплаза; не устранена вероятность витового движения также и в переходно 1части канала, поскольку высота этойчасти значительно меньше высоты копильника и составляет обычно менее30 высоты последнего; прорезь-пазсходящая на нет к отверстию выходногоучастка канала, имеет во много раз(по крайней мере в 4 раза) меньший,чем отверстие, периметр сечения,следовательно, основная масса про"текающего расплава проходит вне паза, что увеличивает вероятность перехода винтового движения расплава ввыходной участок канала; недостаточные для пропуска расплава поперечные размеры(площадь прорезейпазов увеличивают вероятность их эаметалливания, а наличие острых кромок прямоугольного сечения способствует преждевременному их разрушению потоком расплава, ускоряющимся к выходной части канала; выполнение выходного канала стаканацилиндрической Формы приводит кухудшению органиэации струи (преждевременному распаду и сокращениюдлины компактной части),Цель изобретения - увеличениесрока службы стакана и увеличениедлины компактной части струи приулучшении условий ее управления.Поставленная цель достигается темчто в стакане. для разливки металлови сплавов, имеющем вертикальныйсужающийся книзу канал, уширенныйв верхней части и переходящий в конфузорф фасонного профиля, образованный продольными ребрами-выступами, конфуэор выполнен со скругленными кромками и углами в уширенной части канала, при этом высотаребра"выстуПа составляет 0,5-0,9высоты уширенной части, длина0,05-0,3 ее высоты, а угол суженияконфуэора 2-15 О.При этих соотношениях элементовканала стакана исключается образование винтового движения расплава в копильнике и уменьшается интенсивностьтурбулентности струи, что позволяетулучшить ее организацию и управляемость.На Фиг.1 изображен предлагаемыйстакан, продольный разрез; на фиг.2-;сечение А-А на Фиг,.1.Стакан 1 для разливки металлови сплавов выполнен с выходной воронкой 2 в виде седла под стопорнуюпробку 3, с,плавным сопряжением с вер.вертикальным каналом, сужающимся51015 55 книзу. При этом канал в начале вы-полнен уширенным, образующим емкость копильник 4, затем имеет переходной участок 5, сопрягающий копильник с конфуэором б. В нижней части на высоте (50-90) копильник. выполнен фасонным, образованным продольными ребрами (выступами) 7 со скругленными кромками и углами. Форма и толщина поперечного сечения ребра 7 выбираются достаточными для обес" печения устойчивости его на сдвиг и разрушение потоком расплава, например трапецеидальной формы, со скругленными кромками и углами, предотвращающими как преждевременное разрушение их, так и эаметаллива ние межреберных пазух при разливке.Количество ребер (выступов) мо-. жет изменяться в зависимости от ус" ловий разливки, применяемого огнеу-. порного материала и точности изготов ления огнеупорного изделия в пределах от 3 до 5. Однако в отдельных случаях может быть достаточно одного - двух ребер. Предпочтительно симметричное расположение выступов- ребер на стенках копильника относительно оси стакана.Оптимальная высота с конфузора б канала стакана может составлять не менее 2-5 диаметров его выходного отверстия, При этом предпочтительная высота ребра-выступа может составлять 1-3 см.Устройство работает следующимобразом.При разливке металла илисплава стопорная пробка 3 поднимается стопорным механизмом над воронкой 2 . входного отверстия сткана 1, обеспечивая поступление расплава в канал стакана. Ввиду наличия сил трения между потоками в межреберных пазу-. хах, ребрами 7 и слоями расплава, поступающими в канал (вышележащими слоями), исключается закручивание потоков и образование винтового движения в емкости - копильнике 4, Возможная неравномерность поступления расплава по периметру входной воронки 2, сбойность потоков и образование косых струй, например, при дросселировании потока стопорной пробкой 3 компенсируются продоль-. ными ребрами-выступами 7, препятствующими возникновению кругового движения расплава (его циркуляЦии) в 20 25 30 35 40 50 копильнике 4. Поступление расплава в выходную конфузорную часть б происходит равномерно по всему периметру входного отверстия конфузора.При этом влияние положений стопорной пробки, а также возможность колебаний уровня металла в ковше (или другой металлургической емкости, где установлен стакан) на формирование струи исключается органиэацией потоков ребрами 7 при радиальном свободном подводе расплава к вход" ному отверстию конфузора б повсему периметру отверстия.Скругленная форма поперечного сечения Фасонного профиля исключает о бразование застойных зон для расплава и тем самым уменьшает вероятность заметалливания канала стакана и его преждевременное разрушение, что приводит к увеличению срока службы. Этому способствует и достаточная площадь поперечного сечения межреберной пазухи (равная площадь отвер стия конфузора б или больше нее).Формируемая конфузором струя имеет больший компактный участок; умень. шается разбрызгивание струи; улучшаются условия сопряжения струи с зеркалом расплава в металлоприемнике, уменьшая вероятность спадания воздушных пузырьков в жидкуюсердцевину отливаемого слитка; умень. шается вторичное окисление металла, а также угар легирующих элементов, что улучшает в конечном счете, качество отливаемого слитка.С устранением винтового движения в канале стакана стабилизируется и емкость литья (расход вытекающего расплава стабилизируется), в результате чего улучшаются условия управления процессом разливки как со стопором, так и без него. Выполнение канала фасонного профиля в нижней части копильника также способствует улучшению условий управления струей. В предлагаемой конструкции стакана не нарушается герметичность контактирования поверхности стопорной пробки с входной воронкой стакана, что позволяет в случае необходимости перекрыть струи и прекратить разливку. Кроме того, применение предлагаемого изобретения улучшает условия труда обслуживающего персонала.1052316 Подписное Заказ 8738/8 Тираж 813 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5