Устройство для защиты струи металла инертным газом

Б результате взаимодействия основной (прямоточной) ц дополнительной ,(закрученной) струй окислительный потенциал защитной рубашки резко снижается за счет сокращения подсоса окружающего воздуха в зону наибольшего разряжения, создаваемого прямоточцой струей. Вращение дополнительного потока создает внутри него зону пониженного давления, что прц взаимодействии с прямоточным приводит к их активному слиянию, усреднению и увеличению толщины в целом. 50 55 Изобретение относится к металлургии, конкретно к разливке и внепечцой обработке жидкого металла.Цель изобретения - повышение качества металла за счет снижения егоокисленияНа фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вцд; ца фцг.2 вид А на фиг.11 ОУстройство содержит распределительный коллектор 1, патрубок 2 для подачи газа, внутреннее кольцевое щелевое сопло 3, образованное стенками 4 и 5, наружные сопла 6, выпол ценные тангенциально к внутреннему соплу 3 и расположенные ниже выходного торца сопла 3 на расстоянии (а) 2,0 - 6,0 его ширины. Суммарная площадь поперечного сечения сопл 6 20 составляет 0,1 - 0,3 площади поперечного сечения сопла 3. Устройство крепится ца коллекторо-держателе 7 шиберного затвора (це показан) и уплотняется огнеупорным раствором 8.25Устройство работает следующим образом.Перед разливкой металла в устройство подают инертный газ, например аргон, азот и др., который поступает 30 в распределительный коллектор 1 через патрубок 2 ц истекает цз вцутр .и- него кольцевого щелевого сопла 3 в виде сплошной кольцевой струи. Иос" ле открытия шиберцого затвора струя 35 металла защищена рубашкой, форицуемой кольцевым потоком инертного газа. В процессе истечения газа через сопло 3 часть инертного газа поступает к кольцевой струе через наружные тан гецциальные сопла 6 в виде поперечно вращающегося потока, втягивающегося в зону разряжения прикорневой области кольцевой стрУи, т.е. в зону выхода этой струи из сопла 3.45 Расположение сопл 6 и 3 ца расстоянии (а) 2,0 - 6,0 ширины сопла 6 обеспечивает эффективное внедрение закрученной струи в прямоточную, в ее "прикорцевую" область, за счет достаточного раскрытия поперечного потока и повышения степени заполнения "прикорневой" области прямоточного потока закрученным.Выполнение указанного расстояния меньше нижнего предела повышает интенсивность вращательного движения в направлении истечения прямоточной струи в результате отражения закрученного потока от плоскости выходного торца щелевого сопла. Это приводит к увеличению возмущения в зоне контакта прямоточцой и закрученной струй за счет роста настцльности последней.Выполнение укаэанного расстояния больше верхнего предела приводит к повышению активности взаимодействия закрученного потока с прямоточным вце его "прикорневой" области за счет удаления закрученного потока от зоны разряжения. Это усиливает периферийную турбулизацию прямоточной струи, что повышает ее контакт с окружающей атмосферой и насыщает инертную струю окислительными компонентами,Выполнение суммарной площади поперечного сечения сопл 6, равной 0,1 О,3 площади поперечного сечения кольцевого щелевого сопла 3, обеспечивает оптимальное соотношение прямоточного и закрученного потоков при эаданном расходе инертного газа, достаточного для формирования защитной рубашки, практически лишенной подсоса окислителя из окружающей атмоссферы в зону истечения основной струи инертного газа. Причем дальнобойность сумммарного защитного потока це снижается и практически сохраняется по длине струи разливаемого металла на участке ковш - изложница или ковш - промковш и на установках непрерывной разливки стали.Выполнение приведенного соотношения меньше нижнего предела приводит к локальному взаимодействию закрученного потока с боковым отводом основного потока, образующегося при истечении из щелевого сопла 3 в расширяющееся пространство, что вызывает появление "неорганизованных" выхре"б 15075 вых потоков при их соударении на выходе из сопла 3, и приводит к частичному воэцухонасыщению в зоне контакта.Кроме того, это приводит к нерав 5 номерному заполнению "прикорневой" области кольцевой струи инертного газа.Выполнение приведенного соотношения больше верхнего предела приводит к усилению закрученного потока и к завихрению пограничной части н 11прикорневой эоны прямоточной струи, что усиливает его периФерийную турбу я лиэацию и активизирует взаимодействие периметра кольцевой струи с окружающим воздухом в процессе ее движения, а это снижает инертный потенциал защитной струи и ее дальнобой 20 ность. П р и м е р. Расход инертного газа на защиту струи металла при разливке из ковша составляет 60 нм /ч. 28 При расстоянии между стаканом шиберного затвора и верхним торцом излож. ницы или приемной воронки 0,2 - 0,3 м скорость истечения газа из внутреннего кольцевого шелевого сопла 3 сос- Зо тавляет 50 - 70 м/с. Плошадь поперечного сечения кольцевого щелевого сопла 300 мм, а ширина 0,4 мм. Суммарная площадь поперечного сечения наружных сопл 6 равна 60 мм а их коУ 35 личество составляет от одного до .шести. 23Расход инертного газа через кольцевое щелевое сопло 3 составляет 40 м/г, а через сопла 6 - 20 м/ч.Предлагаемое устройство повышает качество металла за счет повышения надежности защиты разливаемой стали путем дополнительного снижения окислительного потенциала инертной обо,лочки, создаваемой вокруг струи металла. Кроме того, устройство улучшает качество поверхности слитка и готовой металлопродукции за счет снижения содержания кислорода и неметаллических включений в готовой стали, а также уменьшает расход легкоокисляющихся элементов и металлошихты и снижает величину головной обрези. Формула из о бр етенияУстройство для защиты струи металла инертным газом, содержащее распределительный коллектор с подводящим патрубком и внутренним кольцевым и наружными соплами для подачи инертного газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. качества металла за счет снижения его окисления, наружные сопла расположены тангенциально к внутреннему кольцевому соплу и ниже его выходного торца на расстоянии 2,0 - 6,0 его ширины, а суммарная площадь пеперечного сечения наружных сопл составляет 0,1 0,3 площади поперечного сечения внутреннего кольцевого сопла.1507523 Составитель В.ЯковлевРедактор М.Петрова Техред А Кравчу . Корректор И.Иаксимйшин м при ГКНТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Заказ 5495716 Тираж 711ВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноеэобретениям и открытиРаушская наб., д.