Способ выпуска металла из промежуточной емкости

(51)5 В 22 О 11/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ватель нститут М,Генэе в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССМ 631257, кл, В 22 О 11/00, 1977,Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при непрерывном и полунепрерывном литье заготовок, а в некоторых случаях и при литье в формы или изложницы,Известны способы разливки металлов с перемешиванием расплава в разливочной емкости, например в промежуточном ковше. Для этого создают электромагнитные поля, воздействующие на расплав, а магниты устанавливают на станках разливочной емкости. Это облегчает всплывание неметаллических частиц, но не препятствует зарастанию выпускного отверстия для выпуска металла, например, при литье сталей с высоким содержанием алюминия, что изменяет сечение отверстия, не дает возможности уменьшить его при литье слитков малых сечений.Известен также способ разливки с вращением стопора после его подъема. Вращение стопора приводит во вращение и соседние слои жидкости, что обеспечивает(54) СПОСОБ ВЫПУСКА МЕТАЛЛА ИЗ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЕМКОСТИ(57) Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при непрерывном и полунепрерывном литье. Сущность изобретения заключается в том, что, с целью предотвращения затягивания стакана в промежуточной емкости, стопору сообщают возвратно-поступательное перемещение с различными скоростями в зависимости от направления при соотношении средних величин скоростей при движении вверх и вниз равном 2,0 - 4,0. 2 ил. смыв частиц твердой фазы, однако только вблизи дна разливочной емкости. Далее, по длине разливочного канала, возможно его частичное или даже полное перекрытие за счет выделения на стенках частиц твердой фазы.йНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре- Я зультату является способ непрерывной раз- )0, ливки стали, включающий заполнение промежуточной емкости с отверстием и по аеай следующую разливку путем открывания стопора и сообщения ему возвратно- поступательного перемещения. В данном способе в процессе открывания стопора создают волну жидкого металла, которая дол- -д жна освобождать канал, смывая с его поверхности частицы.Однако эффективность способа низка, поскольку существенно изменить уровень металла в кристаллизаторе затруднительно.Кроме того, при этом нарушается стабильность процесса разливки, в частности прич 1=с 2 ц Н,гЧ 02 д с; Чг= с 50 55 литье с подачей металла под уровень слитков малых сечений происходит затягиваниестопора, что снижает производительностьпроцесса литья,Цель изобретения - повышение г)роизводительности процесса за счет предотвращения затягивания стопора путем созданияимпульсных потоков жидкого металла.Поставленная цель достигается тем, чтов способе разливки металла, при которомпроизводят заполнение промежуточной емкости с отверстием и последующую разливку осуществляют путем открывания стопораи сообщения ему возвратно-поступательного перемещения, последнее осуществляютс различными скоростями при движениистопора в зависимости от направления перемещения, При этом отношение среднихвеличин скоростей при движении вверх ивниз составляет 2,0 - 4,0.На фиг.1 изображено расположениестопора при его движении; на фиг.2 - график изменения перемещения стопора вфункции времени,Над разливочной емкостью 1 на балке 2установлен стопор 3, частично погруженный в жидкий металл 4. Через стакан 5 металл поступает под уровень в кристаллизатор 6, где формируются заготовки 7.Перемещение стопора осуществляют пневматические (или гидравлические) цилиндры8.Приведем пооперационное описаниеспособа.Первая операция заключается в том, чтоемкость 1 нагревают, например, горелками.На балке 2 установлен стопор 3 (или несколько стопоров), который также нагревают, При литье стали температура нагревадолжна составить 900-1200 С.После этого приступают к второй операции. В разливочную емкость при закрытыхстопорами отверстиях в днище заливаютжидкий металл 4 до достижения заданногоуровня, например, при непрерывном литьестали 300 - 600 мм,Третья операция состоит в том, что, поднимая стопор 3, открывают отверстие в дне емкости 1 и металл 4 через отверстие в дне емкости и стакан 5 поступает в кристаллизатор 6, где формируется слиток 7, который перемещают, извлекая из кристаллизатора,Периодически осуществляют четвертую операцию, Производят подъем стопора 3 с балкой 2 приводом от пневматических цилиндров 8. После подъема стопора 3 с помощью цилиндров 8 осуществляют его периодическое возвратно-поступательное движение его вдоль своей оси, При этом 5 10 15 20 25 30 35 40 45 стопор не перекрывает отверстие в днище емкости 1, так как не достигает поверхности А (фиг.1), а только создает импульсный поток жидкого металла через канал стакана 5 в кристаллизатор 6,Обычно скорость истечения металла из отверстия где с - коэффициент, зависящий от формы отверстия;д - ускорение силы тяжести;Н - высота уровня жидкого металла относительно отверстия. При движении стопора вниз со скоростью Ч 0 такую же скорость приобретет расположенный перед стопором слой жидкого металла, Он приобретает дополнительный импульс, эквивалентный действию слоя металла высотой т.е, теперь скорость истечения Ус=с С( ) =с )29 ННо,2 д Если Н=0,4 м, Ч,=З м/с, то при 9=9,8 м/сг Чг 5,35 12Ч 1 4,44Поскольку динамическое действие струипропорционально квадрату скорости, то вмомент импульса оно возрастает в 1,44 раза.Вверх стопор 3 поднимают плавно сменьшей скоростью, поскольку при этомвоздействие стопора на жидкую ванну 4(пропорциональное Чо ) не требуется, Пригдвижении вниз перемещение х (см;фиг,2)сначала резко возрастает на участке ОВ,затем на участке ВС происходит движениес постоянной скоростью Ч 0, а на СО - ре-верс, быстрое уменьшение скорости до Чз(это угол наклона к оси т отрезка СО) и возвращение стопора в исходное положение (вточке О,фиг,2). Если средняя скорость наОВС близка к 0,5 Ч 0,.а на СО - к Чз, тодостаточно принять Чз 2 4 4 8 При05 Ч 0 Ч 0этом динамическое действие стопора приего движении вверх уменьшиться в 16 - 64раза,1726112 50 55 Уменьшение Чз менее нижнего преде 1ла, равного 4 (0,5 Ч 0), излишне увеличит время цикла, что может снизить эффективностьпроцесса (отдалит возможность осуществления последующего цикла), Увеличение Чзболее верхнего предела создаст воздействие на жидкую фазу 4 при движении стопора3 вверх, турбулентные потоки вблизи отверстия в емкости 1, что замедлит расход металла, подающего в стакан 5 икристаллиэатор 6. Это доказывает оптимальность предлагаемого интервала.Четвертую операцию чаще осуществляют при уменьшении расхода металла, что 15фиксируется известными датчиками уровняметалла в кристаллизаторе или массы в емкости 1.Последняя пятая операция после разливки металла состоит в ремонте и очистке 20разливочной емкости 1,П р и м е р. Осуществляют разливку двухквадратных стальных слитков сечением370 х 370 мм в процессе полунепрерывного,литья. Разливочное устройство является 25промежуточным и рассчитано на массу 3 тжидкой стали при ее уровне в устройстве1 - 0,4 м.Диаметр отверстия в разливочной емкости и стакане 5 22 мм. Скорость течения 30стали 2,4 /с, Известно, что при малом диаметре отверстия форма струи более устойчива и компактна, чем при литье черезувеличенное отверстие с торможением, В тоже время во избежание зарастания канала 35после открытия стопора его поднимали (отповерхности А, фиг.1) на 100 - 150 мм и осуществляя разливку. Каждые 30 - 60 с осуществляют с помощью цилиндров 8 движениевниз на 80 - 120 мм со скоростью Ч 0=3 - 4 м/с. 40При этом скорость достигают за время, равное =0,5 с,так,еслиЧ =4 м/с путь 2 2Ч 0 г 4 08545=0,1 м, а ускорение о= - =80 м/с . Средняя скорость при движении вниз на длине 0,1 м составляет 0,5 Ч 0=2 м/с, а при движении вверх - Ч= - м/с=0,67 м/с, Полное время2цикла 0,5 - 1,0 с. При этом к концу разливки и при уменьшении уровня стали в разливочной емкости можно увеличить частоту качания стопора, регулируя в некоторой степени расход металла за счет качания стопора.Можно использовать не пневматические, а гидравлические цилиндры 8, либо магнитострикционные и иные устройства. Существенным отличием от известных способов с периодическим перемещением стопора до его упора в дно емкости 1 (т,е. периодическим открыванием - закрыванием выпускного отверстия) является то, что стопор не доводят до соприкосновения с поверхностью А (фиг,1), Известный способ позволяет удалить только частицы твердой фазы в плоскости А и вблизи ее, а предлагаемый способ дает возможность осуществить это без удара стопора о поверхность А, что способствует разрушению стопора, создавать периодические потоки расплава (волны), способствующие смыву частиц твердой фазы вдоль всего канала в емкости 1 и в стакане 5,Формула изобретения Способ выпуска металла из промежуточной емкости, включающий сообщение стопору возвратно-поступательного перемещения после заполнения промежуточной емкости металлов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет предотвращения затягивания стопора путем создания импульсных потоков жидкого металла, возвратно-поступательное перемещение стопора осуществляют с различной скоростью в зависимости от направления перемещения, при этом соотношение средних значений скоростей при движении вверх и вниз устанавливают в пределах 2,0 - 4,0,,Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко едак Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1229 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5