Устройство для подачи жидкого металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 22 0 11/1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕК ПАТЕНТУ ЗОБРЕТЕНИЯ 2 скиик Л би- чиий,.Сельс ческик комбк 339), - М.: 1989; ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОГО . я подачи жидкого металиберный затвор (ШЗ) и его нижней плите огнет) с пористой вставкой. закрепленныйупорный стака ед Изобретение относится к области метал- . ществляется в условиях нейтральной клй ф лургкк, преимущественно к непрерывной восстановительной атмосферы. ОО разливке стали и может быть использовано Этого эффекта можно достигнуть подляразливккметаллавизложницы, средством придания пористой вставки оп- ъИсследованиями установлено; что для ределеннойформы и размеров, при которых повышения качествалитых.заготовокнеобхо- поперечное сечение вставки выполняют димообеспечктьэффективноеперемешивание меньшим, чем аналогичное сечение отвер-.металла не только внутри сталеразливочного . стия нижней плиты шкберного затвора. Это стакана, но и в изложнице или кристаилиза-. приводит в условиях разливки под уровень торе. В случае разливки в изложницы пода- металла в кристаллизаторе х вознккновеваемый для продувки инертный газ нкю кавктации струи в пределах канала попадает вместе с металлом в изложницу. В вставки. Направляемый в данный район процессе наполнения изложницы металлом инертный газ захватывается вкхреобразной происходит выделение из него инертного струей, что позволяет внедриться газу вмегаза в виде пузырей, что позволяет очищать талла.к эффективно его перемешивать,металл от неметаллических включений квредных газов, получить слиток с более равномерной структурой, Кроме этого процесс скристаллизации металла в изложницы осу- н Предлагаемое техническое решение не ледует явным образом кэ известного уровя техники, т.к. из него не выявляется вли(2 1) 5029622/02(ПВ), каналами в верхней части для подачи инертного газа (И Г) предусмотрены следующие конструктивные особенности: ПВ выполнена с наружнойконической поверхностью с сужением к выходу кз Ст при отношении внутреннего диаметра ПВ к огнеупорной плите, равном 0,3-0,98, каналы для подачи ИГ в стакан выполнены равномерно по периметру верхней частк Ст в нижней плите ШЗ выполнена кольцевая проточка для распределения ИГ по каналам Ст, прк этом продольные оск каналов для подачи ИГ в Ст расположены на расстоянии от нижнего торца нижней плиты затвора равном 0,12- 0,30 длины ПВ, на наружной и внутренней поверхностях Ст выполнены кольцевые проточки дня более равномерного распределения ИГ по каналам Ст и выхода кз него в ПВ, 1 з.п, ф-лы, 1 кл.яние существенных отличий на достижение нового технического результата,Эффективное перемешивание металла инертным газом и внедрение его в струю достигается благодаря тому, что в устройстве для подачи жидкого металла, содержащем шиберный затвор и закрепленный на его нижней плите огнеупорный стакан с пористой вставкой, а также выполненными каналами в верхней части стакана для подачи газа, предусмотрены следующие конструктивные особенности (детали);а) пористая вставка выполнена с наружной конической поверхностью с сужением к выходу из стакана при соотношении внутреннего диаметра вставки и огнеупорной плиты равном 0,3 - 0,98, каналы для подачи газа в стакан выполнены равномерно по периметру верхней части стакана;б) в нижней плите шиберного затвора выполнена кольцевая проточкадля распределения газа по каналам стакана, при этом продольные оси каналов для подачи газа в стакан расположены на расстоянии от нижнего торца нижней плиты затвора равном 0,12 - 0,30 длины пористой. вставки;в) на наружной и внутренней поверхности стакана выполнены кольцевые проточки для более равномерного распределения газа по каналам стакана и выхода из него в пористую вставку.Улучшение качества литых заготовок и слитков происходит потому, что в процессе разливки, вследствие перемешивания инертным газом струи металла в стакане, а затем и в изложнице удаляются всплывающие неметаллические включения и вредные газы, более равномерно распределяются химические элементы по высоте и сечению отливаемого слитка. При этом увлекаемый струей металла инертный газ, попадая в изложницу или кристаллизатор по мере ее наполнения, . создает внутри изложницы нейтральную или восстановительную атмосферу, что предотвращает вторичное окисление стали, Это обеспечивает снижение образования плен, трещин и рванин на поверхности и внутри слитков и готовом прокате.Диапазон соотношения внутреннего диаметра пористой вставки и огнеупорной плиты, в районе которого происходит обработка струи металла инертным газом, в пределах 0,3-0,98, обусловлен гидравлическими условиями истечения жидкого металла в полость, заполненную тем же жидким металлом при избыточном давлении, При соотношении внутренних диаметров менее 0,3 не происходит интенсивного перемешивания металла аргоном, который не увлекается в центр струи и, по-видимому, не попадает в изложницу,Наблюдение за состоянием уровня металлав изложнице показало, что на его поверхности отсутствует выделение газовых пузырей,Анализ проб, отобранных из изложницы по 5 казал, что содержание кислорода в пространстве над уровнем металла не снижается. Вто же время увеличение соотношения диа-.метров более 0,98 приводит к значительному снижению скорости разливки, что"0 приводит к уменьшению производительности разливочного пролета.Диапазон расположения продольныхосей каналов стакана на расстоянии от нижнего торца нижней стальной плиты. шибер 15 ного затвора в пределах 0,12-0,30 длиныпористой вставки объясняется расчетнымиразмерами полости внутри вставки, в которой возникает кавитация, вихреобразование струи, и в которую следует подавать20 инертный газ, При уменьшении указанногопредела менее 0,12 эффективность перемешивания снижается, т,к, поток инертного газанаправлен в верхнюю часть полосы вихреобразования, кавитации. П ри увеличении данно 25 го предела более 0,30 эфФект перемешиваниятакже уменьшается из-за того, что поток инертного газа направлен в нижнюю часть полостивихреобразования. Наблюдения за состоянием поверхности зеркала металла в изложни 30 це в процессе повышения его уровняпоказало, что продувка аргоном в предлагаемых пределах обеспечивает "кипение" металла в изложнице с вытекающими отсюдапоследствиями для улучшения качества ме 35 талла описанного выше,На чертеже изображен общий вид предложенного устройства.Предлагаемое устройство состоит из неподвижной 1 и подвижной 2 огнеупорных40 плит, стакана-коллектора 3, примыкающегок нижней стальной плите 4,.на внутреннейповерхности которой выполнена кольцеваяпрофильная канавка (проточка) 5, образующая совместно с наружной поверхностью45 верхней части стакана-коллектора кольцевую распределительную камеру 6. В верхней части стакана-коллектора выполненыравномерно по периметру каналы 7 дляподачи газа и центральное отверстие для50 установки в него пористой вставки 8.Устройство работает следующим образом.П р и м е р. В процессе разливки металлаиз сталеразливочного ковша вытекает струя55 жидкой стали в изложницу или кристаллизатор через отверстия неподвижной 1 и подвижной 2 огнеупорных плит, пористойвставки 8 и стакана-коллектора 3.Диаметр пористой вставки составляет40 мм, диаметр отверстия нижней огнеупор1817732 Формула изобретения .1, Устройство для подачи жидкого ме талла, содержащее шиберный затвори закрепленный на его нижней плите огнеупорный стакан с пористой вставкрй, в верхней части которого выполнены каналы для подачи газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вставка 20 выполнена с наружной конической поверхностью с сужением к выходу из стакана при соотношении внутреннего диаметра вставки и нижней плиты 0,3-0,98, каналы для подачи газа в стакан выполнены равномерно по 25 его периметру, а в нижней плите выполненакольцевая проточка для распределения газа по каналам стакана, при этом продольные оси каналов для подачи газа в стакан расположены на расстоянии от нижнего торца 30 нижней плиты 0,12-0,30 длины пористойвставки.2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю щеес я тем, что на наружной и внутренней поверхности стакана выполнены кольцевые 35 проточки. 14 мм: 70 мм = 0 2,ной плиты составляет 60 мм. Соотношение диаметров отверстий составляет 0,66.Подаваемый через кольцевую распределительную камеру 6 инертный газ - аргон с расходом 60 - 80 м /ч придавлении 0,3 - 0,5 МПэ направляется по каналам 7, расположенным на расстоянии 0,2 (14 мм: 70 мм+ +0,2) длины пористой вставки и внедряется в струю жидкой стали в канале стакана-кол. лектора. где 14 мм - расстояние от нижнего торца нижней плиты шиберного затвора до продольной оси канала стакана-коллектора;70 мм - высота пористой вставки.Поскольку подача аргона производится в район вихреобразования потока струи металла в стакане, газ увлекаемый им внедряется в струю и перемешивается со сталью, и попадал в изложницу или кристаллизатор продолжает там эффективно перемешиваться за счет выделения аргона из металла ввиде пузырей.При такой организации разливки выделяющиеся пузыри аргона вытесняют атмосферный воздух во время наполнения изложницы металлом, о чем свидетельствует содержание кислорода (0,3-0,2 ) в пробе газа, отобранного внутри изложницы.Применение предложенного устройства позволило по сравнению с устройством - прототипом в 2-3 раза снизить загрязненность заготовок групповыми включениями оксидов, располагающихся вблизи поверхности заготовок (нэ расстоянии 25-30 мм).5 Уменьшение образования грубых неметаллицеских включений около поверхности заготовок привело к улучшению качества поверхности слитков и заготовок, что обеспечивает в 1,5 раза снижение отбраковки 10 заготовок по трещинам и в 2 раза по пленами рванинам,.Моргентал орректор М. Т Редактор анов ьский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин зводственно-и каз 1735 ВНИИПИ Тиражрственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская одписное и открытиям при ГКНТ СССРб 4/5