Металлопровод

ОП КСАН И Й ,9 Союз Советскик Социапистнческир Респуб АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(61) Дополнительно (22) Заявлено 10. 1 т. саид-ву йф 737 3)М. Кл. В 22 О 11/ 2993540/ и исоеиннеинем эа ФЬвударсткнный кфмв СССР3) Приоритет 05,8 Бюллетень,Рй 1.9 вв двлам изобретен и открытий убликоваи(72) Авторы иэобретеии олодовников и Б) Заявитель( 54 ) МЕТАЛЛО Изобр тносится к металлуриспользовано в устплексной обработке также в различных меняемых при непреры ли, металлов и спладля непрерывной дев процессе поточной,ние невоэм разлив гии и может .ройствах пр жидкой стал ыт иизобретения - обеспеой дегаэации металларазливки. ие не роцес к Цел рерыв е его устроиствах, пр ной разливке ст вов, в частност аэации металаэливки. По основному авт, св. Ю 737107 известен металлопровод, состоящий из полой тепловой трубы, в центральном канале которой неподвижно установлена огнеупорная трубка, а на концы надеты сменные огнеупорные втулки, изготовленные из нитрида бора, связанного окисью кремния, а с наружной стороны ее между втулками нанесен теплоизолирующий огнеупорный слой 1 .Недостатком известного металло- провода является то, что в раэливаемом через него металле содержится по" вывенное количество газов, вследствие жности удаления их во врем Указанная цель достигается тем, что металлопровод, содержащий полую тепловую трубу, надетые на конце тепловой трубы сменные огнеупорные втулки, в центральном канале тепловой трубы установлена огнеупорная трубка, огнеупорная трубка и сменные огнеупорные втулки выполнены иэ нитрида бора, связанного окисью кремния, наружная часть тепловой трубы, находящаяся между огнеупорными втулками, покрыта- слоем огнеупорного материала, огнеупорная трубка выполнена пористой, причем на втулках и огнеупорной трубке по всей их длине со стороны тепловой трубы выполнены пазы, соединенные торцовой полостью, а каждая втул ка снабжена кольцевым коллектором с3 92931 патрубками, соединенными с дегазирующей системой,На фиг, 1 изображен металлопровод, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.5Иеталлопровод состоит из металлического корпуса тепловой трубы 1, выполненного в виде двух металлических цилиндров разных диаметров, раз.мещенных коаксиально с герметичными торцами. При этом полость между указанными металлическими цилиндрами соответствующим образом обработана и заполнена теплоносителем (не показан), а для диффузии конденсата на внутренней стенке тепловой трубы расположена диффузионная сетка 2. В центральном канале тепловой трубы установлена пористая огнеупорная трубка 3, выполненная из нитрида бора, связанного окисью кремния. Торцы тепловой трубы 1 закрыты огнеупорными втулками 4, выполненными из сплошного (плотного) нитрида бора, связанного окисью кремния. Втулки 4 предназначены, с одной стороны, для защиты от воздействия жидкого металла корпуса тепловой трубы в местах ввода в футеровку емкости для отбора металла и ввода металла в форму или кристаллизатор а с другой стороны, для отвода газов, извлекаемых из жидкого металла, протекающего по огнеупорной трубке 3. Средняя часть внешней поверхности тепловой трубы, заключенная между втулками 4, покрыта теплоизолирующим слоем 5 из обычных огнеупорных материалов в зависимости от предстоящих условий работы трубы, в отдельных случаях и иэ нитрида бора, связанного окисью кремния, На внешней поверхности огнеупорной трубки 3 на всю ее длину выполнены продольные пазы 6 с глубиной 0,2-0,3 от толщины стенки трубки и шириной 1,0- 1,2 от толщины стенки трубки 3, При этом шаг пазов составляет 1,0-1,5 от толщины стенки трубки 3. На внутренних поверхностях втулок 4 также выполнены пазй 7 с параметрами, аналогичными указанным выше - глубина 0,2-0,3, а ширина 1,0- 1,2 от толщины стенки втулки 4. На внутренних торцах втулок 4 также выполнены торцовые полости 8 глубиной 0,3-0,6 толщины стенки втулки 4, соединяющие продольные пазы 6 с пазами 7, а на противоположных концах каждой втул 152025 зо3550 4 4ки 4 на их внутренней поверхностивыполнены кольцевые каналы 9 глубинойи шириной 0,3-0,6 от толщины стенкивтулки 4. При этом иэ каналов 9 выведены по крайней мере по два отверстия 10 наружу втулок 4,Глубина пазов меньше нижнего предела (менее 0,2 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) приводитк большому гидравлическому сопротивлению для движения откачиваемых газови снижению эффекта дегазации металла.Глубина пазов больше верхнего предела (более 0,3 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) снижаетпрочность трубы и увеличивает частоту ее сменыШирина пазов меньше нижнего предела (менее 1,0 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) снижаетэффект дегазации.Ширина пазов больше. верхнего предела (более 1,2 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) снижаетэффект работы тепловой трубы и искажает ее геометрические размеры.Глубина торцовой полости и кольцевого канала меньше нижнего предела(менее 0,3 толщины стенки втулки)приводит к уменьшению эффекта дегазации из-эа повышенного гидра влического сопротивления для отсасываемых газов.Глубина торцовой полости и коль -цевого канала больше верхнего предела(более 0,6 толщины стенки втулки)приводит к ослаблению прочности втулки,Ширина кольцевого канала меньшенижнего предела (менее 0,3 толщиныстенки втулки) повышает гидравлическое сопротивление и снижает эффектдегазации.Ширина кольцевого канала большеверхнего предела (более 0,6 толщиныстенки втулки) понижает прочностьконцевой части втулки.Шаг пазов меньше нижнего предела (менее 1,0 толщины стенки струбки снижает эффект дегазации стали).Шаг пазов больше верхнего предела (более 1,5 толщины стенки трубы) приводит к снижению ее прочности .Втулки 4 с внешней стороны охвачены полными металлическими хомутами 11, в полость которых выходят отверстия 10 каналов 9. Хомуты 11 гер5 92931Фметицно присоединяются к поверхности втулок 4 с помощью уплотнителей12. Для подключения дегазационнойсистемы в хомутах 11 выполнены патрубки 13. Таким образом, в предлагаемом металлопроводе подготовлен путьдля прохода газа - пористая огнеупорная трубка 3, пазы 6, торцовые полости 8, пазы 7, кольцевые каналы 9,отверстия 10, полость хомутов 11 и 1 Опатрубки 13.Работает металлопровод следующимобразом.Один из концов металлопровода огнеупорной втулки 4 вводится в емкость, из которой следует транспортировать жидкий металл, а другой конец металлопровода вводится в емкость (форму, кристаллизатор и пр,),При необходимости осуществляется уплотнение в местах ввода концов металлопровода.При обыцнон разогреве разливоч.ного устройства, в котором закрепляется на длину втулки 4 один конец Вметаллопровода, тепловая труба 1 принеобходимой температуре нагревателя,например пламени горелки, начинаетдействовать,Процесс транспортировки металла зопо металлопроводу осуществляетсяобычными средствами - эа счет гравитационных сил, подъема вакуумом,сил давления, электромагнитных сили др. 35После того, как тепловая труба 1 с диффузионной сеткой 2 запущена и огнеупорная трубка 3, изготовленная из пористого нитрида бора, связанного окисью кремния,разогрета, через патрубки 13 подключают ее к дегазирующей системе (вакуумной системе). К этому времени тепловой режим металлопровода стабилизируется благодаря теплоизоляции 5.Разливаемый металл, идущий по пористой огнеупорной трубке 3 под воздействием разрежения, равном 5-20 мм ртутного столба, созданного в пазах50 6, подвергается вакуумной обработке: газы проходят через пористую стенку трубки 3, эвакуируется из металлопро-, вода по пазам 6, 7, полости 8, кольцевыми каналам 9, через отверстие 10 и полость хомута 11. При этом хомут55 11 уплотнен уплотнителем 12.Необходимо отметить, что специфика функционирования тепловой трубы 1 6обеспечивает нормальную работу металлопровода ь условиях дегазации, для этого необходимо температуру подаваемого металла в разливочном ковше держать выше на 20-25 С обычной температуры.Применяют следующие теплоносители (рабоцие жидкости): для разливки высокоуглеродистых сталей, в том числе чугуна, - литий (интервал рабочих температур 1150-1600 ОС); для разливки ниэкоуглеродистых сталей - барий (интервал рабочих температур 1450- 1900 С); для разливки цветных металлов и их сплавов применяют цезий или калий (интервал рабочих температур их близок друг к другу и находится в пределах 600- 1100 С).Материал для корпуса тепловой трубы и материал для диффузии конденсата выбирается в соответствии с примененным теплоносителем (рабочей жидкостью),Работа предлагаемого металлопровода может быть продемонстрирована на конкретном примере следующим образом.При непрерывной отливке биметаллических листовых заготовок сечением 180 х 800 мм из двух сталей: в центре заготовки сталь марки Ст. 3, а в наружных слоях - сталь марки Х 18 Н 10 Т. Сталь подают в кристаллизатор изотдельных раэливоцных устройств. При этом одно из них отстоит от кристаллизатора сравнительно на большом расстоянии, равном 3,0-3,5 м, На этом участке установлен металлопровод, один конец которого вмонтирован в разливочное устройство, другой - выведен в кристаллизатор. Температура разливаемого металла дпя внутреннего слоя (сталь марки ст.3) равна 1590 С, температура металла (сталь марки Х 18 Н 10 Т) для внешнего слоя и подава" емого с помощью тепловой трубы равна 1580 С. После запуска с помощью газовой горелки тепловой трубы 1 (которой разогревалось и разливочное устройство), а следовательно, и разогрева пористой огнеупорной трубки 3 начинается разливка металла с одновременным включением вакуума через патрубки 13. К этому времени в кристаллизатор уже подается слиток для Центрального слоя, отливаемый в другом, верхнем кристаллизаторе. Таким образом, иэ метаплопровода поступает дегазированный металл, которым зали929314 Формула изобретения 7аают кругом центральный слиток, создавая внешний слой готовой биметалпической заготовки. Величина разрежения, создаваемого вакуумной системой составляет 5-15 мм ртутного столба. 3 Скорость вытягивания биметаллической непрерывной заготовки составляет 0,50-0,55 м/мин, при этом расход металла, проходящего пад воздействием гравитационных сил через металлопро вод в два раза больше, чем расход металла для центрального слоя потому, что во столько же. раэ больше металла во внешних слоях готовой биметаллической заготовки. Завершается разлив ка отключением вакуума и остановкой вытягивания заготовки. К этому времени верхний слиток, образующий центральный слой заготовки, уже вышел из своего кристаллиэатора, 20Целесообразно после разливки металла с вакуумированием двух-трех плавок продувать металиопровод инертным газов через патрубки 13 с целью очищения огнеупорной трубки от эа грязнений, что обеспечит более эффективную последующую дегазацию металла с лучшим удалением неметаллических включений.Реализация предлагаемого иэобре- зв тения наряду с высокой стабильностью поддержания температуры металла на выходе иэ металлопровода, исключением необходимости подвода энергии, исключением необходимости в охладителе, высокой термической и механической стойкостью огнеупорной трубки и втул. 8ки, большой протяженностью металло 1 провода, не влияющей на ее работоспособность, обеспечивает непрерывную дегаэацию металла в потоке при длительной непрерывной разливке стали и сплавов по методу "плавка на плавку", при этом резко сокращается содержание газов. и неметаллических включений в разливаемом металле.Ожидаемый эуономический эффект от использования предлагаемого металло- провода обеспечивается за счет снижения брака готовой продукции.Брак из-за несвариваемости внутреннего и внешнего слоев биметаллической заготовки снижается с 103 до 2 Ф,Металлопройод по авт, св.У 737107,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью обеспечения непрерывной дегазации.металла в процессе его разливки, огнеупорная трубка выполнена пористой, причем на втулках и огнеупорной трубке по всей их длине со стороны тепловой трубы выполнены пазы,соединенные торцовой полостью, а каждая втулка снабжена кольцевым коллектором с патрубками, соединенными сдегазирующей системой.Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРйф 737107, кл, В 22 О 11/10, 1978.Составитель Г. БорисовРедактор С, Патрушева Техред М. РейвесЮЮЮи Е ЕМЕрректор М. Юарош каз 3367/ Тираж 853 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушПодп комитета С открытий кая наб., ное юта ифилиал ППП "Пате Проектная, 4 т"г. У род