УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА ОТ ВТОРИЧНОГО ОКИСЛЕНИЯ НА ВЫХОДЕ ИЗ ШИБЕРНОГО ЗАТВОРА Российский патент 1995 года по МПК B22D41/08 

Изобретение относится к области тяжелого машиностроения и касается металлургической промышленности, в частности конструкции устройств для защиты металла от вторичного окисления.

Известны устройства для защиты металла от вторичного окисления на выходе из шиберного затвора, содержащие трубу, установленную с возможностью взаимодействия со стаканом-коллектором затвора посредством механизма подачи инертного газа в зазор между трубой и стаканом-коллектором с целью исключения вторичного окисления жидкого металла [1]
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, значительные энергетические затраты, связанные с использованием и подачей инертного газа.

Известно также устройство для защиты металла от вторичного окисления на выходе из шиберного затвора, содержащее трубу, установленную с возможностью контакта своей внутренней конической поверхностью с низким стаканом шиберного затвора [2]
К недостатку известного технического решения, принятого за прототип, относится невысокая степень защиты металла от вторичного окисления, обусловленная неэффективностью уплотнения стыка "труба стакан".

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности защиты металла от вторичного окисления. Технический результат, достигаемый при решении данной задачи, заключается в сокращении огнеупорного материала и повышении герметичности стыка "труба стакан".

Для достижения технического результата в известном устройстве для защиты металла от вторичного окисления на выходе из шиберного затвора, содержащем трубу, установленную с возможностью взаимодействия своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью стакана шиберного затвора, участок трубы выполнен по форме расширяющегося к верху конуса, а стакан снизу выполнен с конической наружной поверхностью, сопряженной с внутренней поверхностью верхнего участка трубы, при этом ширина В конической наружной поверхности нижнего стакана определяется из соотношения 2,5˙D≥B ≥0,15˙D, где D диаметр канала стакана для жидкого металла.

На чертеже изображен продольный разрез устройства для защиты металла от вторичного окисления на выходе из шиберного затвора.

Устройство для защиты жидкого металла от вторичного окисления устанавливается на выходе шиберного затвора, имеющего огнеупорный стакан, и предназначено для исключения проникновения воздуха в канал для жидкого металла при его переливании и сохранении тем самым полученных в результате плавки свойств металла.

Устройство содержит огнеупорную трубу 1, верхний участок которой выполнен по форме конуса 2, расширяющегося к верху конуса. Труба установлена относительно неподвижной части с возможностью контакта (прижатия) внутренней поверхностью 3 со стаканом 4 шиберного затвора. Прижатие трубы 1 к стакану 4 осуществляется как механически посредством регулируемой по высоте стопки с захватом для трубы, так и вручную посредством этого же захвата (на чертеже не показано).

На верхнем участке конуса 2 может быть выполнена цилиндрическая поверхность 5, переходящая в наружную поверхность конуса 2.

Стакан 4 снизу имеет коническую поверхность 6, сопряженную с внутренней поверхностью конуса 2 трубы, при этом ширина В поверхности 6 определяется из соотношения: 0,15˙D≅B≅ 2,5˙D, где D диаметр канала для жидкого металла.

В одном из вариантов выполнения устройства стакан выполнен с металлическим кожухом 7, охватывающим снаружи нижнюю его часть, что обеспечивает с одной стороны повышенную прочность последнего, а с другой стороны повышает герметичность стыка "труба стакан". В другом варианте внутренняя поверхность конуса 2, сопряженная с конической поверхностью 6, снабжена металлическим кожухом, прикрепленным к этой поверхности.

Пределы выполнения ширины В конической поверхности обусловлены прежде всего необходимостью предотвращения засасывания воздуха через стык "труба стакан" при движении по каналу жидкого металла, т.е. исключения проявления эффекта эжекции.

Верхний предел ширины В определяется из условия достаточности общей площади поверхности 6, сопряженной с поверхностью конуса 2, для исключения проникновения путем засасывания воздуха внутрь канала при движении жидкого металла. Дальнейшее увеличение ширины не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на герметизацию стыка, а приводит к увеличению размеров и веса устройства.

Нижний предел ширины В определяется из условия обеспечения допустимой герметичности выполнения стыка "труба стакан", ниже величины В 0,15˙D нарушается плоскостное контактирование трубы и стакана и за счет эжекции, возникающей при движении жидкого металла, воздух засасывается внутрь канала и как следствие происходит вторичное окисление металла.

Устройство для защиты жидкого металла от вторичного окисления работает следующим образом.

Перед осуществлением разливки жидкого металла устанавливают трубу 1 с возможностью прижатия ее к стакану 6 и обеспечения сопряжения конической поверхности 6 с внутренней поверхностью конуса 2. Нижний конец трубы размещен в емкости для приема жидкого металла и погружен в него.

После открытия шиберного затвора жидкий металл движется по каналу в стакане 4, а затем по трубе 1. Благодаря плотному прижатию и сопряжению по плоскости конуса 2 трубы 1 и стакана 4 обеспечивается герметизация стыка и исключение проникновения воздуха внутрь трубы и тем самым вторичное окисление металла.

Применение изобретения позволяет повысить надежность защиты металла от вторичного окисления при одновременном уменьшении огнеупорного материала, применяемого при изготовлении устройства.

Изобретение относится к области тяжелого машиностроения и касается металлургической промышленности, в частности устройств для защиты жидкого металла от вторичного окисления. Особенностью конструктивного выполнения устройства является наличие стакана с конической поверхностью, сопряженной с поверхностью конуса, при этом ширина конической поверхности определяется из соотношения: 0,15·D≅B≅D·2,5 где D диаметр канала для жидкого металла, выполненного в стакане. 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА ОТ ВТОРИЧНОГО ОКИСЛЕНИЯ НА ВЫХОДЕ ИЗ ШИБЕРНОГО ЗАТВОРА, содержащее огнеупорную трубу, установленную с возможностью взаимодействия своей внутренней поверхностью со стаканом шиберного затвора, отличающееся тем, что верхний участок трубы выполнен в виде конуса, а стакан снизу с конической наружной поверхностью, сопряженной с внутренней поверхностью конуса трубы, при этом ширина B конической наружной поверхности определяется из соотношения
2,5 D ≥ B ≥ 0,15 D,
где D диаметр канала для жидкого металла стакана. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стакан шиберного затвора выполнен с металлическим кожухом, охватывающим нижнюю часть стакана.