УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ Российский патент 1996 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, при продувке металла в промежуточном ковше инертным газом при непрерывной разливке металла.

Известно устройство для продувки металла в промежуточном ковше через пористые элементы, содержащее разливочную воронку, стопора и крышку с установленными в ней футерованными огнеупорными трубками (а.с. СССР N 619284).

Известна конструкция цельнопрессованного стопора из шамотографита, выполненного в виде трубы с заглушкой, позволяющая подавать в струю металла предварительно нагретый инертный газ (Лейтес А.В. "Защита стали в процессе непрерывной разливки, Москва, "Металлургия", 1984 г. с.16).

Недостатками известных устройств является низкая интенсивность продувки, определяемая газопроницаемостью пористых вставок, и низкая степень очистки расплава от неметаллических включений и его дегазации. Наиболее существенным недостатком является то, что инертный газ подается "холодным" и эффективность его взаимодействия с металлом довольно низкая, поэтому в большинстве случаев используют дополнительные нагревательные устройства.

Наиболее близким по конструктивным признакам к заявляемому объекту является стопор промежуточного ковша, состоящий из полого металлического стержня, нижняя часть которого защищена системой огнеупорных колец, образующих кожух, и системы подачи воздуха (разработка НИИТяжМаш, УралНИИЧМ, чертеж N 5633, 85, 60).

Недостатками данного стопора являются его низкая стойкость и невозможность подачи через него инертного газа.

Технический результат, достигаемый предлагаемым устройством, расширение функциональных возможностей стопора, в частности осуществление подачи инертного газа в струю металла через него, а также интенсификация процесса дегазации и очистки расплава от неметаллических включений и уменьшение степени остывания металла при сохранении срока службы стопора.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для продувки металла, содержащем полный металлический стержень, нижняя часть которого защищена системой огнеупорных колец, образующих кожух, в отличие от прототипа соосно с зазором внутри стержня установлена многоканальная трубы, центральный канал которой выполнен длиннее периферийных, причем один конец центрального канала выведен наружу через систему огнеупорных колец, а другой выведен в пробку, установленную в верхней части металлического стержня, и соединен с отверстием в пробке для подачи инертного газа, кроме того, в пробке выполнены отверстия для отвода отработанных газов, а в верхней незащищенной части стержня выполнено отверстие для подачи охлаждающего воздуха.

Применение предлагаемого устройства позволит осуществить подачу инертного газа в жидкий металл через стопор промежуточного ковша, изменяя его конструкцию в незначительной степени и с небольшими затратами. Подача инертного газа через стопор позволит вместе с увеличением качества металла за счет дегазации и удаления неметаллических включений экономить погружные стаканы при разливке стали, особенно при разливке сталей с высоким содержанием кислоторастворимого алюминия.

Данное решение соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. оно явным образом не следует из существующего уровня техники.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг.2 разрез А А на фиг.1.

Устройство состоит из полого металлического стержня 1, выполненного из двух частей, причем нижняя часть (погружаемая в металл) снабжена резьбой. Погружаемая в металл часть стержня 1 защищена от жидкого металла системой огнеупорных колец 2, одно из которых навинчивается на нижнюю часть стержня 1, остальные надеваются на него с зазором, а последние прижимаются гайкой 3, образуя кожух.

В полость стержня 1 помещается многоканальная труба 4 с зазором, образуя полость 5. Многоканальная труба 4 изготовлена таким образом, что ее центральный канал 6, длиннее периферийных каналов 7 и выступает из многоканальной трубы 4 с двух сторон. Нижний конец центрального канала 6 проходит через металлический стержень 1 и через нижнее огнеупорное кольцо 2 кожуха.

Верхняя часть канала 6 соединена с системой подачи инертного газа 8.

Система подачи охлаждающего воздуха соединена через отверстие 9 в металлическом стержне 1 с полостью 5 в верхней части устройства. Многоканальная труба 4 расположена соосно в стержне 1 и зафиксирована в нем в верхней части пробкой 10 с отверстиями 11 для отвода отработанных газов и отверстием 12 для подачи в центральный канал 6 многоканальной трубы 4 инертного газа.

Устройство работает следующим образом. Во время подачи жидкого металла из промежуточного ковша в кристаллизатор нижняя часть заявляемого устройства погружается в металл. Одновременно по центральному каналу 6 многоканальной трубы 4 из системы подачи инертного газа 8 последний подается в металл, находящийся в ковше. В то же время в полость 5 через отверстие 9 подается холодный воздух. Он, двигаясь от верхней части стержня 1 к нижней, отбирает тепло от стенок стержня 1, нагревается и приобретает температуру горячего пара.

Обратный путь воздуха идет по периферийным каналам 7. За счет теплообмена нагретый воздух через стенку внутреннего канала 6 нагревает инертный газ, который подается в жидкий металл. По мере движения воздуха по периферийным каналам он остывает и выбрасывается в атмосферу через отверстие 11 в пробке 10.

Использование: изобретение относится к металлургии и может использоваться при продувке металла в ковше инертным газом при непрерывной разливке металла. Сущность: устройство состоит из полого металлического стержня, нижняя часть которого защищена системой огнеупорных колец. В полости стержня установлена с зазором многоканальная труба с образованием полости. По центральному каналу многоканальной трубы подают в металл инертный газ, а по периферийным каналам выходят отработанные газы. В полость через отверстие в верхней части стержня подают охлаждающий воздух. 2 ил.

Устройство для продувки металла в промежуточном ковше, содержащее полый металлический стержень, нижняя часть которого защищена системой огнеупорных колец, образующих кожух, отличающееся тем, что внутри стержня соосно с зазором установлена многоканальная труба, центральный канал которой выполнен длиннее периферийных, причем один конец центрального канала выведен наружу через систему огнеупорных колец, а другой выведен в пробку, установленную в верхней части металлического стержня, и соединен с отверстием, выполненным в пробке для подачи инертного газа, при этом в пробке выполнены отверстия для отвода отработанных газов, а в верхней незащищенной части стержня выполнено отверстие для подачи охлаждающего воздуха.