МЕТАЛЛОПРИЕМНИК ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЕМКОСТИ Российский патент 2010 года по МПК B22D41/08 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, в установках для непрерывной разливки стали.

Известна ударная накладка разливочного устройства, содержащая опорную плиту, имеющую верхнюю ударную поверхность, окруженную, по меньшей мере, частично боковой стенкой. В стенке выполнены проходы. Сводчато-ступенчатые конструкции, окружающие проходы и/или подобные водосливу стенки, разделяют и распределяют выходящий поток (патент 2280535 от 22.05.2002, МПК B22D 41/00).

Недостатком этого объекта является то, что металл, отражаясь от ударной поверхности, не весь проходит через проходы, выполненные в стенке изделия, но и отражается и создает противопоток поступающему металлу, создавая при этом условия для возникновения турбулентности в объеме промежуточного ковша, т.к. у изделия нет огнеупорной крышки, которая бы ограничивала турбулентность в объеме изделия. Возникающая турбулентность способствует захвату шлака промежуточного ковша и ухудшению качества стальной заготовки. Другим недостатком этого объекта является то, что изделие держится за счет работы адгезии с дном промежуточного ковша.

Известно изделие, содержащее дно - ударную поверхность и стенки, которые у дна наклонены друг к другу, а у свободных концов - в противоположные стороны. Металл поступает в изделие через верхнее отверстие, которое образуют стенки (RU 2284246 от 01.08.2003 г., МПК B22D 41/00).

Недостатком этого объекта является то, что струя металла попадает на ударную поверхность и полностью отклоняется в сторону, а далее полностью отклоненный поток под углом к ударной поверхности вдоль стены направляется из изделия, создавая поток вокруг струи металла, поступающей в данное изделие. Таким образом, из-за двух противоположно направленных потоков вне изделия создаются условия для возникновения турбулентности в верхних слоях металла промежуточного ковша, что способствует захвату шлака промежуточного ковша и ухудшению качества стали. Другим недостатком этого объекта является то, что изделие держится за счет работы адгезии с дном промежуточного ковша.

Известен броневой вкладыш для промежуточного ковша с ограничительными стенками, охватывающими опорную плиту, образующими вместе с ударной поверхностью этой плиты ванну, при этом броневой вкладыш имеет крышку, часть крышки имеет вид конуса, направленного вниз и изготавливается из того же материала, что и ударная плита и стенки, другая часть крышки изготавливается из материала, который разрушается поступающим в изделие потоком стального расплава (заявка РФ 2005116226 от 08.10.2003 г., МПК B22D 41/00).

Недостатком этого объекта является то, что струя металла от ударной поверхности, далее от стен ударяет напрямую в коническую крышку изделия, способствуя ее преждевременному износу, выводу из строя и потере функциональной значимости этого элемента конструкции и изделия в целом, т.к. без крышки поток металла отражается и создает противопоток вновь поступающему металлу, создавая при этом условия для возникновения турбулентности в объеме промежуточного ковша, что способствует захвату шлака промежуточного ковша и ухудшению качества металла. Другим недостатком этого объекта является то, что изделие держится за счет работы адгезии с дном промежуточного ковша.

Ближайшим аналогом к заявляемому объекту является ударная подушка, содержащая опорную плиту, имеющую ударную поверхность, окруженную боковой стенкой, и имеющая крышку, в которой есть отверстие, через которое металл поступает во внутренний объем изделия (US 5358551 от 25.10.1994, МПК B22D 11/10).

Недостатком этого объекта является то, что струя металла, попадая на ударную поверхность, полностью отклоняется в сторону к стенкам изделия, металл вдоль стенок изделия и крышки вытекает через отверстие ударной подушки, создавая поток вокруг струи металла, поступающей в данное изделие. Таким образом, из-за двух противоположно направленных потоков вне изделия создаются условия для возникновения турбулентности в верхних слоях металла промежуточного ковша, что способствует захвату шлака промежуточного ковша с последующим ухудшением качества литой заготовки. Другим недостатком этого объекта является то, что изделие держится за счет работы адгезии с дном промежуточного ковша.

Технический результат, достигаемый в заявляемом изобретении, заключается в создании условий для локализации турбулентности потоков металла внутри изделия за счет отклонения части струи обратно в поток поступающего металла и частичного взаимного гашения энергии потоков.

Указанный технический результат достигается тем, что металлоприемник, содержащий опорную плиту и боковую стенку изделия, расположенную вертикально вдоль периферии опорной плиты и имеющую в верхней части выступ в сторону внутреннего объема изделия, согласно предлагаемому изобретению опорная плита, имеет две ударные поверхности, нормали которых направлены друг к другу под углом α, находящимся в пределах 10°<α<90°.

Дополнительно в боковой стенке изделия выполнено, по меньшей мере, одно отверстие.

Хотя бы с одной стороны нижняя часть боковой стенки выступает наружу.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показана схема металлоприемника, в котором боковая стенка изделия 1, имеющая в верхней части выступ в сторону внутреннего объема 1′, охватывает по периферии опорную плиту 2, имеющую две ударные поверхности 3′ и 3′′, нормали 4′ и 4′′ которых направлены друг другу под углом α. У внешней поверхности 5 стенки изделия 1 нижняя часть 6 выступает наружу. В стенке изделия 1 выполнено отверстие 7, соединяющее объем промежуточного ковша и внутренний объем изделия 8. Внутренний объем изделия определяется ударными поверхностями 3′ и 3′′ и внутренней поверхностью стенки 9. Изделие имеет отверстие 10, через которое должен поступать металл.

Металлоприемник устанавливается опорной плитой 2 на слой арматурной футеровки дна 12 (Фиг.2) промежуточного ковша (ковш на чертеже не показан). Рабочий слой футеровки 13 промежуточного ковша находит на выступающую наружу нижнюю часть 6 боковой стенки металлоприемника, надежно закрепляя его.

На Фиг.2 показана схема подачи металла из сталеразливочного ковша (на чертеже не показан) в металлоприемник через огнеупорный металлопровод-трубу 11 для защиты струи металла от вторичного окисления и от разбрызгивания металла. Струя металла 15, раскрываясь под некоторым углом β (при этом α>β), поступает в объем изделия (входящий поток металла показан стрелками 16), сталкивается с ударными поверхностями 3′ и 3′′ и отражается (отраженный поток металла 14) в центр поступающего потока металла 15. Направленные навстречу друг другу поступающие и отраженные потоки металла взаимно гасят друг друга в объеме металла металлоприемника, при этом турбулентные потоки не выходят за пределы металлоприемника. Угол α определяется не только углом раскрытия струи β, но тем, что отраженные потоки металла должны встречаться с поступающими потоками металла в объеме изделия 8.

Было установлено, что оптимальным вариантом является значение угла α в пределах 10°<α<90°.

Допускается, что не всегда угол β постоянен, поэтому не исключается, что часть поступающего металла отражается от ударных поверхностей в направлении стенки 9 изделия.

Возможно, что часть потока металла отразится в сторону выходящего отверстия, но эта часть потока будет отражена выступами 1′ во внутренний объем изделия.

Отверстия в боковой стенке изделия предназначаются для снижения скорости наполнения металлоприемника в начале разливки. При наполнении металлоприемника металлом часть последнего выходит через отверстия в стенке, снижая тем самым скорость наполнения изделия и снижая термоудар на верхние края изделия, предотвращая тем самым разрушение изделия.

Предлагаемый металлоприемник был испытан на металлургических предприятиях, были получены положительные результаты по стойкости огнеупорной футеровки стен промежуточного ковша в зоне падения струи металла.

Выполненное в соответствии с заявляемым изобретением изделие (металлоприемник) позволяет локализовать турбулентность внутри изделия за счет отклонения части струи обратно в поток поступающего металла и его частичного взаимного гашения. Конструкция заявляемого металлоприемника обеспечивает надежное закрепление изделия не только за счет сил адгезии между изделием и днищем промежуточного ковша, но и за счет закрепления изделия с помощью выступов в нижней части боковой стенки, которые внедряются в рабочий слой промежуточного ковша.

Таким образом, достигнуто получение указанного в предлагаемом изобретении технического результата.

Изобретение относится к области металлургии. Металлоприемник содержит опорную плиту и боковую стенку, расположенную вертикально вдоль периферии опорной плиты и имеющую выступ в верхней части боковой стенки в сторону внутреннего объема. Опорная плита имеет две ударные поверхности, нормали к которым направлены друг к другу под углом α, находящимся в пределах 10°<α<90°. Обеспечивается создание условий для локализации турбулентности потоков металла. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Металлоприемник, содержащий опорную плиту и боковую стенку, расположенную вертикально вдоль периферии опорной плиты и имеющую в верхней части выступ в сторону внутреннего объема, отличающийся тем, что опорная плита имеет две ударные поверхности, нормали к которым направлены друг к другу под углом α, находящимся в пределах 10°<α<90°.

2. Металлоприемник по п.1, отличающийся тем, что в боковой стенке выполнено, по меньшей мере, одно отверстие.

3. Металлоприемник по п.1, отличающийся тем, что хотя бы с одной стороны нижняя часть боковой стенки выполнена выступающей наружу.