Промежуточный ковш многоручьевой машины непрерывного литья заготовок Советский патент 1992 года по МПК B22D11/10 

сл

с

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - улучшение качества получаемых заготовок за счет снижения их загрязненности неметаллическими включениями. Промежуточный ковш содержит расположенные по обе стороны от его поперечной оси по две вертикальные перегородки, содержащие нижние и верхние отверстия, нижние отверстия выполнены на уровне днища в каждой ближней к поперечной оси перегородке, а верхние - в каждой дальней, причем нижние отверстия смещены относительнб продольной оси ковша, проходящей через центры отверстий разливочных стаканов, вплотную к передней стенке, а верхние - к задней стенке, при этом площади поперечных сечений верхнего и нижнего отверстий равны. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, точнее к промежуточному ковшу многоручьевой машины непрерывного литья затото- вок металлов.

Известен промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок, содержащий вертикальную перегородку, в нижней части которой выполнено наклонное отверстие. Перегородка содержит по край ней мере два отверстия, расположенных одно над. другим под различными углами к горизонтали. С увеличением расстояния от днища диаметры верхних отверстий по сравнению р нижним постепенно увеличиваются, причем величина диаметров каждого отверстия пропорциональна пути металла от отверстия в перегородке до разливочного стакана.

Недостатком такого ковша является то, что при его использовании получаемые заготовки имеют низкое качество из-за повышенной загрязненности неметаллическими включениями. Это объясняется тем, что значительное количество металла подается в нижние горизонты ванны по центру ковша (через нижнее отверстие), вследствие чего неметаллические включения, не успев всплыть к поверхности ванны, захватываются вихревыми потоками вблизи разливочного стакана и попадают в кристаллизатор.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является промежуточный ковш многоручьевой машины непрерывного литья заготовок, содержащий выполненные на всю высоту ковша симметрично его малой (поперечной) оси две вертикальные пеVI

ГО

ю о

00

о

регородки с верхними и нижними отверстиями, расположенными одно над другим. Оси верхнего и нижнего отверстий расположены на расстоянии от днища ковша соответственно 0,6-0,8 и 0,15-0,28 высоты его полости и смещены от продольной оси, проходящей через центры отверстий разливочных стаканов, в направлении к задней стенке на 0,35-0,55 ширины полости ковша, при этом соотношении площадей поперечных сечений верхнего и нижнего отверстий составляет 3,5-6,0. Каждое отверстие в перегородках выполнено прямоугольной формы с соотношением сторон 3,0-4,5, причем большие стороны поперечных сечений верхнего и нижнего отверстий перпендикуляр- ны друг к другу, а большая сторона поперечного сечения верхнего отверстия параллельна горизонтали.

Такая конструкция ковша, предусматривающая подвод металла в разливочные части ковша, преимущественно в верхние горизонты ванны через отверстия, расположенные на некотором расстоянии от днища и размещенные со смещением от продольной оси ковша к задней стенке, позволяет организовать такую циркуляцию металла, при которой снижается вероятность захвата неметаллических включений вихревыми потоками над разливочными стаканами и попадания их в кристаллизаторы. Однако и в этом ковше некоторое количество неметаллических включений,содержащееся в вытекающих через нижние отверстия струях металла, может захватываться течением вблизи разливочных стаканов и попадать в кристаллизаторы. В этом ковше, хотя и больше чем в предыдущем, однако недостаточно велик путь металла от места его ввода до разливочных стаканов. Поэтому продолжительность пребывания потоков металла в ковше недостаточна для полной очистки от неметаллических включений. Часть их, не успев всплыть к поверхности ванны, попадает через разливочные стаканы в кристаллизаторы. К недостаткам ковша следует отнести также то, что при снижении уровня металла в нем (например, при стыковке плавок при разливке методом плавка на плавку) окисленный ковшевой шлак из приемной части через верхние отверстия в перегородках может попадать в разливочные части, ухудшая ассимилирующие свойства шлака и увеличивая тем самым загрязненность стали неметаллическими включениями. Таким образом, при использовании этого ковша уровень загрязненности стали неметаллическими включениями ниже, чем при использовании предыдущего ковша, однако недостаточно низок, что в

ряде случаев недопустимо для стали высокого качества.

Цель изобретения - улучшение качества получаемых заготовок за счет снижения их

загрязненности неметаллическими включениями.

Поставленная цель достигается тем, что промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок, включающий футерован0 ный кожух с вертикальными перегородками и разливочными стаканами, полость которого образована днищем, боковыми и продольными задней и передней стенками,при этом вертикальные перегородки выполнены

5 на всю высоту полости, симметрично поперечной оси ковша, с нижними и верхними отверстиями, согласно изобретению, содержит расположенные по обе стороны от его поперечной оси по две вертикальные пере0 городки, нижние отверстия выполнены на уровне днища в каждой ближней к поперечной оси перегородке, а верхние - в каждой дальней, причем нижние отверстия смещены относительно продольной оси ковша,

5 проходящей через центры отверстий разливочных стаканов, вплотную к передней стенке, а верхние-к задней стенке, при этом площади поперечных сечений нижнего и верхнего отверстий равны.

0 На фиг. 1 представлен пример выполнения предлагаемого промежуточного ковша, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане.

Промежуточный ковш четырехручьевой машины непрерывного литья заготовок со5 держит футерованный кожух 1 с полостью 2 высотой Н. Полость 2 образована днищем 3, боковыми стенками 4, продольными задней 5 и передней 6 стенками. В днище 3 установлены разливочные стаканы 7. Количество

0 стаканов соответствует количеству ручьев машины. По обе стороны от поперечной оси 8 ковша расположены по две вертикальные перегородки 9, 10 и 91, 101. Перегородки имеют высоту Н, равную высоте Н полости

5 2 и размещаются симметрично поперечной оси 8 ковша. В ближних к поперечной оси 8 перегородках 9 и 91 выполнены отверстия в их нижних частях (нижние отверстия 11 и 111), которые смещены относительно про0 дольной оси 12 ковша вплотную к передней стенке 6. В дальних от поперечной оси 8 перегородках 10 и 101 выполнены отверстия в их верхних частях (верхние отверстия 13 и 131), которые смещены относительно про5 дольной оси 12 ковша к задней стенке 5. Оси верхних (13 и 131) и нижних (11 и 111) отверстий располагаются на расстоянии соответственно Нв и Нн от днища 3 ковша. Площади поперечных сечений этих отверстий равны между собой.

Наружные перегородки 10 и 101 делят ковш на три части: приемную 14 и две разливочные 15 и 151. На поверхности 16 металла наведен слой шлака 17.

Устройство работает следующим образом.

В начале разливки жидкую сталь подают в приемную часть 14 ковша, откуда она через нижние отверстия 11 и 11 поступает в пространство 141 между ближними и дальними перегородками (между перегородками 9-10 и 91-101). После повышения уровня металл поступает через верхние отверстия 13 и 131 в разливочные части ковша (15 и 151). При установившемся процессе разливки сталь поступает под уровень шлака в приемную часть 14, откуда она отдельными потоками поступает через нижние отверстия 11 и 11 . Далее каждый из потоков поворачивает от передней стенки 6 к задней 5 и поднимается вверх по направлению к верхним отверстиям 13 и 131, из которых металл отдельными струями вытекает в разливочные части 15 и 151 ковша. В силу эффекта пристеночного прилипания потока вытекающие из отверстий 13 и 131 струи металла достигают выпускных отверстий разливочных стаканов 7 в одно и то же время по криволинейным траекториям 18, 19 и 18 , 19 . Такое вдвижение металла обеспечивает непрерывное его перемешивание в процессе разливки. Траектории движения потоков металла от места его ввода в приемную часть 14 до разливочных стаканов 7 показаны на фиг. 1 и 2.

Предлагаемая конструкция ковша позволяет удлинить путь металла от места его ввода до разливочных стаканов. Это достигается за счет того, что, во-первых, нижние отверстия смещены в сторону передней стенки, верхние - в сторону задней стенки; во-вторых, конструкция исключает подачу загрязненного неметаллическими включениями металла через нижние отверстия в нижние горизонты ванны; металл, вытекающий через нижние отверстия, попадает в разливочные части только через верхние отверстия в верхние горизонты ванны. В результате удлинения пути металла увеличивается средняя продолжительность пребывания потоков металла в ковше и, следовательно, создаются благоприятные условия для всплывания неметаллических включений к поверхности ванны, где они ассимилируются шлаком. Кроме того, предлагаемый ковш при снижении уровня металла в ковше (например, во время стыковок плавок при разливке методом плавка на плавку) позволяет предотвратить попадание окисленного ковшевого шлака из приемной части 14 в разливочные 15 и 151, что также снижает загрязненность стали неметаллическими включениями.

Чтобы обеспечить подачу максимально 5 возможного количества металла через верхние отверстия, в известном ковше поперечное сечение верхнего отверстия значительно больше нижнего (в 3,5-6 раз). В предлагаемом же ковше несмотря на то, что

0 весь металл из приемной части в разливочные подается только через верхние отверстия, поперечные сечения верхнего и нижнего отверстий равны. Такое различие между соотношением площадей попереч5 ных сечений верхнего и нижнего отверстий объясняется тем, что в известном, ковше металл поступает в разливочные части одновременно из верхних и нижних отверстий в перегородках, а в предлагаемом ковше (обо0 рудованном двойными перегородками) вытекающий из нижних отверстий металл поступает в разливочные части только через верхние отверстия.;

Равенство площадей поперечных сече5 ний верхнего (SB) и нижнего (SH) отверстий выбрано не только из условия получения равенства расходов струй металла, вытекающих из этих отверстий, нр и из условия получения оптимальных скоростей этих

0 струй, обеспечения чистоты стали по. неметаллическим включениям., ... Л

При SH SB скорости истечения металла через нижние отверстия нрезмерно велики, что может вызывать механическую

5 эрозию внутренней поверхности футеровки дальних перегородок 10 и 101 струями, металла, вытекающими из нижних отверстий, вследствие чего сталь загрязняется экзогенными неметаллическими включениями.

0 Выполнение отверстий в перегородках при условии SH SB нецелесообразно, так как в этом случае площади поперечных сечений нижних отверстий слишком велики, поэтому сокращается путь металла от ниж5 них до верхних отверстий и, следовательно, ухудшаются условия для всплывания неметаллических включений к поверхности ванны, а получаемые заготовки имеют повышенную загрязненность неметалличе0 скими включениями.

Пример. Сталь марки ШХ15 разливают на четырехручьеврй машине непрерывного литья заготовок из 150-тонного сталеразливочного ковша сериями по 4

5 плавки в кристаллизаторы сечением 300x360 мм со скоростью 0,5 м/мин через промежуточный ковш с размерами полости: длина вверху 6440 мм, длина внизу 6000 мм, ширина вверху 1140 мм.,ширина внизу 820 мм, высота 900 мм. Расстояние между отверстиями двух смежных разливочных стаканов 1900 мм.

В промежуточном ковше симметрично его малой оси установлены четыре вертикальные перегородки (две слева от оси, две справа). Ближние к поперечной оси перегородки отстоят одна от другой на расстоянии 700 мм, а каждая дальняя перегородка отстоит от ближней на расстоянии 150 мм.

Все перегородки имеют высоту 900 мм, толщину 150 мм. В каждой ближней перегородке вплотную к передней стенке на уровне днища выполнено нижнее отверстие, имеющее площадь поперечного сечения 5н 150x160 мм. В каждой дальней перегородке вплотную к задней стенке выполнено верхнее отверстие с таким же поперечным сечением, т.е-. SB 150x160 мм. Ось верхнего отверстия располагают от днища на расстоянии 640 мм.

Для сравнения футеруют два таких же промежуточных ковша, но имеющих другие поперечные сечения отверстий: один из них имеет SH SB, а именно SH 100x160 мм, SB 150x160 мм, а другой SH SB, а именно SH 250x160 мм, SB 150x160 мм.

Кроме того, футеруют известный ковш с размерами полости для предлагаемого ковша. В этом ковше симметрично его малой оси установлены две вертикальные перегородки, отстоящие одна от другой на 1140 мм. Между перегородками выполнена отбойная часть, находящаяся на расстоянии 160 мм от днища. Перегородки имеют толщину 230 мм, высоту 900 мм и снабжены двумя отверстиями каждая: нижнее отверстие расположено на уровне отбойной части и имеет поперечное сечение 40x130 мм, его широкая грань перпендикулярна горизонтали,1 верхнее отверстие расположено над нижним и имеет поперечное сечение 300x80 мм, его широкая грань параллельна горизонтали. Ось нижнего отверстия расположена на расстоянии 225 мм от днища, ось верхнего - 570 мм от днища.

Оси обоих отверстий смещены от продольной оси ковша, проходящей через центры отверстий разливочных стаканов, в сторону задней стенки на 450 мм.

Результаты разливки стали с использованием этих ковшей представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при неоптимальном соотношении площадей поперечных сечений нижних и верхних отверстий в перегородках брак металла по неметаллическим включениям не снижается по сравнению с этим показателем для известного ковша. Использование предлагаемого ковша обеспечивает снижение брака по неметаллическим включениям на 1,5%. Формула изобретен и я

Промежуточный ковш многоручьевой машины непрерывного литья заготовок, содержащий футерованный кожух с разливочными стаканами и вертикальными перегородками, при этом вертикальные перегородки выполнены высотой, равной высоте ковша, имеют нижние и верхние отверстия и расположены симметрично поперечной оси ковша на всю его высоту, отличающийся тем, что, с целью

улучшения качества получаемых заготовок за счет снижения их загрязненности неметаллическими включениями, в ковше параллельно вертикальным перегородкам установлены дополнительные перегородки

с образованием между ними полостей, нижние отверстия выполнены в перегородках на уровне дна промковша со стороны подвода металла со смещением их осей относи- тельно оси стаканов к передней стенке

промковша, верхние отверстия выполнены в перегородках со стороны разливочных стаканов со смещением их осей к задней стенке промковша, а площади их поперечных сечений равны.

17

%.. л

Фиг1