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

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известен способ фильтрации металла, позволяющий путем пропускания его через керамический фильтр очищать от неметаллических включений.

Недостатком этого способа является то, что на поверхности фильтров появляются плены, затрудняющие разливку и снижающие эффективность очистки металла от включений. Кроме того, в процессе разливки адсорбционные свойства фильтра снижаются вследствие заполнения пор неметаллическими включениями или насыщения фильтра адсорбированными включениями, что приводит к снижению степени очистки металла в процессе его обработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовки, содержащий по крайней мере одну перегородку с отверстием, где размещен пористый огнеупорный слой (с

тремя размерами пор), в который через пористый блок подается инертный газ.

Применение известной конструкции промежуточного ковша не обеспечивает эффективной очистки металла от неметаллических включений, так как пропускание инертного газа через пористый слой приводит к вытеснению металла из значительной части пор данного слоя, уменьшая тем самым его полезный объем. Кроме того, взаимодействие продуваемого газа с металлом в порах огнеупорного слоя вызывает переохлаждение металла и замораживание пор, что приводит к выходу из строя указанного огнеупорного слоя.

Цель изобретения -улучшение качества металла путем повышения степени очистки металла от неметаллических включений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок, содержащем приемную и раздаточную камеры, отде- ленные друг от друга вертикальной перегородкой, размещенной под пористым огнеупорным блоком для продувки газом и

со

с

VJ со

00

4

о

О

установленной между участком ввода струи в промежуточный ковш и разливочным стаканом, при этом в перегородке расположе- ны сообщенные между собой в горизонтальном и вертикальном направлениях каналы для прохождения металла, которые выполнены в виде щелей с отношением ширины к высоте 20:100, а вертикальные каналы выполнены один над другим и/или в шахматном порядке.

В предлагаемой конструкции промежуточного ковша для повышения степени удаления неметаллических включений из металла осуществляется максимально возможное уменьшение высоты щелевых каналов и скорости течения металла в них, что обеспечивает достаточно полное удаление включений в данном слое металла. При этом включения, достигшие свода канала в результате их всплывания или пульсационно- го переноса, сцепляются с ним, либо продолжают перемещаться вдоль свода, увеличиваясь в размерах за счет коагуляции. Щелевидная форма каналов, а также отверстия в огнеупорных пластинах позволяют значительно, в десятки раз увеличить поверхность контакта металла со стенками каналов, отнесенную к площади их поперечного сечения, по сравнению с широко применяемыми в настоящее время каналами цилиндрической формы.

Продувка инертным газом металла в щелевых каналах с использованием отверстий в огнеупорных перегородках обеспечивает осуществление поперечного движения металла и всплывающих пузырей, что является наиболее эффективным, способом очистки металла от неметаллических включений за счет их флотации, очищение поверхности огнеупорных пластин от неметаллических включений и изменение направления истекающих из каналов потоков металла в сторону свободной поверхности металла, что приводит к переносу включений к слою защитного шлака и уменьшению застойных зон в промежуточном ковше.

В предлагаемой конструкции промежуточного ковша обеспечивается повышение надежности и срока эксплуатации ввиду промывающего воздействия вдуваемого инертного газа наряду с исключением замораживания металла в каналах, отличающихся значительно большими размерами по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 представлена конструкция промежуточного ковша; на фиг.2 - конструкция огнеупорной пластины с возможным вариантом шахматного расположения конических отверстий; на фиг.З - установка пластин в перегородке.

Промежуточный ковш содержит образующую приемную 1 и раздаточную 2 камеры, вертикальную перегородку 3, размещенную над пористым огнеупорным блоком 4 для продувки газом и установленную между ме5 стом 5 ввода струи из сталеразливочного ковша и разливочным стаканом 6, в которой ниже уровня 7 металла расположены сообщающиеся между собой в горизонтальном и вертикальном направлениях каналы для

0 прохождения металла, причем горизонтальные каналы 8 выполнены в виде щелей, а каналы 9 в вертикальном направлении выполнены один над другим и/или в шахматном порядке. Между каналами 8

5 размещаются огнеупорные пластины 10.

Промежуточный ковш работает следующим образом.

Металл, поступающий в приемную камеру 1, перетекает в раздаточную камеру 2

0 через каналы 3 в перегородке 4. В результате малой толщины слоя металла в канале и низкой скорости его движения неметаллические включения быстро всплывают к своду каналов, т.е. к нижней части огнеупорных

5 пластин 10, и попадают в отверстия 6, где захватываются всплывающими пузырьками инертного газа, поступающего в металл из пористого огнеупорного блока 4, и перемещаются вдоль сводов каналов к выходу и

0 далее к поверхности металла в промежуточном ковше,

При уменьшении отношения ширины канала к его высоте ниже наименьшего значения (20) эффективность очистки металла

5 от включений заметно снижается, а при превышении верхнего предела (100) происходит замораживание металла в каналах.

Расположение вертикальных каналов один над другим (фиг.1) позволяет созда0 вать поперечное перемещение в них газовых пузырьков относительно направления движения металла в горизонтальных каналах и флотировать включения вверх, что снижает вероятность зарастания каналов в

5 результате отложения на стенках включений.

Расположение отверстий на керамической пластине в шахматном порядке (фиг.2) и установка пластин в перегородке таким

0 образом, чтобы отверстия располагались в них один над другим, образуя вертикальные сквозные каналы (фиг.1) обеспечивает кроме описанных преимуществ увеличение по- верхности каналов без уменьшения

5 механической прочности пластин.

Расположение вертикальных каналов в шахматном порядке (фиг.З) также позволяет флотировать включения вверх, однако, приводит кроме этого к более эффективному

смыванию включений со сводов горизонтальных каналов, препятствуя их зароста- нию.

П р и м е р. В идентичных лабораторных условиях испытаны известная и предлагаемая конструкции промежуточного ковша сортовой машины непрерывного литья стали (сорт- круг 140 мм, стал ь-Х18) емкостью 1 т, шириной 0,5 м и с перегородкой.

В нижней части перегородки предлагаемой конструкции промковша выполнены 5 горизонтальных щелевых каналов шириной 250 мм и высотой от 2,2 до 25,0 мм. Вертикальные каналы диаметром 8 мм расположены один над другим. Отверстия в керамических пластинах выполнены в шахматном порядке.

Наибольшая очистка стали от неметаллических включений достигается при использовании предлагаемой конструкции с горизонтальными каналами в перегородке высотой 2,5-4,0 мм (таблица). При использовании известной конструкции степень очистки металла высока лишь в начале отливки плавки, однако в дальнейшем значительно уменьшается, что объясняется уменьшением полезного объема каналов за счет их заметалливания.

В таблице приведена зависимость очистки металла от параметров каналов. Формула изобретения Промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок, содержащий приемную и раздаточную камеры, отделенные

одна от другой вертикальной перегородкой, размещенной над пористым огнеупорным блоком для продувки газом и установленной между участком подачи струи металла в промежуточный ковш и разливочным стаканом,

при этом в перегородке расположены сообщенные между собой в горизонтальном и вертикальном направлениях каналы для прохождения металла, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металла за счет повышения степени очистки его от неметаллических включений, горизонтальные каналы выполнены в виде щелей с отношением ширины к высоте 20:100, а вертикальные каналы выполнены друг над другом и/или в шахматном порядке.

Метапп

Использование: изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов и сплавов. Сущность1 футерованный промежуточный ковш разделен на приемную и раздаточную камеры вертикальной перегородкой, в которой выполнены горизонтальные щелевые каналы, соединенные между собой вертикальными каналами, расположенными соосно или в шахматном порядке. 3 ил., 1 табл.

Фиг.1

№m№mwd№w}m

Вид В

© © § И © § § Со) (о) (о) (о) 11 © (о) © ©|

I

Фиг.2

Фиг.З