Погружной глуходонный огнеупорный стакан Советский патент 1992 года по МПК B22D11/10 

,

3

Ё

Использование металлургия, непрерывная разливка металлов и сплавов. Сущность изобретения: огнеупорный стакан выполнен в нижней части с центральным каналом овального поперечного сечения с отношением длин большой и малой осей 1,4-2,0. У нижнего торца стакана выполнены в вертикальной плоскости овальные противоположно расположенные по большой оси боковые выпускные отверстия Малые поперечные оси выпускных отверстий и центрального канала равны между собой, а длина большой оси выпускных отверстий определяется из выражения, приведенного в формуле изобретения. 1 табл , 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к непрерывной разливке преимущественно нержавеющей стали

Известен огнеупорный стакан для подвода расплавленного металла под уровень его в кристаллизаторе при непрерывной разливке С глуходонным металлопроводя- щим каналом и прямоугольными заходными отверстиями, выполненными выше дна, в котором металлопроводящий канал выполнен круглого поперечного сечения по всей длине стакана, а выходные отверстия - с минимальным размером, равным 0,53 диаметра канала, и максимальным размером, равным 1,63 от минимального

Недостатком этого огнеупорного стакана является невозможность непрерывной разливки металла в тонкий сляб (менее 180 мм).

Известен огнеупорный стакан для подвода расплавленного металла под уровень

его в кристаллизаторе при непрерывной разливке с глуходонным металлопроводя- щим каналом, выполненным круглого попе- речйого сечения вверху и прямоугольного внизу, и прямоугольными выходными отверстиями, выполненными в вертикальной плоскости по большой оси поперечного сечения металлопроводящего канала выше дна, минимальный размер которых равен минимальному размеру поперечного сечения канала, в котором металлопроводящий канал выполнен с отношением максимального и минимального размеров поперечного сечения 1,4

Однако данный стакан не обеспечивает надежную разливку нержавеющей стали из- за зарастания его выходных отверстий в начале разливки и при переходе на разливку последующей плавки в серии, поскольку для небольшого отношения максимального и минимального размеров выходных отвер

ся

СА) Ю W

стий и значительной длины канала снижение температуры металла при прохождении стакана и его затвердевание в выходных отверстиях опережают размыв формирующейся корки потоком расплава.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорный стакан для подвода расплавленного металла под уровень его в кристаллизаторе при непрерывной разливкГе с г луходонным метал- лопроводящйм каналом, выполненным круглого гшйёречКого сечей ия вверху и овального внизу , и овальными выходными отверстиями, -выполненными в вертикальной плоскости по большой оси поперечного сечения металлопроводящего канала выше дна, в котором выходные отверстия выполнены в виде сквозной прорези, отношение минимального размера которой к мини- мaльнoмv размеру поперечного сечения металлопроводящего канала равно 0,1-0.9, а отношение ллощади, отсекаемой прорезью на поверхности металлопроводящего канала, k площади его поперечного сечения составляет 0,8-1,2.J Недостатком этого стакана является низкая надежность процесса разливки нержавеющей стали из-за зарастания егд отверстий в начале разливки и при снижении скорости вытягивания сляба в процессе разливки, т.е. уменьшении металлорасхода, поскольку здесь при движении металла по относительно длинн ому каналу значительно снижается температура расплава и на стенках отверстий начинает интенсивно нарастать твердая корка. Кроме того, при малых значениях отношения ширины прорези к ширине поперечного сечений канала формируемые выходными отверстиями потоки металла характеризуются низкой устойчивостью из-за повышенного значения отношения высоты к толщине потоков.

Цель изобретения - повышение надежности процесса непрерывного литья металла за счет сохранения устойчивости потоков металла в кристаллизаторе,

На фиг. 1 показан погружной глуходон- ный огнеупорный стакан, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Огнеупорный стакан 1 подсоединен к разливочному стакану 2 промежуточного ковша 3 для подвода расплавленного металла 4 под уровень его в прямоугольный кристаллизатор 5 и имеет центральный канал 6 круглого поперечного сечения D вверху и овального сечения а х b внизу (фиг. 3), заканчивающийся дном 7, а расположенные у нижнего торца выпускные отверстия 8 выполнены овального сечения размером а х Ь (фиг. 2). Центральный канал б стакан,} 1 выполнен с отношением длин большой оси а и малой оси b в пределах 1,4-2,0. Длины малых поперечных осей выпускных отверстий 8 и центрального канала б равны между собой, т.е. b b , а длина большой поперечной оси выпускных отверстий 8 определяется из выражения

a k-b-0,007-l-p,

где а - длина большой поперечной оси выпускных отверстий, см;

k - эмпирический коэффициент, учитывающий теплопроводность материала огнеупорного стакана и толщину его стенки и равный 0,35-1,00;

b - длина малой поперечной оси центрального канала, см;

0,007 - эмпирический коэффициент, - длина центрального канала, см; р - периметр поперечного сечения цен- трапьного канала, см.

Регламентация отношения длин большой и малой осей поперечного сечения центрального канала в пределах 1,4-2,0 обеспечивает надежность процесса разливки нержавеющей стали в тонкий сляб за счет

исключения как зарастания канала при низких металлорасходах, так и его перелива при больших металлорасходах.

При величине отношения менее 1,4 снижается пропускная способность стакана,

что определяет его перелив металлом при высоких металлорасходах. При величине отношения более 2,0 увеличивается тепло- отдающая поверхность стакана, что определяет зарастание канала при низких

металлорасходах.

Равенство длин малых поперечных осей выпускных отверстий и центрального канала обеспечивает повышение надежности процесса разливки и одновременно устойчивости потоков расплавленного металла при разливке стали за счет исключения зарастания отверстий при низких металлорасходах и бурления металла в кристаллизаторе при высоких металлорасходах.

Значения коэффициента k выбираются в прямо пропорциональной зависимости от теплопроводности материала стакана и толщины его стенки.

Граничные значения коэффициента k

соответствуют; минималное (0,35) - огнеупорному стакану из материала с наименьшей теплопроводностью (кварца) и толщиной стенки 1,5 см; меньшая толщина нецелесообразна по технологии изготовления огнеупора (непролив при шликерном

литье и т.д.), максимальное (1,0) - огнеупорному стакану из материала с наибольшей теплопроводностью - циркона (коэффициент его теплопроводности в 8-9 раз выше теплопроводности кварца), и толщиной стенки 2,5-3 см.

Исходя из заданных параметров огнеупорного стакана и указанных соотношений однозначно определяются параметры его металлопроводящего канала и выходных отверстий. Таким образом, в каждом отдельном случае достигается надежная разливка с устойчивым вводом потоков металла в кристаллизатор, что обеспечивает высокие технико-экономические показатели производства литых слябов малой толщины, прежде всего из нержавеющей стали.

В таблице приведены примеры использования огнеупорного стакана,

Пример 1, Для разливки коррозион- ностойкой стали Х18Н10Т в сляб сечением 135 х 700 мм с рабочей скоростью вытягивания 1,5 м/мин используют корундографито- вый приставной стакан с овальным поперечным сечением центрального канала в нижней части. Минимальный размер канала (Ь) 3,5 см, его длина (I) 45 см, толщина стенки 1,5 см (k 0,8), Выпускные отверстия стакана выполнены овального сечения. Отношение длин большой и малой осей поперечного сечения центрального канала а/b равно 1,4 (длина большой оси 5 см, периметр 14 см), а выпускные отверстия характеризуются размерами: Ь 3,5 см; а1 0,8 3,5 + 0,007-55-14 7,0 см.

Разливка прошла нормально, без зарастания выпускных отверстий и бурления металла в кристаллизаторе при устойчивом формировании выпускными отверстиями потоков расплавленного металла.

Примеры 2иЗ. Значениям отношения а/b 2,0 (пример 2) и 1,7 (пример 3) соответствуют длины больших осей 7 и 6 см, а размер выпускных отверстий соответственно: Ь 3,5 см и а 8,5 и 7,5 см.

Стаканы с такими размерами канала и выпускных отверстий обеспечивают устойчивую (без зарастания отверстий при снижении металлорасхода и бурления металла в кристаллизаторе при рабочем ме- таллорасходе) нормальную разливку корро- зионностойкой стали и, следовательно, ее минимальные отходы.

Стакан с меньшей по сравнению с предлагаемой величиной размеров поперечного сечения канала (пример 4) не обеспечивает разливку с рабочими скоростями вытягивания, а при большей величине (пример 5)

наблюдается замерзание металла при снижении металлорасхода.

Примеры 6-8. Для разливки коррозионной стали Х18Н10Т в слябы сечением 5 170 х 1050 мм с рабочей скоростью вытягивания 1,2 м/мин используют огнеупорный стакан с овальным сечением центрального канала в нижней части. Длина канала 55 см, а длина малой оси 4,5 см. Стакан выполнен

0 из коундографита с толщиной стенки 2,5 см (k 0,9). Отверстия 8 имеют овальный профиль. Центральный канал выполнен с отношением длин осей в пределах 1,4-2,0, а размеры выпускных отверстий равны:

5 Ь 4,5 см; а - в пределах 11-13 см. Стаканы с такими размерами отверстий обеспечивают устойчивую (без зарастания их металлом при снижении металлорасхода и бурления металла в кристаллизаторе при

0 рабочем металлорасходе) нормальную разливку коррозионной стали и следовательно, ее минимальные отходы. Стакан с меньшей величиной минимального размера отверстий (пример 9) характеризуется бурлени5 ем металла в кристаллизаторе при рабочей скорости вытягивания.

Примеры 10-12. Для разливки коррозионностойкой стали XI8Т в слябы сечением 170 х 1050 с рабочей скоростью

0 вытягивания 1,2 м/мин используют приставные стаканы с овальным сечением центрального канала в нижней части. Длина малой оси канала 4,5 см, его длина 55 см. Материал стакана - кварц с толщиной стен5 ки 2,5 см (k 0,4). Выходные отверстия овального профиля.

Канал стакана выполнен с отношением размеров поперечного сечения в пределах 1,4-2,0, а размеры выпускных отверстий рав0 ны: Ь 4,5 см, а - в пределах 9,0-10,5 см. При использовании этих стаканов обеспечивается устойчивая (без зарастания отверстий при снижении металлорасхода и бурления металла в кристаллизаторе при

5 рабочем металлорасходе) нормальная разливка коррозионностойкой стали и, следовательно, ее минимальные отходы.

Примеры 13-16. В примерах 13 и 14 стакан выполнен из кварца с толщиной

0 стенки канала 15 и 10 мм соответственно, а значения коэффициента k равны 0,35 и 0,25. При k 0,25 стакан не удалось изготовить из-за непролива при шликерном литье.

5 В примерах 15 и 16 стакан выполнен из циркония с толщиной стенки канала 25 и 35 мм соответственно, а значения коэффициента k равны 1,0 и 1,15. При k 1,15 стакан нельзя использовать для разливки из-за больших габаритов.

Использование предлагаемого огнеупорного стакана исключает возможность зарастания стакана, обеспечивает устойчивое истечение металла из выпускных отверстий, тем самым повышается надеж- ность процесса непрерывного литья металла.

Формула изобретения Погружной гЛуходонный огнеупорный стакан, выполненный с центральным кана- лом в верхней и нижней частях стакана соответственно круглого и овального поперечного сечения и противоположно расположенными по большой поперечной оси канала овальными боковыми выпускны- ми отверстиями, размеренными у нижнего торца стакана в вертикальной ЯлВскости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности процесса непрерывного литья металла за счет сохранения устойчивости потоков металла в кристаллизаторе, соотношение длин большой и Малой

«

3,5

2,2

7,5

осей центрального канала овального поперечного сечения 1,4-2,0 длины малых поперечных осей боковых выпускных отверстий и центрального канала равны между собой, а длина большой поперечной оси выпускных отверстий определена из выражения

a k-b-0,007-l-p,

где а - длина большой поперечной оси выпускных отверстий,см;

k - эмпирический коэффициент, учитывающий теплопроводность огнеупорного стакана И толщину его стенки и равный 0,35-1,00;

Ь - длина малой поперечной оси центрального канала ;

I - длина центрального канала, см;

р - периметр поперечного сечения центрального канала, см.

15

3,5

7,5 М

хама при V « 1,2 н/нин

Замерзание металла в выпускных отверстиях я начале раэлиеки и при Vj - 0,| н/иин

(риг. 2

Редактор М. Петрова

Pve. J

Составитель В. Яковлев

Техред М.МоргенталКорректор Л. Ливринц

Б-Б