Промежуточный ковш Советский патент 1993 года по МПК B22D11/10 B22D41/08 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов и сплавов. ..

Целью изобретения является снижение загрязненности литых заготовок неметаллическими включениями. . Поставленная цель достигается тем, что в промежуточном ковше пластины-гасители, расположенные вокруг выпускного отверстия, установлены под углом а к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины-гасителя и выпускного отверстия, а величина его находится в пределах 0,5° а 90°, при этом высота пластин-гасителей составляет

h (0,25 - 2,0) VD( H - 0,2 ) , где h - высота пластин-гасителей, м;

Н - высота рабочего пространства про- мковша, м; . .

D -диаметр выпускного отверстия, м; и кроме того, в предложенном промежуточном ковше на большей грани пластины-гасителя выполнены поперечные канавки, ширина которых составляет:

: . а (0,025+0,1) -h,

где h - высота пластины, м; а - ширина канавки, м; а глубина канавки (Ь) находится в пределах -а/3 b а, причем расстояние между ними составляет

,1 0,0-4,0) -а, где I - расстояние между канавками, м.

ю

ч

Сл

СО

п. 15

При этом, в предложенном промежуточом ковше канавки имеют форму шеврона. Указанная конструкция промежуточноо ковша позволяет предотвратить возниковение воронкообразного движения 5 еталла, причем установленные под углом а пластины-гасители отводят завихрения в . торону от выпускного отверстия.

При установке пластин-гасителей под глом а 0,5° завихрения образуются вок- 10 руг выпускного отверстия, а при значениях а 2:90° локальные вихревые течения пере мещаются в сторону выпускного отверстия.

Величина угла а. обуславливается существованием в промежуточном ковше исходных потоков металла и определяется экспериментально. Причем увеличение угла а происходит с возрастанием силы и направленности исходных потоков.

Высота пластин-гасителей соответству- -0 ет уровню металла в ковше, при котором возникает воронкообразное движение,Экспериментально установлено, что максимально возможный уровень металла над выпускным отверстием промковша, со- ° ответствующей воронкообраэованию, изменяется от 0.25 . /О (Н -0,2) до 2,0 VD ( Н -0,2) и обуславливается направленностью исходных потоков в раз- „ ливочной емкости. При значениях уровня меньше 0,25 Vp (н -0,2) воронка образуется даже при наличии пластин-гаси- телей в результате провала металла, над выпускным отверстием. При значениях ос уровня больше 2,0 0 (Н -0,2 ) воронкообразное движение -металла в про- мковше отсутствует.

Размеры и расположение канавок на рабочей грани пластины-гасителя устанав-. /JQ лйваются в зависимости от степени турбу- лизации потока истекающего металла и механической прочности выбранной конст- : рукции пластин-гасителей.

При значениях а :Ј 0,025 h или 4,0 45

а вокруг пластин-гасителей устанавливается ламинарное течение металла. Увеличение ширины канавш а 0,1 - h или уменьшение расстояния между канавками11 .1,0 а понижает степень турбулизации потока, §0

причем при таком расстоянии iпроисходит размыв канавок потоками металла. Глубина канавок (Ь) выполняется в зависимости от выбранной ширины. Турбулентность потока металла будет недостаточной при b a, a 55 размыв канавок происходит при b а/3.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг.2-пластина-гаситель Устройство содержит промежуточный

ковш 1 с высотой рабочего пространства Н,

15

5.

10

-0° „ ос

/JQ :

45

§0

55

выпускное отверстие 2 диаметром D, пластины-гасители 3, уровень металла в промежуточном ковше во время разливки обозначен позицией 4. При этом пластины- гасители установлены под углом а , а на рабочей грани 5 пластины-гасителя выполнены канавки шириной а, глубиной (Ь) и расстоянием I между канавками 6.

В процессе разливки возникающие над выпускным отверстием 2 при падении уровня металла 4 в промковше 1 вихреобразное движение металла ослабляется пластинами- гасителями 3, причем пластины-гасители 3 с рассчитанной по формуле высотой h исключают воронкообразование в металле, а уста-, новленные под углом L отводят неизбежно возникающие локальные завихрения в сторону от выпускного отверстия 2 и снижают загрязненность литых-заготовок неметаллическими включениями. При этом выполненные на рабочей грани 5 пластины-гасителя 3 канавки 6 разбивают существующие локальные вихревые течения, вследствие увеличения турбулентности проходящих возле пластин-гасителей 3 потоков металла, причем поперечное расположение канавок 6 изменяет направление течения вихревых потоков в. истекающем металле возле рабочей грани 5 пластины-гасителя 3, что препятствует к попаданию разного рода включений в канал выпускного отверстия 2. Для предотвращения перемещения вихрей по высоте пластин-гасителей 3 канавки б имеют форму шеврона. При этом вихревое течение металла в направлении вертикальной плоскости пластин-гасителей 3 затруднено вследствие пересечения вектора перемещения вихря с канавками 6.

Пример. Сталь ШХ15 разливают на четырехручьевой УНРС через промежуточный ковш 1 с перегородками. Металл подают в кристаллизаторы через выпускные отверстия 2 диаметром 60 мм. Высота рабочего пространства промковша 1 равняется 1 м. В районе выпускного отверстия 2 за 3-м ручье установлены две пластины-гасители 3, расположенные симметрично относительно оси выпускного отверстия 2, причем рабочая грань 5 пластины-гасителя 3 и вертикальная ось выпускного отверстия 2 лежат в одной плоскости.

Для уменьшения загрязненности литых заготовок неметаллическими включениями на 2-м ручье вокруг выпускного отверстия .2 промковша 1 установлены две пластины-гасители 3, рабочие грани 5 которых находятся под углом 25° к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины-гасителя 3 и выпускного отверстия 2. а высота пластин-гасителей (h) рассчи- на по

формуле 2,0 VD (H - 0,2 ) и составляет 400 мм, причем на рабочей поверхности 5 пластин-гасителей 3 выполнены канавки 6, имеющие форму шеврона. Ширина канавок а выбрана в пределах 0,025 h a 0,1 h и составляет 20 мм, расстояние между канавками I находится в пределах а I 4а и равняется 40 мм, а их глубина составляет 10 мм, что удовлетворяет условию а/3 b а.

В таблице приведены результаты испытаний предложенного устройства с различными параметрами пластин-гасителей в сравнении с прототипом.

Внедрение изобретения позволяет улучшить качество непрерывнолитых заготовок за счет снижения брака по крупным неметаллическим включениям на 40%,

Формула изобретения

1. Промежуточный ковш преимущественно для установки непрерывной разливки металлов, содержащий прямоугольные пластины-гасители, расположенные вокруг выпускного отверстия в днище ковша, о т л и- чающийся тем, что, с целью снижения .загрязненности металла неметаллическими включениями, пластины-гасители установлены под углом к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины и выпускного отверстия, величина которого а составляет 0,5 «

90°, при этом

5 высота пластин-гасителей равна

h (0,25-2,0) Vo(H -0,2) ,

где Н - высота рабочего пространства промежуточного ковша, м;

D -диаметр выпускного отверстия, м.

2. Ковш поп.1, отл ич а ю щи йся тем, что на большей грани пластины-гасителя выполнены поперечные канавки, ширина которых а составляет

а (0,025-0,1} h,

а глубина канавки b равна-1/3 а причем расстояние I между ними составляет

I- (1,0-4,0) а.

3. Ковш по п.2, отличающийся тем, что канавки имеют форму шеврона.

Фиг. 2

Сущность изобретения: в промежуточном ковше вокруг выпускного отверстия установлены прямоугольные пластины-гасители под углом а к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины и выпускного отверстия, а величина его находится в пределах 0,5° а 90°, при этом высота пластин-гасителей составляет h (0,25-2,0) У D(H-0,2) , где: h - высота пластины, м; Н - высота рабочего пространства промежуточного ковша, м; D-диаметр выпускного отверстия, м. 2 з.п, ф-лы, 1 табл. 2 ил.