Прибыльная надставка Советский патент 1993 года по МПК B22D7/10 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прибыльным надставкам, применяемым для утепления головной части слитков.

Известна прибыльная надставка, состоящая из металлического кожуха с теплоизолированной рабочей полостью, расширяющейся вверх под углом 1-10° и дополнительной полостью на нижнем торце, расширяющейся вниз.

Недостатком этой конструкции прибыльной надставки является невозможность стриплерованил слитка при увеличении угла сверх 10°, тогда как в заявленном интервале работа прибыли неэффективна.

Наиболее близким техническим решением, взятым авторами за прототип, является конструкция прибыльной надставки. Надставка, состоящая из кожуха и теплоизолирующего слоя, выполняется с уширяющейся кверху рабочей полостью, при этом, угол наклона боковой поверхности к вертикали составляет 10-15°

Недостатком данной конструкции является то, что заявленный диапазон углов наклона не позволяет достичь максимального эффекта по уменьшению головной обрези и не приводит .к заметному снижению химической неоднородности по высоте слитка.

Целью изобретения является увеличение выхода годного металла вследствие уменьшения глубины усадочной раковины, а также улучшение качества слитка за счет снижения зональной химической неоднородности слитка.

Поставленная цель достигается тем, что в прибыльной надставке, состоящей из металлического кожуха и теплоизолирующей футеровки, выполненной уширяющейся к верху, уширение к верху выполнено под углом в интервале более 15 до 20° к вертикали.

Заявляемая прибыльная надставка отличается от прототипа тем, что наклон боковой поверхности рабочей полости выполняется под углом, отличном

СО

с

00

ю го

СО О Ю

iW

от предлагаемого в прототипе. Диапазон угла в интервале более 15 до 20° является оптимальным как с точки зрения минимизации глубины проникновения усадочной раковины в тело прибыли, так и уменьшения развития внецент- ренной ликвации в теле слитка. Указанный диапазон получен путем математического моделирования процесса за- твердеванил слитков большой массы с прибыльными надставками обратной око- нусности, а также при отливке опытной серии 50-ти кг. лабораторных слитков.

же меньшего развития химическрй неоднородности в теле слитка отпадает опасение о возможном ухудшении качества слитка при уменьшении объема прибыльной части.

Получение положительного эффекта за счет предлагаемого технического решения может быть реализовано двумя путями.

В случае отливки слитков ответственного назначения и использования прибыли, по объему равной заявленной в прототипе, но с углом наклона, за

Использование: в черной металлургии, в частности в прибыльных надставках, применяемых для утепления головной части слитков. Сущность изобретения: прибыльная надставка состоит из металлического кожуха и теплоизолирующей футеровки и выполнена уширяющейся кверху под углом 15 20° к вертикали. 8 ил.

Результаты моделирования представ- g явленному нами, будет обеспечена

лены на фиг. 2-4. Видно, что на участке, где угол наклона боковой поверхности прибыли к вертикали изменяется от 13 до 20°, глубина усадочной раковины мала и является наименьшей, составляя от высоты прибыли. При углах наклона меньше 13° и более 20° происходит резкое увеличение глубины проникновения раковины (до 54-60 и более процентов). Таким образом по критерию оценки глубина проникновения усадочной раковины, оптимальным диапазоном угла является 13-20°.

Коэффициент ликвации примесей в теле слитка изменяется при изменении угла наклона прибыли. Так, при углах коэффициент ликвации серы в осевой зоне составляет 48-53%, при диапазоне - 40-48%, при углах 18-20° - 40-49 о. Ясно, что оптимальным по критерию оценки минимальное развитие химической неоднородности является угол наклона в интервале от 15 до 20°.

Из сказанного следует, что существенным отличием данного технического решения является то обстоятельство, что при интервале изменения угла наклона от более 15 до 20° происходит резкое снижение не только глубины проникновения усадочной раковины, но и коэффициента ликвации примесей по высоте слитка. Подобная картина не наблюдается в диапазоне изменения углов от 0 до 15 .

При использовании прибыльной надставки с заявляемым интервслом угла наклона относительная глубина усадочной раковины примерно на десять относительных процентов ниже, чем при применении надставки-про.отипа, что обуславливает возможность уменьшения головной обрези слитков. Вследствие

20

25

30

35

40

45

50

55

большая химическая однородность талла, чем та, что получается пр осуществлении способа прототипа.

В случае уменьшения объема за ляемой прибыльной надставки на 1 будет получен слиток равного кач ва с тем, что обеспечивается по собу прототипа, но с меньшей голо ной обрезью.

На оиг.1 показан эскиз прибыл надставки с обратной конусностью фиг.2 - график зависимости относи тельной глубины усадочной ракови от угла наклона боковой поверхнос прибыльной надставки; на фиг.З - фик зависимости коэффициента лик серы по высоте тела слитка от угл наклона боковой поверхности прибы ной надставки; на фиг.4 - график висимости времени кристаллизации слитка от угла наклона боковой по верхности прибыльной надставки; фиг.5 - фотография темплета опыт 50-ти килограммового слитка с при быльной надставкой обратной конус ти; на фиг.6 - фотография темплет контрольного 50-ти килограммовог слитка с прибыльной надставкой об ной конусности; на фиг.7 и 8 - фо графии серных отпечатков с темпле опытного и контрольного 50-ти кил граммовых слитков. I

Прибыльная надставка содержит таллический корпус 1, теплоизолир щую футеровку 2 и выполняется уши щейся кверху под углом под углом 20° к вертикали. В процессе крист лизации в надставке, уширяющейся верху, развивается более пологрво тая и менее глубокая усадочная ра вина, чем в прибыльной надставке уширяющейся к низу (при одинаково массе прибыльной части и слое уте

g явленному нами, будет обеспечена

0

5

0

5

0

5

0

5

большая химическая однородность металла, чем та, что получается при осуществлении способа прототипа.

В случае уменьшения объема заявляемой прибыльной надставки на 10% будет получен слиток равного качества с тем, что обеспечивается по способу прототипа, но с меньшей головной обрезью.

На оиг.1 показан эскиз прибыльной надставки с обратной конусностью; на фиг.2 - график зависимости относительной глубины усадочной раковины от угла наклона боковой поверхности прибыльной надставки; на фиг.З - график зависимости коэффициента ликвации серы по высоте тела слитка от угла наклона боковой поверхности прибыльной надставки; на фиг.4 - график зависимости времени кристаллизации слитка от угла наклона боковой поверхности прибыльной надставки; на фиг.5 - фотография темплета опытного 50-ти килограммового слитка с прибыльной надставкой обратной конусности; на фиг.6 - фотография темплета контрольного 50-ти килограммового слитка с прибыльной надставкой обычной конусности; на фиг.7 и 8 - фотографии серных отпечатков с темплетов опытного и контрольного 50-ти килограммовых слитков. I

Прибыльная надставка содержит металлический корпус 1, теплоизолирующую футеровку 2 и выполняется уширяющейся кверху под углом под углом 15 20° к вертикали. В процессе кристаллизации в надставке, уширяющейся к верху, развивается более пологрвогну- тая и менее глубокая усадочная раковина, чем в прибыльной надставке, уширяющейся к низу (при одинаковой массе прибыльной части и слое утеплителя зеркала металла (йиг.5, 6, 7, 8).

Изменение йормы и глубины усадочной раковины происходит вследствие меньшей удельной площади бокового теплоотвода у прибыльной надставки, уширяюцейся к верху (при определенных углах наклона). Поскольку возрастает таюче и epefvi кристаллизации (фиг.Л) а, следовательно, длительность сохранения жидкой фазы в области прибыльной надставки, то улучшается подпитка жидким металлом нижележащих слоев слитка, с одновременным ослаблением развития усадоч1822362§

ных дефектов из-за лучших условий всплывания примесей из тела слитка прибыль.

5 Формула изобретени

Прибыльная надставка, состоящая из металлического кожуха и теплоизолирующей футеровки, выполненной уииряющейся кверху, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения химической неоднородности и увеличения выхода годного металла за счет уменьшения глубины усадочной

раковины, уширение кверху выполнено под углом 15-20° к вертикали.

Фиг.

I I I I | | I I I I I I I II I 1 I I I I i I I I I I I I

J0-2 Ч- 6 в 70 72 W W Ю Угол накпона к вертикали (град.)

фиг.З

20 22

i Ч- 6 8 70 7Z It J6 78 20 21 Угол наклона 6 Вертикапи (zpad.)

фигЛ

фиг 7

(Pus в