Устройство для защиты струи металла Советский патент 1993 года по МПК B22D11/10 B22D7/12 

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

Технический результат изобретения за- кпючается в повышении надежности и эф- 1 ективности защиты струи металла.

Это достигают тем, что в устройстве для щиты струи металла из разливочного ков- цЬа, содержащем металлический кольцевой кожух с торцевыми уплотнениями и патрубком для инертного газа, согласно изобрете ию уплотнения выполнены в виде чередующихся пластин с центральным и бо- вым отверстиями, при этом пластины ус- новлены между собой с зазором, равным |,1-2 толщины пластины, а отношение диа- тров боковых отверстий в двух смежных г ластиках составляет 1,2-1,5.

Выполнение уплотнения в виде череду- щихся пластин с боковыми отверстиями и f егламентированный зазор между пласти ами обеспечивают повышение надежности эффективности защиты струи металла за счет того, что между устройством и трубой

создается по крайней мере два газовых затвора вокруг трубы, что исключает как подсос воздуха, так и избыток аргона в канале защитной трубы при возможных на практике колебаниях давления и расходов защитного газа.

Регламентированная установка пластин между собой и величина диаметров боковых отверстий в двух смежных пластинах обеспечивают повышение надежности и эффективности защиты струи металла за Счет того, что давление в газовых затворах будет снижаться в направлении от центра, что определит исключение подсоса воздуха в канал защитной трубы из атмосферы.

Приуменьшении зазора между пластинами в устройстве менее 1,1 толщины пластины падает расход газа в формируемых пластинами потоках, что определяет низкую величину давления в газовых затворах и попадание воздуха в трубу; при увеличении зазора между пластинами более 2 толщины пластины давление в газовых затворах выел

с

00

со

00

о со

00

со

равнивается, и воздух также попадает в полость трубы.

На фиг. 1 показано устройство в продольном сечении; на фиг.2 - одна из пластин устройства.

К разливочному ковшу 1 с разливочным стаканом 2 присоединена при помощи опорного кольца 3 рычажного механизма огнеупорная труба 4. На опорном кольце 3 установлено устройство 5 для защиты струи металла..

Устройство 5 содержит металлический кольцевой кожух 6 с торцевыми уплотнениями 7 вверху и внизу и патрубок 8 для инертного газа. Уплотнения 7 выполнены в виде чередующихся пластин 5 с центральным 9 и боковым 10 отверстиями (фиг.2), при этом пластины установлены между собой с зазором di, равным 1,1-2 толщины 62 пластины 7 (т.е. 5t 1,1-2 (За), а отношение диаметров di и d2 боковых отверстий 10 в двух смежных пластинах 7 составляет 1,,5(т.е. di ,2...1,5d2). .

Устройство работает следующим образом.

Подаваемый при помощи патрубка 8 в устройство 5 аргон через боковые отверстия 10 в пластинах.7 торцевых уплотнений распределяется между пластинами 7. формируя при этом две пары потоков: верхнюю пару к стакану 2 и нижнюю пару - к трубе 4. Благодаря тому, что зазоры oi между пластинами 7 составляют 1,1-2 их толщины 5г, а диаметры da ближних к центру устройства 5 отверстий 10 превышают в 1,2...1,5 диаметры di более удаленных отверстий 10, вокруг как стакана 2, так.и трубы 4 формируются два газовых затвора (показано стрелкой), причем более удаленный затвор характеризуется более низким давлением газа, чем ближний, что исключает попадание воздуха в канал защитной трубы 4, определяя тем самым высокую эффективность защиты металла.

Принципиальным отличием предложенной конструкции устройства является то, что устройство формирует два и большее число потоков инертного газа нормально к поверхности огнеупоров со снижением скорости потока в направлении от центра устройства по его высоте.

Примеры осуществления изобретения. На МНЛЗ разливают сталь Х18Н10Т из 100-т ковша в 6,5-т промежуточный ковш через стакан 0(60 мм. К разливочному ковшу при помощи рычажного механизма присоединена огнеупорная труба с диаметром канала 75 мм. На опорном кольце рычажного механизма установлено устройство для за0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щиты струи металла, содержащее металлический кожух с патрубком для подвода инертного газа. Каждое уплотнение выполнено в виде 3-х чередующихся пластин толщиной 1 мм с центральным отверстием, две из которых имеют боковое отверстие. Расход аргона для защиты струи металла составляет 30 м /час. Сечение заготовок 200 х1100 мм.

П р и м е р 1. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным 1,1 толщины пластины (di 2,2 мм), т.е. нижнему из запрашиваемых пределов значений, а отношение диаметров боковых отверстий в пластинах составляет 1,3, что является средним из запрашиваемых значений (da 39 мм).

Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша составляло 0,0028%, из промежуточного - 0,0031%. Съем металла при зачисткелитых заготовок был 8,4 мм.

П р и м е р 2. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным 1,5 толщины пластины, т.е. среднему из запрашиваемых значений (5i 3,0 мм), при том же, что и в примере 1, отношении диаметров боковых отверстий в пластинах.

Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша составляло 0,0029%, из промежуточного ковша - 0,0030%. Съем металла при зачистке литых слябов был 8,2 мм.

П р и м е р 3. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным верхнему из запрашиваемых значений (5) 2 дг ж 4,0 мм) при том же, что и в примерах 1...2, отношении диаметров боковых отверстий в пластинах.

Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша составляло 0,0029%, из промежуточного ковша - 0,0032%. Съем металла при зачистке литых заготовок был 8,5мм.

П р и м е р 4. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным 0,8 толщины пластины, т.е. меньшим нижнего из запрашиваемых значений (д « 1,6 мм) при том же, что и в примерах 1...3 отношении диаметров боковых отверстий в пластинах.

Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша было 0,0030%, из промежуточного ковша - 0,0036%. Съем металла при зачистке литых заготовок был 8,9 мм.

П р и м е р 5. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным 2,3 толщины пластины, т.е. большим верхнего из запрашиваемых значений (д 4,6 мм) при том же, что и в примерах 1...4

отношении диаметров боковых отверстий в 1ластинах.

Содержание кислородов в пробе метал . т из разливочного ковша было 0,0028%, из

1 омежуточного ковша - 0,0037%. Съем меуэпла при зачистке литых заготовок был 8,9

мм.

П р и м е р 6. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, рав- шм 1,5 толщины пластины, т.е. со средним иг запрашиваемых значений, а отношение диаметров боковых отверстий в пластинах с( ставляет 1,2. т.е. равно нижнему из запра- ш /таемых значений (d2 36 мм).

Содержание кислорода в пробе металла и i разливочного ковша составляло О, )030%, из промежуточного ковша - 0,3034%. Съем металла при зачистке литых зг готовок был 8,3 мм.

Пример. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, рав- HI ж среднему из .запрашиваемых значений, 8 отношение диаметров боковых отверстий в 1ластинах составляет 1.5, т.е. равно верх- ному из запрашиваемых значений (d2 45 ми).

Содержание кислорода в пробе металла и} разливочного ковша составляло 00029%, из промежуточного ковша - 0,0033%. Съем металла при зачистке литых 3i готовок был 8,3 мм.

ПримерЗ. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, рав- н ям среднему из запрашиваемых значений, а отношение диаметров боковых отверстий в пластинах составляло 0,9, т.е. меньше нижнего из запрашиваемых значений (d2 -27мм).

Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша составляло 0,,0030%, из промежуточного ковша - С 0041%. Съем металла при зачистке литых з iroTOBOK был 9,0 мм.

Приме р 9. .Пластины в устройстве у:тановлеиы с зазором между собой, равным среднему из запрашиваемых значений, а отношение диаметров боковых отверстий в пластинах составляет 1.7, т.е. больше верхнего из запрашиваемых значений (da ш 51 км).

Содержание кислорода в пробе металла V3 разливочного ковша составляло (.0028%, из промежуточного ковша - С,0043%. Съем металла при зачистке литых заготовок был 9,2 мм.

П р и м е р 10 (прототип). Уплотнения в верхней и нижней частях устройства были из корундографита с центральным отверстием для трубы (нижнее уплотнение) и для 5 разливочного стакана (верхнее уплотнение). Зазор между уплотнениями и огнеупорами составлял 4 мм.

После разливки зазор между уплотнениями и огнеупорами увеличился до 7 мм.

0 Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша составило 0.0028%, из промежуточного ковша - 0,0042%. Съем металла при зачистке литых заготовок был 9,4 мм.

5 Параметры опробованных устройств и показатели качества металла (примеры 1- 10) обобщены в таблице.

Из таблицы следует, что приращение содержания кислорода в промежуточном

0 ковше (0,0001....0,0004%) и потери металла при зачистке заготовок(8,2...8,5 мм) меньше в примерах 1-3, 6-7, т.е. при запрашиваемых параметрах предложения, Выход за эти пределы приводит к заметному увеличению

5 содержания кислорода (приращение 0,0006...0,0015%) и потерь при зачистке заготовок (8,9...9,2 мм) - примеры 4-5, 8-9. Максимальное приращение содержания кислорода (0,0016%) и потери металла при

0 строжке заготовок (9,4 мм) характерны для прототипа.

Предложенное устройство позволяет повысить надежность и эффективность защиты струи металла из разливочного ковша

5 за счет исключения подсоса воздуха в канал трубы и повысить таким образом качество литых заготовок.

Внедрение предложения для нержавеющей стали позволит снизип содержание

0 кислорода в стали на 0,0010-0,0015% и потери металла при строжке заготовок на 0,9- 1,2мм.

Формула изобретения Устройство для защиты струи металла,

5 содержащее металлический кольцевой кожух с торцевыми уплотнениями и патрубком для подвода инертного газа, отличающееся тем, что уплотнения выполнены в виде расположенных одна над другой пла0 стмн с центральным и боковым отверстиями,, при этом пластины установлены между собой с зазором, равным 1,1-2,0 толщинам пластины, а отношение диаметров боковых . Отверстий в двух смежных пластинах со5 ставляет 1,2-1,5.

Л р им е ч а ни е. Разгар уплотнений.

Изобретение включает металлический кожух с торцевыми уплотнениями и патрубок для подвода инертного газа. Уплотнения выполнены в виде чередующихся пластин с центральным и боковыми отверстиями, при этом пластины установлены между собой с зазором, равным 1,1-2,0 толщины пластины, а отношение диаметров боковых отверстий в двух смежных пластинах составляют 1,2-1,5. 2 ил., 1 табл.

cpue.i

tpЈ/e.,2L