Разливочный стакан Советский патент 1978 года по МПК B22D41/50 

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов и сплавов, и быть использовано при разливке стали в изложницы.

Известен разливочный стакан, закрепленный в днище ковша и содержащий вертикальный канал, поперечное сечение которого имеет лепестковую форму, при этом впадины леиес1Koii имеют овальную форму, а libicTyиы остроугольную.

При иримеиеиии известного стакаиа ()асоиный ирофиль сечения струи со.храияется на всем иротяжении иадеиия струи от Н11жие1о уровня стакана до иоверхпости металла изложнице, что ие создает комиактиост1г, жесткости струи, развитая поверхность струи способствует зиачительиому вторичиому окислению металла кислородом воздуха и загрязнению заготовок неметаллическими включениями.

При остроугольной форме выступов они быстро смываются струей металла, канал ставится цилиндрическим, снова возникают торообразные вихревые кольца, а металл загрязняется неметаллическими включениями - продуктами размыва стакана. Кроме того, постоянное не изменяющееся на высоте стакана сечение канала приводит к следующему. Струя металла, проходя путь от входного се9

чения вертикального цилиндрического канала до его выходного сече1П я, иод действием силы земного притяжения и luinopa ускоряется. Пзвестно, что

V V ,

где V - скорость потока;

g-ускорение свободного падения; // - ианор.

Уско км111е струп при постоянстве расхода металла должно и)инодит. к сужению струи иа выходе из каиа.ча стакана. Из у)авиения Бернулли без учета местного сопротивления легко нолуч ггь зависимость:

JiiL 1/

гл, г 77

где d}i - диаметр входного сечения вертикального цилиндрического канала, равный диаметру струи в этом сечении; dn-диаметр выходного сечения струи

из цилиндрического канала; Я - высота столба металла над входным

сечением цилиндрического канала; /Zj; - высота цилиндрического канала. Вследствие действия сил, сжимающих струю, происходит следующее. Во-первых, при значительной величине сил, наиример, из-за малой высоты столба метал.ма в ковтне и

большой высоты цилиндрического канала между струей металла и стенкой канала стакана образуется зазор, в котором создается разрежение и куда инжектируется воздух окружающей атмосферы, в результате чего струя теряет устойчивость, происходит биение струи внутри канала стакана, в струе развиваются возмущения, нриводящие к разрыву струи, ироисходит окисление новерхности струн окружающей атмосферой, осаждение иродуктов окислення на стенках канала и зарастание стакана. Во-вторых, ирн небольшой велнчине сил, сжимающих струю, меньших сил смачивання металлом стенок канала огнеунора, нанример, нрн большой высоте столба металла в ковше н малой выеоте стакана не происходит отрыва струи металла от стенок канала, однако, в этом случае внутри струн ноявляется разрежение, нроиеходит окисление металла за счет инжектнрования струей окружающей атмосферы внутрь жидкости, в струе иоявляются возмущения, нриводящие к разрыву струи.

В обоих случаях в струе возникают возмущения, струя металла захватывает иузырьки воздуха, которые в жидкости быстро увеличиваются и при достаточном развитии капнтации образуются крупные кавитаннонные каверны.

Неустойчивость и местные зоны срыва струи нри наличии зазора между струей и стеиками каиала, а также возмущеиия внутри струй ири отсутствии зазора, вызывают флуктуации давлений в насадке, что ириводит к ноявлению вихревых колец иа виешней иоверхности струи. Эти вихревые кольца переносятся со струей вниз и образуют в затонленном пространстве вихревые торообразиые диски. В движущейся луидкоети возникает кавитация с образованием кавнтацноиных каверн. При захлоиываинн полостей каверн развнваютея высокие давления, что приводит к разрушеиню разливочного стакана, стенки изложиицы и корочки елитка, что ироявляегся в низкой стойкости различиого нрииаеа и оборудования н высокой отбраковке слитков из-за подмывов корочки, трещин, плены.

Цель изобретения - улучшение организации струи и повышение качества металла.

Для этого в разливочном стакане, имеющем вертикальный канал, например, с фасоииым профилем в ноперечном сеченнн, профиль канала в нонеречном сеченни вынолнен с постепенным нереходом но высоте стакана из фасониого в круглый, а сам канал имеет сужеине киизу под углом 0,2 -.

Профиль фасонной части канала в поиеречном сечеинн вынолисн леиестковым с выстуиами овальной формы. Отионгсние длины ко 111ческой части Kaiia.4a к оби1,ей длиие его составляет 5-- 83%.

На фиг. 1 изображен стакан, общнй вид; на фиг. 2 - разрез но Л-А на фиг. 1; на

фиг. 3 - контур внутренней новерхности канала в ионеречном ееченни стакана.

Стакан н.меет вертикальный сужнвающи ся книзу иод углом 0,2-2° канал, верхнее сеченне которого вынолнено фасонным, нанример ленестковым. Постсиеино, по мере снижения, фасонное сечение переходит в круглое. Острые выстуны ленестков наиравлсны в сторону тела стакана, а овальные грани - в струю. Коннческая часть канала составляег,

нанример, 80% от общей высоты его.

Стакан устанавливается с внутренней или вненшей стороны ковша в гнездовой кириич под стопор нли шибер. При разливке ст)уя металла через канал стакаиа истекает к форму (изложницу, кристаллизатор маншиы непрерывного литья заготовкн, нромежутг)чпы11 ковш).

11снользоваине раз.ливочно1о етакана дан1101 конструкции нозволяет улучшнть оргаинзащно струи, повысить качество металла, новыснть етойкост) стакана, изложинц, умсньшнть зараста1Н е стакана, уменьшить загрязненность металла продуктами вторнчиого окисления, NMeiHHHHTb отбраковку слитков и

слябов из-за подмывов корочки, TpCHUlH и

илен.

Ф о р м у л а и 3 обре т с и и я

1.Разливочиый стакаи, имеющий вертикальный канал, нанрнмер, е фасо1шым ирофилем в ионеречном еече1И1н, отличающийся тем, что, с целью улучщения организации струн и новышення качества .металла, ирофиль канала в ионеречном сеченни вынолнен с ностененным переходом но высоте етакана нз фасонного в круглый, а сам канал имеет сужение книзу иод углом 0,2-2°.

2.Стакан но н. 1, о т л и ч а ю HJ; н и с я тем, что, с целью иовышеиия стойкости стакана.

ирофиль фасонной частн канала в нонеречиом сеченин вынолисн ленестковым с выстуиамн овал1)Ной формы.

3.Стакан но н. 1, о т л н ч а ю HI, и и с я тем, что от юшеиие длины коинческой части к об

щей длиие его составляет 5-85%.

И