Устройство для подвода металла в кристаллизатор Советский патент 1981 года по МПК B22D11/106 

1

Изобретение относится к металлур- гии и касается, в частности, непрерывной м полунепрерывной разливки металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для подвода металла в кристаллизатор, содержащее оъемный разливочный ковш, кожух со смотровым окном, промежуточную емкость, подставку и кольцевую полость для подачи инертного газа М

Недостаткг1ми указанного устройства являются: сложность конструктивного исполнения из-за большого количества деталей и узлов герметизации; низкая эксплуатационная надежность, поскольку его сильфонный герметизатор содержит кольцевой лист из зластичного материала, например резины, которая от высокой температуры окружающей среды и контактирующих с нею деталей быстро выходит из строя-усложнение изготовления узлов герметизации устройства с большими габаритами (для отливки крупных слитков), так как в этом случае возрастают Трудозатраты в связи с увеличивающимися Требованиями к точности получение слитков с неоднородной грубой макроструктурой из-за того, что в известном устройстве инертный газ недостаточно охлаждает струю жидкого металла и не имеет возможности способствовать удалению из этой струи вредных газов, так как кольцевая полость для подачи инертного газа размещена под промежуточной емкостью, т.е. в непосредственной близости от мениска талла; недостаточное рафинирование жидкого металла от неметаллических включении из-за того, что промежуточная емкость размещена над кристаллизатором, т.е. удалена от мениска на

15 высоту, достаточную для образования на нём значительной лунки от напора струи металла и конвекции; необходимость использования допйлнительного оборудования и увеличения энергозатрат при осуществлении известным устройством вакуумирования металла.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение ее эксплуатационной надежности с сохранением ус25 лови.я для качания кристаллизатора и обеспечением неподвижности разливочного ковша.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено расположенным

30 в нижней части кожуха экраном с про межуточной емкостью, при этом края стенок экрана и промежуточной емкости размещены с зазором по отношению к стенкам кристаллизатора и имеют собой направленную под острым углом к стенкам кристаллизатора щель,

Кожух оснащен фланцем, размещеянь в верхней его части, а подставка выполнена с цектрирукедей расточкой, в которой установлеи зтот фланец.

Кроме того, с целью повышения качества разливаемого металла кольцевая полость для подачи инертного газа раэме;1дена над промежуточной емкостью,

На чертеже представлено предлагаемое устройство для подвода металла в кристаллизатор.

Устройство содержит разливочный ковш 1, установленный через уплотнителькую прокладку 2 и подставку 3 на стойках 4, которые размещены вокруг кристаллизатора 5, но не имеют с HJ-IM механической; связи, поскольку кристаллизатор в процессе работы качается

Соосно кристаллизатору размещены промежуточная емкость б, кожух 7 и стакан 8 разливочного ковша. Кожух в верхней части оснащен фланцем 9,а подставка выполнена с центрирующей расточкой, в которой установлен этот фланец, при этом верхние поверхности фланца и подставки находятся в одной плоскости.

Нижняя часть кожуха оснащена экраном 10, обращенным выпуклой частью внутрь полости 11 промежуточной емкости. Экран кожуха и промежуточная емкость соединены между собой посредством элементов 12 крепления.При этом между экраном и стенками променсуточной емкости предусмотрена уМеньшаьжщяся от их центра до периферии и направленная под острым углом (f. 10-25) к стенкам кристаллизатора щель 13 Величина этой щели отрегулирована огнеупорными распорныг-1и втулками 14, охватывающими элементы крепления и составляет по периферии 2-3 .мм. Края стенки экрана и промежуточной емкости размещены по отно 1ени10 к стенкам кристаллизатора с зазором 15, равным ,5 м;

Для подвода инертного газа в кольцевую полость 16 под фланцем размещен, выведенный за пределы подставки, патрубок 17, Выходное отверстие патрубка в кожухе размещено выше нижнего торца стакана.

Смотровое окно 18 кожуха расположено так, что можно видеть струю 19 металла, а смотровое окно 20 размещено в стенке кристаллизатора для наблюдения за мениском 21 металла и его уровнем.

В нижней части промежуточной емкости имеется вертикальное сливное

отверстие 22, диаметр которого выполнен больишм диаметра отверстия 23 стакана.

Для отвода отработанных газов в подставке выполнены отверстия 24. Стрелками показано направление движения инертного газа и газов, удаляемых с мениска 21 металла.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом разливки в кристаллизатор 5 через патрубок 17, полости 16 и 11, сливное отверстие 22 подают инертный газ, например аргон, с целью вытеснения воздуха. При появлении струи 19 расплавсленного металла инертный газ обволакивает ее кольцевоЛ струей и по мере прохождения струи 19 металла от нижнего торца стакана 8 до промежуточной емкости 6 инертный газ полностью защищает эту струю от окисления, частично охлаждает ее и производит частичное удаление из нее вредных газов.

В воронке промежуточной емкости б струя 19 расплавленного металла центрируется и через вертикальное сливное отверстие 22 заполняет кристаллизатор 5.

Кольцевая струя инертного газа, встречая на своем пути промежуточную емкость б, изменяет направление своего движения на 90° и с большой скоростью устремляется через узкую щель 13 экраном 10 и стенками промежуточной емкости б вверх, вдоль стенок кристаллизатора 5, производя при этом эжекцию газов с мениска 21 металла. Над мениском 21 металла создается разряжение и вредные газы, устремпяясь через зазор 15, смешиваются с инертным газом и удаляются через отверстие 24. за пределы устройства.

В процессе разливки через смотровое окно 18 Ю1блюдают за струей 19 металла, а через смотровое окно 20 за мениском 21 металла и его уровнем

Сравнительный анализ позволяет выявить следующие технико-экономические преимущества предлагаемого устройства перед известным: упрощение конструкции благодаря уменьшению количества деталей и узлов герметизации; повышение эксплуатационной надежности, поскольку не используются термически неустойчивые материалы; возможность изготовления такого устройства для отливки крупных слитков без увеличения трудозатрат, так как при этом не увеличиваются требования к точности,- получение слитков с однородной мелкозернистой структурой благодаря размещению кольцевой полости для подачи инертного газа над промежуточной емкостью, которое обеспечивает полную защиту струи от окисления, ее частичное охлаждение и частичное удаление из нее вредных газов равномерное распределение шлака по