Устройство для сифонной разливки стали

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к разливке стали сифонным способом в глуходонные изложницы. Цель изобретения - улучшение качества поверхности и макроструктуры слитка. Устройство содержит расположенную на поддоне центровую, распределительную звездочку, сифонную проводку и концевой стаканчик изложницы, выполненный с верхним торцом, наклоненным под углом 10 - 45° к горизонту в направлении подвода металла и наибольшей высотой, равной 4,73 - 8,4 диаметрам канала сифонной проводки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЯЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)5 В 22 0 7/12

ГОСУД,РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4705144/31 — 02 (22) 25,04.89 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (71) Мариупольский металлургический институт и Донецкий металлургический завод им. В.И,Ленина (72) А.M.Äìèòðèåâ, Е.А.Казачков, А.В.Сущенко, Б,П.Крикунов, P.Ï.Îëåêñà, Г.C,Ëåãoстаев, С.М.Грищенкова и А.В.Неклюдов (53) 621.746.393 (088.8) (56) Ефимов В.А, Стальной слиток.-М.: Металлургиздат, 1961, с.220, рис,125.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к разливке стали сифонным способом в глуходонные изложницы.

Цель изобретения — улучшение качества поверхности и макроструктуры слитка.

На чертеже показано устройство для сиг фонной разливки стали.

Устройство содержит центро вую 1, установленную на поддоне 2, распределительную звездочку 3. сифонную проводку 4 и концевой стаканчик 5. При этом стаканчик имеет наклон верхнего сечения под углом

10-45 к горизонту в направлении подвода металла и максимальную высоту, равную

4,73-8,4 диаметрам канала сифонной проводки.

Устройство работает следующим образом. Металл из сталеразливочного ковша поступает сначала в центровую и заполняет ее, затем через распределительную звездочку растекается по сифонным проводкам, „„Я2 „„1671401 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИФОННОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к разливке стали сифонным способом в глуходонные изложницы.

Цель изобретения — улучшение качества поверхности и макроструктуры слитка. Устройство содержит расположенную на поддоне центровую, распределительную звездочку, сифонную проводку и концевой стаканчик изложницы, выполненный с верх ним торцом, наклоненным под углом 10-45 к горизонту в направлении подвода металла и наибольшей высотой, равной 4,73-8,4 диаметрам канала сифонной проводки 1 ил

Металл в полость изложницы попадает через концевой стаканчик 5. Причем в случае использования стаканчика с горизонтальтикали считаем положительным, В случае использования предлагаемого устройства, в котором концевой стаканчик имеет оптимальный угол наклона верхнего сечения а Оп . к горизонтали в направлении подвода металла, отклонения струи от вертикали не происходит и угол j3 = О. При таком способе подвода металла не требуется для ликвидации отклонения струи от вертикали увеличивать отношение hc/dcp. стакана, приводящие к увеличению скорости ее истечения в изложницу и вызывающее интенным верхним сечением струя металла отклоняется от вертикали в направлении подвода металла на угол Р, который в этом случае авй считаем отрицательным. Если струя отклоняется навстречу подводимому металлу (к центровой), то угол/3отклонения ее от вер- С

1671401 сивные обратные потоки, которые способствуют появлению равнин и увеличению загрязненности слитка шлаковыми включениями. Кроме того, наклон верхнего сечения выходного канала препятствует перекрытию и закупорке стаканчика пакетами со шлакообраэующими или теплоизоляционными смесями, вводимыми на дно изложницы перед разливкой.

Решение получено на основе экспериментов по гидравлическому моделированию процесса сифонной разливки стали.

Подобие движения моделирующей жидкости и металла достигается при выполнении условий равенства чисел Рейнольдса, критериев Фруда и Эйлера в модели и натуре для диапазона изменения скорости наполнения изложниц при разливке слитков массой от 0,1 до 80 т, состоящего в настоящее время 0,0025-0,013 м/с (150-800 мм/мин), Полученный эффект обусловлен тем, что в момент выхода струи из стакана с наклоненным на угол а верхним сечением, силы реакции, действующие на струю со стороны стенок канала оказываются нескомпенсированными вследствие отсутствия стенок с одной стороны, и горизонтальная проекция результирующей Rx всех сил, действующих на поток жидкости, отлична от нуля направлена противоположно направлению подвода металла. Результирующая R>, вызывает появление составляющей вектора скорости струи, имеющей тоже направление, что и сила Вх. Эта дополнительная составляющая скорости приводит к развороту оси струи на некоторый угол в сторону, с которой подводится металл. Этот угол разворота определяется углом наклона верхнего сечения стакана и скоростью разливки, т.е. есть функция угла и скорости разливки.

Минимальный угол наклона верхнего сечения стакана а =10 обусловлен тем, что при минимальных скоростях разливки струя перестает отклоняться от вертикали в направлении подвода жидкости, начиная уже сугла 10 (угол /=0 ), Приэтом получают эмпирическое выражение, связывающее углы а и P; P = 0,5 (a -10 ), При больших углах наклона верхнего сечения (а ) 10 ) струя жидкости уже начинает отклоняться в направлении, противоположном ее подводу (угол j9 становится положительным), Например, при a = 45 угол p = + 17,5, что приводит к подмыву граней слитка, ближних к центровой.

При максимальных скоростях разливки эффект вертикализации струи начинает наблюдаться при угле наклона верхнего сечениями < =45 . Вэтом случае угол отклонения струи определяется по формуле /3 ==

0,25 (а-45 ). При углах a < 45 струя отклоняется от вертикали в сторону дальних по отношению к центровой граней слитка

5 (j3< 0 и при а = 0 P = -11,5 ).

При средних скоростях разливки получают выражение: / = 0,2 (а -25 ). Оптимальный интервал углов наклона верхнего сечения стакана выбирается из условия, что10 бы отклонение струи от вертикали в ту или иную сторону не превышало 1. Это соответствует углам наклона а ог = 20-30 . Высота hc стаканчика складывается иэ толщины дна изложницы h< и высоты высту15 пающей в полость изложницы части пь. h, <

h<+ht,. Для рассматриваемых типоразмеров слитков (0.1-80т) толщина дна hu изложницы колеблется в пределах от 110 до 220 мм, что составляет (1,8-5,5) диаметров канала си20 фонной проводки. Высота выступающей в полость изложницы части стаканчика Иь равна (0,27-2,9) диаметрам канала сифон ной проводки и определяется из следующих соображений: минимальная — наименьшим уг25 лом наклона верхнего сечения стаканчика а= 10 и величиной диаметра канала сифонной проводки; максимальная — наибольшим углом наклона верхнего сечения стакана а= 45 и тем, что при этой высоте выступаю30 щей части стаканчик заглубляется в тело слитка настолько, что величина донной обрезки не превышает обычно принятую норму (1-2 ). Таким образом, полная высота стаканчика равна (4,73-8,4) диаметрам канала сифонной трубки.

R р и м е р . В производственных условиях проводят испытание устройства при сифонной разливке опытно-промышленной партии подшипниковой и легированной ста40 ли в слитки массой 5,5 т. Скорость наполнения изложниц составляет 450-475 мм/мин (0,0075-0,0079 м/с). Диаметр каналов сифонной d< к. = 60 мм. Все опытные слитки прокатывают на товарную заготовку с по45 следующим контролем макроструктуры и отбраковкой по поверхности дефектам.

При увеличении угла а наклона верхнего сечения стакана от 0 до 25 наблюдается уменьшение дефектов макроструктуры, головной и суммарной обреэи и брака по дефектам поверхности заготовок, что обусловлено увеличением глубины проникновения струи за счет ликвидирования ее отклонения в направлении подвода метал55 ла, При изменении угла наклона а верхнего сечения стаканчика от 25 до 50 происходит ухудшение аналогичных показателей качеств, так как струя йачинает отклоняться от вертикали, но уже в другую

1б7 1401

ffemcrnn

Составитель Е,Скиданова

Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор Е.Полионова

Заказ 2769 Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 сторону — противоположную направлению подвода (угол P > О). При этом глубина ее проникновения снова снижается и возрастает балл по вторичным усадочным дефектам, головная и суммарная обрезь; кроме 5 того, происходит подмыв затвердевшей корки на ближних к центровой гранях слитка, что влечет за собой возрастание (;4) поверхностных дефектов.

Норма технологической обрези для дан- 10 ного слитка составляет 2,0, что значительно превышает приведенные значения для рассмотренных стаканчиков с высотой, лежащей внутри интервала значений h

2,1-3,14, И только при высоте стаканчика, 15 равной 8,4 диаметрам канала сифонной проводки, донная обреэь достигает предельной величины. flo остальным показателям качества металла этот вариант ничем не отличается от оптимального, т.к, 20

Q > болт. = 25, Использование предлагаемого ус жл ства для сифонной разливки стали позволя ет увеличить выход годного за сне снижения брака по макроструктуре и по о рхностным дефектам на 0,6-1,0;ь.

Формула изобретения

Устройство для сифонной разливки стали, содержащее глуходонную изложницу, поддон, центровую и сифонный припас, состоящий из распределительной звездочки, сифонной проводки и концевого стаканчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества поверхности и макроструктуры слитка, концевой стаканчик выполнен со скосом в сторону подвода металла к изложнице по сифонной проводке, под углом к горизонту, равным 10...45, причем высота от верхней точки скоса составляет 4,73...8,4 диаметра канала сифонной проводки,