Погружной глуходонный огнеупорный стакан

 

Использование металлургия, непрерывная разливка металлов и сплавов. Сущность изобретения: огнеупорный стакан выполнен в нижней части с центральным каналом овального поперечного сечения с отношением длин большой и малой осей 1,4-2,0. У нижнего торца стакана выполнены в вертикальной плоскости овальные противоположно расположенные по большой оси боковые выпускные отверстия Малые поперечные оси выпускных отверстий и центрального канала равны между собой, а длина большой оси выпускных отверстий определяется из выражения, приведенного в формуле изобретения. 1 табл , 3 ил.

Я2,, 1754323 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 D 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

°:!

2 (57) Использованиег" металлуртия, непрерывная разливка металлов и сплавов. Сущность изобретения: огнеупорный стакан выполнен в нижней части с центральным каналом овального поперечного сечения с отношением длин большой и малой осей

1,4 — 2,0. У нижнего торца стакана выполнены в вертикальной плоскости овальнМе противоположно расположенные по большой оси боковые выпускные отверстия. Малые поперечные оси выпускных -отверстий и центрального канала равны между собой, а длина большой оси выпускных отверстий определяется из выражейия, приведенного в фармуле изобретения, 1 табл„3 ил.

1 (21) 4866281/02 (22) 28.06.90 (46) 15.08.92, Бюл, N 30

- (71) Советско-нидерландское совместное предприятие "Инфомаркет" . (72) Ю..В.Балаковой, IQ,Ë,Ïàê, Б.А,Коротков, Л.М,Аксельрод, А. Н, Комаров, B.П, Баран юк, Ю.И.Жаворонков, А.Б,Ракульцев, Л.И.Жаворонкова, И,В.Сидоров и Г,Н.Гринько (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 503629, кл. В 22 D 11/10, 1972. (54) ПОГРУЖНОЙ ГЛУХОДОННЫЙ ОГНЕУПОРНЫЙ СТАКАН

Э

Изобретение относится к металлургии, его в крйсталлизаторе-при непрерывной конкретно к непрерывной разливке преиму-- разливке с глуходонным металлдйроводящественно нержавеющей стали. - .. щим каналом, выполненйым круглого none- а

Известен огнеупорный стакан для под- речдого сечения вверху и прямоугольного в0дэ расплавленного металла под урдвень внизу,ипрямоугольнымйвыходныаиотвер-- у его в кристаллизаторе при непрерывной . стиями, выполненнйми-ввертикальнойпло-. разливке с глуходонным металлопроводя -: - скостипобольшойосипоперечногосечения щим каналом и прямоугольными заходными металлопроводящего канала выше дна, миотверстиями, выполненными выше дна, в нимальный размер которых равен миникотором металлопрОводящий канал выпол- мальному размеру поперечногд сечения . Оь нен круглого поперечного сечения йо всей канала, в котором металлопроводящий кадлине стакана, а выходные отверстия — с - — нал выполнен сотношейием максймального . минимальным размером, равным 0,53диа- " и минимального размеров поперечного леметра канала, и максимальным размером, ченйя 1,4. равным 1,63 от минимального. Однако данный стакан не обеспечивает . Недостатком этого огнеупорного стака- надежную разливку нержавеющей стали изна является невозможность непрерывной". за "зарастания" его выходных отверстий в разливкй металла в тонкий сляб (менее началеразлйвкииприпереходенаразливку

180 мм). последующей плавки в серии, поскольку для

Известен огнеупорный стакан для под- — небольшого отношения максимального и вода расплавленного металла под уровень минймального размеррдв выходных отвер1754323 стий и значительной длины канала снижение температуры металла npvi прохождении стакана и его затвердевание"в выходных отверстиях опережают размыв формирующейся корки потоком расплава.

Наиболее близким к предлагаемому по . техничеСкой сущности и достигаемому результатуявляется огнеупорный стакан для подвода расплавленного металла под лопроводящим. каналом, вйполненным круглого пойеречного сечения вверху и овального внизу, и овальными выходными отверстиями, выполненными в вертикальной плоскости по большой оси поперечного сечения металлопроводящего канала выше дна, в котором выходные отверстия выпол : нены в виде сквозной прорези, отношение

20 мйнимального размера которой к минимальном размеру поперечного сечения металлопроводящего канала равно 0,1-0,9, а отношение площади, отсекаемой прорезью на поверхности метэллопроводящего кана- ла, к площади его поперечного сечения составляет 0,8-1,2.

Недостатком этого стакана является низкая надежность процесса разливки не, ржавеющей стали из-зэ "зарастания" егО DT30 верстий в начале разливки и при снижении скорости вытягивания сляба в процессе разливки, т.е. уменьшении металлорасхода, поскольку здесь при движении металла по отйоСительно длийному кэналузначительно снижается температура расплава и на стенках отверстий начинает интенсивно нарастать твердая корка. Кроме того, при малых значениях отношения ширины прорези к ширине поперечного сечения канала фор40 мируемые выходными отверстиями потоки металла характеризуются низкой устойчи.востью из-за повышенного значения отношения высоты к толщйне потоков.

Цель изобретения — повышение надежности процесса непрерывного литья метал- .45 лэ за счет сохранения устойчивости потоков металла в кристаллизаторе, На фиг. 1 показан погружной глуходонный огнеупорный стакан, общий вид; на фиг, 50

2 — вид А на фиг. 1; на фиг, 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.Огнеупорный стакан 1 подсоединен к разливочному стакану 2 промежуточного ковша 3 для подвода расплавленного металла 4 под.уровень его в прямоугольный кри55 сталлизатор 5 и имеет. центральный канал 6 круглого поперечного сечения D вверху и овального сечения а х Ь внизу(фиг. 3), закан: чивающийся дном 7, э расположенные у йижнего торца выпускные отверстия 8 выуровень его в кристаллизаторе при не- 10 прерывной разливке с глуходонным металполнены овального сечения рэзмероч а х b (фиг. 2). Центральный канал 6 стакана 1 выполнен с отношением длин большой оси а и малой оси b в пределах 1,4-2,0. Длины малых поперечных осей выпускных отверстий

8 и центрального канала 6 равны между собой, т.е. b = b, а длина большой поперечной оси выпускных отверстий 8 определяется из выражения а =k b 0,007 t р, I где а — длина большой поперечной оси выпускных отверстий, см;

k — эмпирический коэффициент, учитывающий теплопроводность материала огнеупорного стакана и толщйну его стенки и равный 0,35 — 1,00:

b — длина малой поперечной оси центрального канала, см;

0,007- эмпирический коэффициент, см ";

1- длина центрального канала, см; р — периметр поперечного сечения центрального канала, см..

Регламентация отношения. длин большой и малой осей поперечного сечения центрального канала .в пределах 1,4-2,0 обеспечивает надежность процесса разливки нержавеющей стали в тонкий сляб за счет исключения как "зарастания" канала при низких метэллорасходах, так и его "перелива" при больших металлорасходах.

При величине отношения менее 1,4 сйижается пропуекная способность стакана, что определяет его "перелив" металлом при высоких металлорасходах. При величине отношения более 2,0 увеличивается теплоотдающая поверхность стакана, что определяет "зарастание" канала при низких метэллорасходах.

Равенство длин малых поперечных осей выпускных отверстий и центрального канала обеспечивает повышение надежности процесса разливки и одновременно устойчивости потоков расплавленного металла при разливке стали за счет исключения

"зарастания" отверстий при низких металлорасходах и "бурления" металла в кристаллизаторе при высоких металлорасходах.

Значения коэффициента k выбираются в прямо пропорциональной зависимости от теплопроводности материала стакана и толщины его стенки.

Граничные значения коэффициента k соответствуют: минималное (0,35) — огнеупорному стакану из материала с наименьшей теплопроводностью (кварца) и толщиной стенки 1,5 см, меньшая толщина нецелесообразна по технологии изготовления огнеупора ("непролив" при шликерном

1754323

5 литье и т.д.), максимальное (1,0) — огнеупорному стакану из материала с наибольшей теплопроводностью — циркона (коэффициент его теплопроводности в 8-9 раэ выше теплопроводности кварца), и толщиной стенки 2,5 — 3 см, Исходя из заданных параметров огнеупорного стакана и указанных соотношений однозначно определяются параметры его металлопроводящего канала и выходных отверстий, Таким образом, в каждом отдельном случае достигается надежная разливка с устойчивым вводом потоков металла в кристаллизатор, что обеспечивает высокие технико-экономические показатели производства литых слябов малой толщины, прежде всего из нержавеющей стали.

В таблице приведены примеры использования огнеупорного стакана, Пример 1, Для разливки коррозионностойкой стали Х18Н10Т в сляб сечением

135 х 700 мм с рабочей скоростью вытягивания 1,5 м/мин используют корундографитовый приставной стакан с овальным поперечным сечением центрального канала в нижней части. Минимальный размер канала (b) 3,5 см, его длина (I) 45 см, толщина стенки 1,5 см (k = 0,8), Выпускные отверстия стакана выполнены овального сечения, Отношение длин большой и малой осей поперечного сечения центрального канала а/b равно 1,4 (длина большой оси

5 см, периметр 14 см), а выпускные отверстия характеризуются размерами: Ь = 3.5 см; .а =0,83,5+О;007 55 14=7,0см, Разливка прошла нормально, без "зараСтания" выпускных отверстий и "бурления". металла в кристаллизаторе при устойчивом формировании выпускными отверстиями потоков расплавленного металла.

Пример ы 2 и 3. Значениям отношения а/Ь = 2,0 (пример 2) и 1,7 (пример 3) соответствуют длины больших осей 7 и 6 см, а размер выпускных отверстий соответственно . Ь = 3,5 см и а = 8,5 и 7,5 см.

Стаканы с такими размерами канала и выпускных отверстий обеспечивают устойчивую (без "зарастания" отверстий при снижении металлорасхода и "бурления". металла в кристаллизаторе при рабочем ме.таллорасходе) нормальную разливку коррозионностойкой стали и, следовательно, ее минимальные отходы.

Стакан с меньшей по сравнению с предлагаемой величиной размеров поперечного сечения канала (пример 4) не обеспечивает разливку с рабочими скоростями вытягивания, а при большей величине (пример 5) наблюдается "замерзание" металла при снижении металлорасхода.

Пример ы 6 — 8. Для разливки коррозионной стали Х18Н10Т в слябы сечением

5 170 х 1050 мм с рабочей скоростью вытягивания 1,2 м/мин используют огнеупорный стакан с овальный сечением центрального канала в нижней части. Длина канала 55 см, а длина малой оси 4,5 см. Стакан выполнен

10 из коундографита с толщиной стенки 2,5 см (k = 0,9), Отверстия 8 имеют овальный профиль. Центральный канал выполнен с отношением длин осей в пределах 1,4-2,0, а размеры выпускных отверстий равны:

15 Ь = 4,5 см; а — в пределах 11-13 см. Стаканы с такими размерами отверстий обеспечивают устойчивую (без "эарастания" их металлом при снижении металлорасхода и

"бурления" металла в кристаллизаторе при

20 рабочем металлорасходе) нормальную разливку коррозионной стали и следовательно, ее минимальные отходы. Стакан с меньшей величиной минимального размера отверстий (пример 9) характеризуется "бурлени25 ем" металла в кристаллизаторе при рабочей скорости вытягивания.

Пример ы 10 — 12, Для разливки коррозионностойкой стали Х18Т в слябы сечением 170 х 1050 с рабочей скоростью

30 вытягивания 1,2 мlмин используют приставные стаканы с овальным сечением центрального канала в нижней части. Длина малой оси канала 4,5 см, его длина 55 см, Материал стакана — кварц с толщиной стен35 ки 2,5 см (k = 0,4). Выходные отверстия овального профиля.

Канал стакана выполнен с отношением размеров поперечного сечения в пределах

1,4 — 2,0, а размеры выпускных отверстий рав40 ны: Ь = 4,5 см, а — в пределах 9,0 — 10,5 см.

При использовании этих стаканов обеспечивается устойчивая (без "зарастания" отверстий при снижении металлорасхода и

"бурления" металла в кристаллизаторе при

45 рабочем металлорасходе) нормальная разливка коррозионностойкой стали и, следовательно, ее минимальные отходы, Пример ы 13-16, В примерах 13 и 14 стакан выполнен из кварца с толщиной

50 стенки канала 15 и 10 мм соответственно, а значения коэффициента k равны 0,35 и

0,25, При k = 0,25 стакан не удалось изготовить из-за "непролива" при шликерном литье.

55 В примерах 15 и 16 стакан выполнен из циркония с толщиной стенки канала 25 и 35 мм соответственно, а значения коэффициента k равны 1,0 и 1,15. При k = 1,15 стакан нельзя использовать для разливки из-за больших габаритов.

1754323 а =k-b 0,007 I-p, Ф с

Параиетры стакаиа, си

Характеристика разливки

Приме Сечение кристаллизетора, им

Выпускные отверстия цеитральиькЗ камал

) ) ?

1 ° Ь а/Ь

1,4

2,0

1,7

1,2

Ь а

Нориальив я

Переполиеиие стакана при У 1,2 и/иии

Замерзание металла а выпускиых отверстиях в иачале разливки и при

00 0,4 и/иии

Нориальиая

То we

ы

Бурление иетвлла в кристаллизаторе

5,0

7,0

6,0

4,0

135ь700 к 0,8

45 3,5

45 3,5

45 3 ° 5

45 3,5

2

l4

18 !

12

7 ° 0

8,5

7,5

6,5

1,5

3,5

2,5

0,5

3,5

3,5

3,5

3,5

3,5

5,0

4,0

3,0

7,5

4,0

15 3,5

4,0

45 3,5 2,2 7,5

55 4,5 14

55 4,5 2,0

S5 . 45 17

55 4,5 1,7

4,5

4,5

4,5

3,5

6 170w1050

7 к 0,9

6,5

8,5

7,0

7,5

l8,1

23,1

10,1

20,1

6,5

9.0

7,5

7,5

11,0 !

3,0

11,5

1f,0

2,0

4,5

3,0

3,0

6,5

9 ° 0

7,5

2,0

4,5

3,0 l0

11

12

Прото-. тий 170к1050

55 4,5 1,4

55 4,5 2,0

55 4,5 1,7

4,5

4,5

4,5

18,1

23;1

20,1

4,5

6,0

5,0

9,0

l0,5

9,5, Нормальная

То we

ы 55 45 25

11,5 7,0 28,1 2

23,5

Заиерзаиие металла в аыпускиых отверстиях е канале разливки и при сиихеиии Vlf менее 0;6 и/иии

55 4,5 1,7

7,5

150т10уч к 0,35 к 0 ° 25 к 1,0 к 1,15

20,1 4,5

5,0

9,5

Нориальиая

3

20,1

20,1

20,1

4,5

4,5.

4,5

4.5 .

7,5

8,5!

1516

55 45 17

55 45 17

55 4,5 1,7

9,0

12,0

13,0

7,5

7,5

7,5

Нориальиая

Использование предлагаемого огнеупорного стакана исключает возможность

"зарастанияи стакана, обеспечивает устойчивое истечение металла из выпускных отверстий, тем самым повышается надеж- 5 ность процесса непрерывного литья металла;

Формула изобретения

Погружной глуходонный огнеупорный стакан, выполненный с центральным кана- 10 лом в верхней и нижней частях стакана соответственйо круглого и овального поперечного сечения и противополбжно расположенными по большой поперечной оси канала овальными боковыми вынускны- 15 ми отверстиями, размег енными у нижнего торца стакана в вертикальной An|3ci

k — эмпирйческий коэффициент, учитывающий теплонроводность огнеупорного стакана и толщину его стенки и равный

0,35-1,00;

b — длина малой поперечной оси центрального канала;

I — длина центрального канала, см; р — периметр поперечного сечения центрального канала, см, 1754323

Ф 3

Составитель В. Яковлев

Техред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц

Редактор М. Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2847 . Тираж " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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