Промежуточный ковш

 

Сущность изобретения: в промежуточном ковше вокруг выпускного отверстия установлены прямоугольные пластины-гасители под углом а к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины и выпускного отверстия, а величина его находится в пределах 0,5° а 90°, при этом высота пластин-гасителей составляет h (0,25-2,0) У D(H-0,2) , где: h - высота пластины, м; Н - высота рабочего пространства промежуточного ковша, м; D-диаметр выпускного отверстия, м. 2 з.п, ф-лы, 1 табл. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 0 11/10, 41/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ,В а =(0,025-0,1) - К,I = (1,0 — 4,0) - а, h = (0,25 2,0) (21) 4951803/02 (22) 28,06,91 (46) 15,04,93, Бюл. ¹ 14 . (71) Центральный научно- исследовательский институт черной металлургии им.

И.П.бардина (72) А.ЛЛиберман, И.В,Дубровин, А,П.Мотин, B.M.Æàðêoa, В.А,Коржавин, А.А.Клачков, А;И.Устинов, Т,Н.Попова, О.И,Новиков и M.H.Àíþõèí (73) А;Л.Либерман (56) Заявка Японии ¹ 61-186516, кл. В 22 D .

" 11/10, 1988.

Заявка Японии N, 61-184580, кл. В 22 D

41/08, 1986, Поликовский В.И„Перельман Р,Г. Воронкообразование в жидкости с открытой поверхность о, Госэнергоиздат, 1959, с. 161.

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

Целью изобретения является снижение загрязненности литых заготовок неметаллическими включениями. Поставленная цель достигается тем, что в. промежуточном ковше пластины.-гасители, расположенные вокруг выпускного отверстия, установлены под углом а к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины-гасителя и выпускного отверстия, а величина его находится в пределах 0,5О< a < 90О; при этом высота пластин-гасителей составляет где h — высота пластин-гасителей, м;. Ж,, 1809793 АЗ (54) ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ (57) Сущность йзобретения в промежуточном ковше вокруг выпускного отверстия установлены прямоугольные пластины-гасители под углом а к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины и выпускного. отверстия, а величина его находится в пределах 0,5 .< а < 90, при этом высота пластин-гасителей составляет h -=-Вд д)," РЩ H — 02): пластины, м; Н вЂ” высота рабочего пространства промежуточного:ковша, м; D äèàìåòð выпускного отверстия, м. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Н вЂ” высота рабочего пространства промковша, м;

D — диаметр выпускного отверстия, м; и кроме того, в предложенном промежуточном ковше на большей грани пластины-гасителя выполнены поперечные канавки, ширина которых составляет: где h — высота пластины, м; а — ширина канавки, м; а глубина. канавки (Ь) находится в пределах

-а/3 < Ь < а, причем расстояние между ними составляет где! — расстояние между канавками, м.

1809793

При этом, в предложенном промежуточном ковше канавки имеют форму шеврона.

Указанная конструкция промежуточного ковша позволяет предотвратить возникновение воронкообразного движения 5 металла, причем установленные под углом а пластины-гасители отводят завихрения в сторону от выпускного отверстия.

При установке пластин-гасителей под углом а 0,5 завихрения образуются воко 10 руг выпускного отверстия, а при значениях

a > 90 локальные вихревые течения перемещаются в сторону выпускного отверстия.Величина угла o: обуславливается существованием в промежуточном ковше ис15 ходных потоков металла и определяется экспериментально. Причем увеличение угла а происходит с возрастанием силы и направленности исходных потоков.

Высота пластин-гасителей соответству- 20 ет уровню металла в ковше, при котором возникает воронкообразное движение..Экспериментально установлено, что максимально возможный уровень металла над выпускным отверстием промковша, со25 ответствующей воронкооб азованию, изменяется от025 . D(H — 0,2) до

2 0 . D (Н вЂ” 0,2 ) и обуславливается направленностью исходных потоков в разливочной емкости. П и значениях уровня . меньше 0,25 . D (Н вЂ” 0,2) воронка образуется даже при наличии пластин-гаси телей в результате провала металла. над выпускным отверстием. П и эна ениях уровня больше 2,0 D (Н вЂ” 0,2 ) воронкообразное движение металла в про.мковше отсутствует.

Размеры и расположение канавок на рабочей грани пластины-гасителя устанав- 40 ливаются в зависимости от степени турбулизации потока истекающего металла и механической прочности выбранной конструкции пластин-гасителей.

При значениях à 5 0,025. h или l. >4,0 45

- а вокруг пластин-гасителей устанавливается ламинарное течение металла, Увеличение ширины канавки а 0,1 h или уменьшение расстояния между канавками l <1,0 - а понижает степень турбулизации потока, 5 причем при таком расстоянии 1,происходит размыв канавок потоками металла. Глубина канавок {b) выполняется в зависимости от выбранной ширины, Гурбулентнбсть потока металла будет недостаточной при Ь а, а размыв канавок происходит при Ь < а/3.

На фиг.1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг.2 - пластина-гаситель. Устройство содержит промежуточный ковш1 с высотой рабочего пространства Н, выпускное отверстие 2 диаметром О, пластины-гасители 3, уровень металла в промежуточном ковше во время разливки обозначен позицией 4. При этом пластиныгасители установлены под углом а, а на рабочей грани 5 пластины-гасителя выполнены канавки шириной а, глубиной (Ь) и расстоянием между канавками 6.

В процессе разливки возникающие над выпускным отверстием 2 при падении уровня металла 4 в промковше 1 вихреобразное движение металла ослабляется пластинамигасителями 3, причем пластины-гасители 3 с рассчитанной по формуле высотой h исключают воронкообраэование в металле, а уста-, . новленные под углом L отводят неизбежно возникающие локальные завихрения в сторону от выпускного отверстия 2 и снижают загрязненность литых заготовок неметаллическими включениями, При этом выполненные на рабочей грани 5 пластины-гасителя

3 канавки 6 разбивают существующие локальные вихревые течения, вследствие увеличения турбулентности проходящих возле пластин-гасителей 3 потоков металла, причем поперечное расположение канавок 6 изменяет направление течения вихревых потоков в. истекающем металле возле рабочей грани 5 пластины-гасителя:3, что препятствует к попаданию разного рода включений в канал выпускного отверстия 2, Для предотвращения перемещения вихрей по высоте пластин-гасителей 3 канавки 6 имеют форму шеврона. При этом вихревое течение металла в направлении вертикальной плоскости пластин-гасителей 3 затруд- . нено вследствие пересечения вектора перемещения вихря с канавкамл 6, Пример. Сталь ШХ15 разливают на четырехручьевой УНРС через промежуточный ковш 1 с перегородками, Металл подают в кристаллизаторы через выпускные отверстия 2 диаметром 60 мм. Высота рабочего пространства промковша 1 равняется 1 м. В районе выпускного отверстия 2 за 3-м ручье установлены две пластины-гасители

3, расположенные симметрично относительно оси выпускного отверстия 2, причем рабочая грань 5 пластины-гасителя 3 и вертикальная ось выпускного отверстия 2 лежат в одной плоскости.

Для уменьшения загрязненности литых заготовок неметаллическимл включениями на 2-м ручье вокруг выпускного отверстия 2 промковша 1 установлены две пластины-га" сители 3, рабочие грани 5 которых находятся под углом 25 к плоскости, проходя;цей через вертикальные оси симметрии пластины-гасителя 3 и выпускного отверстия 2, а высота пластин-гасителей (h) рассчи-ана по

1809793

h = (0,25 — 2,0) а =(0,025 — 0,1) .! - =(1,0 — 4,0) - а, Yran а, Загряэненноств металла НВ, 4 ? 11,5 мм/дма

Примечание

Раэме канавок. мм

Высота пластин-га

Диаметр вы пускного от в. О, мм

Высота рабочего пространства, H.м га уа п.п. сителЩ ЩЬ

-2,01 V 0 (Н - 0.2 1 втирина глубина а Ь расстояние

П е ожен ное ойство

12,94

Воронкообрвэование

Завихрения е р-не выпускного отв. з,о

6.0

1,5

50

ЭО

9.31

5.56

7.0

1О

400

1,22

Э.61

4ОО

5

1О

10 ,1О

4О

Ламинарное течение металла eorруг

lIlISCTllII rÂÑÈÒ4lIÂé

Рвэмыв канавок

Канавки имеют шев на

7 .В

t0

Э,21

4,31 .

4,95 о

ВО .Z0 46

40..

1О

40 го

24 го.

Уст oRctsO по п ото

Воронкообра эоввние

Воронкообраэованне

Завихрения в р-не выпускного отв.

62З

6 14 формуле 2,0 . 0 (Н 0,2 ) и составля ет 400 мм, причем на рабочей поверхности

5 пластин-гасителей 3 выполнены канавки б, имеющие форму шеврона, Ширина канавок а выбрана в пределах 0,025 h< а< 0,1:

h и составляет 20 мм, расстояние между канавками находится в пределах а< <4а и равняется 40 мм, а их глубина составляет 10 мм, что удовлетворяет условию а/3< b < а.

В таблице приведены результаты испытаний предложенного устройства с различными параметрами пластин-гасителей в сравнении с прототипом.

Внедрение изобретения позволяет улучшить качество непрерывнолитых заготовок за счет снижения брака по крупным неметаллическим включениям на 40 ф.

Формула изобретения

1, Промежуточный ковш преимущественно для установки непрерывной разливки металлов, содержащий прямоугольные пластины-гасители, расположенные вокруг выпускного отверстия в днище ковша, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения .. загрязненности металла неметаллическими включениями, flAGGTAHbl-гасители установl лены под углом к плоскости, проходящей через вертикальные оси симметрии пластины и выпускного отверстия, величина которого а составляет 0,5 < ц < 90, при этом

5 высота пластин-гасителей равна () где Н вЂ” высота рабочего пространства про10 межуточного ковша, м;

0 — диаметр выпускного отверстия, м.

2. Ковш поп.t отличающийся тем, что на больШей грани пластины-гасителя выполнены поперечные канавки, ширина

15 которых а составляет а глубина канавки Ь равна -1/3 а< Ь<а ; при20 чем расстояние между ними составляет

3, Ковш по п,2, о тл и ч а ю щи и с я тем, 25 что канавки имеют форму шеврона.

1809793

J

Составитель А,Либерман

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л.Ливринц

Редактор

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

Заказ 1294 . . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно(о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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