Устройство для защиты струи металла

 

Изобретение включает металлический кожух с торцевыми уплотнениями и патрубок для подвода инертного газа. Уплотнения выполнены в виде чередующихся пластин с центральным и боковыми отверстиями , при этом пластины установлены между собой с зазором, равным 1,1-2,0 толщины пластины, а отношение диаметров боковых отверстий в двух смежных пластинах составляют 1,2-1,5. 2 ил., 1 табл.

(1)5040738/02 (2) 29.04.92 (6) 30,08.93. Бюл. tk 32

5) Б.А.Коротков (2) Б,А.Коротков, И.И.Шейнфельд,,Ì.Паршин, Н,В.Новиков, В.А;Фетисов, ;И.Прихно и M.Ã.Tèõîèîâñêèé

3) Общество с ограниченной ответственостью "Интеграция" промышленного и э ономического потенциала

6) Патент Нидерландов ЬВ 185612, . В 22 D 11/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРУИ

МЕТАЛЛА (57) Изобретение включает металлический кожух с торцевыми уплотнениями и патрубок для подвода инертного газа, Уплотнения выполнены в виде чередующихся пластин с центральным и боковыми отвер, стиями, при этом пластины установлены между собой с зазором; равным 1,1-2,0 толщины пластины, а отношение диаметров боковых отверстий в двух смежных пластинах составляют 1,2-1,5. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, кЬнкретнее к непрерывной разливке металлоов и сплавов.

Технический результат изобретения эаючается в повышении надежности и эфтивности защиты струи металла.

Это достигают тем, что в устройстве для щиты струи металла из разливочного ковсодержащем металлический кольцевой ух с торцевыми уплотнениями и патрубдля инертного газа, согласно иэобретею уплотнения выполнены в виде едующихся пластин с центральным и боым отверстиями, при этом пластины усовлены между собой с зазором, равным

-2 толщины пластины, а отношение диаров боковых отверстий в двух смежных стинах составляет 1,2-1,5.

Выполнение уплотнения в виде чередуихся пластин с боковыми отверстиями и ламентированный зазор между пластими обеспечивают повышение надежности ффективности защиты струи металла за т того, что между устройством и трубой создается по крайней мере два газовых затвора вокруг трубы, что исключает как подсос воздуха, так и избыток аргона в канале С.. защитной трубы при возможных на практике колебаниях давления и расходов защитного газа.

Регламентированная установка пла- д стин между собой и величина диаметров боковых отверстий в двух смежных пластинах обеспечивают повышение надежности и эффективности защиты струи металла за Со счет того, что давление в газовых затворах будет снижаться в направлении от центра, (д что определит исключение подсоса воздуха QQ в канал защитной трубы из атмосферы.

При уменьшении зазора между пластинами в устройстве менее 1,1 толщины пластины падает расход газа в формируемых пластинами потоках, что определяет низкую величину давления в газовых затворах и попадание воздуха в трубу; при увеличении зазора между пластинами более 2 толщины пластины давление в газовых затворах вы1838038 равнивается, и воздух также попадает в полость трубы.

Нз. фиг.1 показано устройство в продольном сечении; нз фиг.2- одна из пластин устройства.

К разливочному ковшу 1 с разливочным стаканом 2 присоединена при помощи опорного кольца 3 рычажного механизма огнеупорная труба 4. На опорном кольце 3

: установлено устройства 5 для защиты струи металла..

Устройство 5 содержит металлический кольцевой кожух 6 с торцевйми уплотнениями 7 вверху и внизу и патрубак 8 для инертного газа, Уплотнения 7 выполнены в виде чередующихся пластин 5 с центральным 9 и боковым. 10 отверстиями (фиг.2), при этом пластины установлены между собой с зазором д>, равным 1,1-2 толщины д2 пластины

7 (т.е. д> - 1,1-2 дД, а отношение диаметров

d> и б2 боковых отверстий 10 в двух смежных пластинах 7 составляет 1,2-1,5 (т.е. d>1,2...1,5с32).

Устройство работает следующим образом.

Подаваемый при помощи патрубка 8 в устройство 5 аргон через боковые отверстия

10 в пластинах.7 торцевых уплотнений распределяется между пластинами 7, формируя при этом две пары потоков: верхнюю пару к стакану 2 и нижнюю пару — к трубе 4.

Благодаря тому, что зазоры. д между пла-. стинами 7 составляют 1,1-2 их толщины д2, а диаметры ф ближних к центру устройства

5 отверстий 10 превышают в 1,2...1,5 диаметры d> более удаленных отверстий 10, вокруг как стакана 2, так и трубы 4 формируются два газовых затвора (показано стрелкой), причем более удаленный затвор характеризуется более низким давлением газа, чем ближний, чта исключает попадаН»ее воздуха в канал защитной трубы 4, определяя тем самым высокую эффективность защиты металла.

Принципиальным отличием предложенной конструкции устройства является то, что устройство формирует два и большее число потоков инертного газа нормально к поверхности агнеупаров со снижением скорости потока в направлении от центра устройства по его высоте.

Примеры осуществления изобретения.

На МНЛЗ разливают сталь Х18Н10Т из

100-т ковша в 6,5-т промежуточный ковш через стакан у!60 мм. К разливочному ковшу при помощи рычажного механизма присоединена огнеупорная труба с диаметром канала 75 мм, На опорном кольце рычажного механизма установлено устройство для защиты струи металла, содержащее металлический кожух с патрубком для подвода инертного газа. Каждое уплотнение выполнено в виде 3-х чередующихся пластин толщиной 1 мм с центральным отверстием, две из которых имеют боковое отверстие. Расход аргана для защиты струи металла составляет 30

vì/÷àñ. Сечение заготовок 200 х 1100 мм.

Пример 1. Пластины в устройстве

10 установлены с зазором между собой, равным 1,1 толщины пластины (ä1 = 2,2 мм), т.е. нижнему из запрашиваемых пределов значений, а отношение диаметров боковых огверстий в пластинах составляет 1,3, что

15 является средним иэ запрашиваемых значений (dz - 39 мм).

Содержание кислорода в пробе металлз иэ разливочного ковша составляло 0,0028, иэ промежуточного — 0,0031$. Съем метал20 ла при эачисткелитых заготовок был 8,4 мм, Пример 2. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным 1,5 толщины пластины, т.е, среднему из запрашиваемых значений (д> - 3,0 мм), при

25 там же, что и в примере 1, отношении диаметров боковых отверстий в пластинах.

Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша составляло 0,0029$, из промежуточного ковша — 0,00307ь. Съем

30 металла при зачистке литых слябов был 8,2 мм.

Пример 3. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным верхнему иэ запрашиваемых значений

35 (д»= 2 дг - 4,0 мм) при том же, что и в примерах 1...2, отношении диаметров боковых отверстий в пластинах, Содержание кислорода в пробе металла иэ разливочного ковша составляло 0,0029, 40 иэ промежуточного ковша — 0,0032 j, Съем металла при зачистке литых заготовок был

8,5 мм, Пример 4. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, рзв"5 ным 0,8 толщины пластины, т.е. меньшим нижнего из запрашиваемых значений (д

-1,6 мм) при том же, что и в примерах 1...3 отношении диаметров боковых отверстий в пластинах, Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша было 0,0030, из промежуточного ковша -0,0036 . Съем металла при зачистке литых заготовок был 8,9 мм.

Пример 5. Пластины в устройстве установлены с зазором между собой, равным 2,3 толщины пластины, т.е. большим верхнего из запрашиваемых значений (д>"4,6 мм) при том же, чта и в примерах 1.„4

1838038 ставляет 1,2-1,5. т ошении диаметров боковых отверстий в

1 астинэх, Содержание кислородов в пробе метализ разливочного ковша было 0,0028%, из

1; омежуточного ковша — 0,0037%. Съем мела при зачистке литых заготовок был 8,9,1Л

Пример 6. Пластины в устройстве у ановлены с зазором между собой, рав м 1,5 толщины пластины, т.е. со средним и запрашиваемых значений, а отношение д аметров боковых отверстий в пластинах с ставляет1,2, т.е. равно нижнему из эапраш ваемых значений (б2 - 36 мм).

Содержание кислорода в пробе металла и разливочного ковша составляло

0 0030%, из промежуточного ковша—

О, 034%. Съем металла при зачистке литых э готовок был 8,3 мм.

Пример 7. Пластины в устройстве у тановлены с зазором между собой, равн м среднему из,запрашиваемых значений, а отношение диаметров боковых отверстий в ластинах составляет 1,5, т.е. равно верхн му из запрашиваемых значений (dg - 45 м )..

Содержание кислорода в пробе металла и разливочного ковша составляло

0 0029, из промежуточного ковша—

0 0033%. Съем металла при зачистке литых

3 готовок был 8,3 мм.

Пример 8. Пластины в устройстве у тановлены с зазором между собой, равн м среднему иэ запрашиваемых значений, э отношение диаметров боковых отверстий в пластинах составляло 0,9, т.е. меньше н жнего иэ запрашиваемых значений (dz7 мм).

Содержание кислорода в пробе металла иэ разливочного ковша составляло

0,0030%, из промежуточного ковша—

0)0043%. Сьеы ыетзппз при зачистке литых э готовок был 9,0мм.

П р и и е р 9. Пластины в устройстве у тановлены с зазором между собой, равым среднему из запрашиваемых значений, а отношение диаметров боковых отверстий в пластинах составляет 1,7, т,е. больше верх его иэ запрашиваемых значений (d2 51 м).

Содержание кислорода в пробе металла

L з разливочного косша составляло .0028%, иэ промежуточного ковша— ,0043 Съем металла при зачистке литых аготовок был 9,2 мм, 5

Пример 10 (прототип). Уплотнения в верхней и нижней частях устройства были иэ корундографита с центральным отверстием для трубы (нижнее уплотнение) и для разливочного стакана (верхнее уплотнение).

Зазор между уплотнениями и огнеупорами составлял 4 мм.

После разливки зазор между уплотнениями и огнеупорами увеличился до 7 мм.

Содержание кислорода в пробе металла из разливочного ковша составило 0,0028%, из промежуточного ковша — 0,0042%. Съем металла при зачистке литых заготовок был 9,4 мм.

Параметры опробованных устройств и показатели качества металла (примеры 110) обобщены в таблице, Из таблицы следует, что приращение содержания кислорода в промежуточном ковше (0,0001....0,0004%) и потери металла при зачистке заготовок(8,2„,8,5 мм) меньше в примерах 1 — 3, 6 — 7, т.е, при запрашиваемых параметрах предложения, Выход за эти пределы приводит к заметному увеличению содержания кислорода (приращение

0,0006...0,0015%} и потерь при зачистке заготовок (8,9...9,2 м л) — примеры 4 — 5, 8 — 9.

Максимальное приращение содержания кислорода (0,0016%) и потери металла при строжке заготовок (9,4 мм) характерны для прототипа, Предложенное устройство позволяет повысить надежность и эффективность защиты струи металла из разливочного ковша за счет исключения подсоса воздуха в канал трубы и повысить таким образом качество литых заготовок.

Внедрение предложения для нержавеющей стали позволит снизи содержание кислорода в стали на 0,0010 — 0,0015% и потери металла при строжке заготовок на 0,9—

1,2 мм.

Формула изобретения

Устройство для защиты струи металла, содержащее металлический кольцевой кожух старцевы ли уплотнениями и патрубком для подвода инертного газа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что уплотнения выполнены в виде расположенных одна над другой пластин с центральным и боковым отверстиями, при этом пластины установлены между собой с зазором, равным 1,1 — 2,0 толщинам пластины, а отношение диаметров боковых отверстий в двух смежных пластинах со1838038

Содержание кисло о а

Параметры устройства

Пример

di, мм д)/дг дг, мм б1, мм й/б1 бг, мм разли- промевочный жуточковш ныйховш

0 0028 0,0044 тип *

П р и м е ч а н и е. азгар уплотнений.

2

4

6

8

10 (прото

1,1

1,5

2,0

0,8

2,3

1,5

1,5

1,5

1,5

2.2

3,0

4,0

1,6

4,6

3,0

3,0

3,0

3,0

ЗО

1,3

1,3

1,3

1,3

1,3

1,2

1,5

0,9

1,7

39

39

39

39

39

36

0,0028

0,0029

0,0029

0,0030

0,0028

0,0030

0,0029

0,0030

0,0028

0,0031

0,0030

0,0032

0,0036

0,0037

0,0034

0,0033

0,0041

0,0043

Съем металла при зачистке заготовок, мм

8,4

8,2

8,5

8.9

8,9

8,3

8,3

9,0

9,2

1838038

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

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