Устройство для непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков

Изобретение относится к непрерывной разливке стали. Устройство для непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков содержит промежуточный ковш (1), кристаллизатор с широкими (11) и узкими (12) гранями и глуходонный цилиндрический погружной напорный разливочный стакан (2). Разливочный стакан выполнен с эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями (4), выполненными под углом β=3-8° к вертикальной оси, и дном (7), выполненным с наружной поверхности конусным под углом β₁=3-8° к вертикальной оси. Выходные отверстия на внутренней конусной поверхности стакана выполнены на расстоянии h от начала конусности, причем d/h=5-7, где d – диаметр центрального канала разливочного стакана. Стенки выходных отверстий сужаются к донной части стакана под углом γ=20-30°. Обеспечивается повышение качества непрерывнолитых заготовок за счет стабильности перемешивания стали в горизонтальной плоскости кристаллизатора. 2 ил.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам для непрерывной разливки стали.

Известно устройство для непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков [Патент РФ №2379153], содержащее промежуточный ковш, кристаллизатор с широкими и узкими гранями, глуходонный цилиндрический погружной напорный разливочный стакан с центральным каналом и эксцентрично расположенными выходными отверстиями, расположенными под углом β=3-8° к вертикальной оси, проходящей через центр разливочного стакана, дно разливочного стакана с наружной поверхности выполнено конусным под углом β₁=3-8° к вертикальной оси, проходящей через центр разливочного стакана.

Недостаток известного устройства заключается в следующем:

1. Растрескивание разливочного стакана в области нижней части выходных отверстий.

2. Размывание материала стакана в нижней части выходных отверстий.

Заявляемое устройство направлено на повышение срока службы выходных отверстий и погружного стакана в целом.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства, заключается в следующем:

1. Повышение стабильности перемешивания жидкой стали в горизонтальной плоскости кристаллизатора.

2. Повышение стабильности качества непрерывнолитых прямоугольных стальных слитков на протяжении разливки металла.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: промежуточный ковш; кристаллизатор с широкими и узкими гранями; глуходонный цилиндрический погружной напорный разливочный стакан с центральным каналом диаметром «d» и эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями, выполненными под углом β=3-8° к вертикальной оси, проходящей через центр разливочного стакана, дно разливочного стакана с наружной поверхности выполнено конусным под углом β₁=3-8° к вертикальной оси, проходящей через центр разливочного стакана.

Отличительные признаки: выходные отверстия стакана выполнены на внутренней конусной поверхности на расстоянии «h» от начала конусности, связанном с диаметром центрального канала «d» соотношением d/h=5-7; стенки выходных отверстий выполнены сужающимися к донной части стакана, образуя между собой угол γ=20-30°.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Выполнение выходных отверстий стакана на внутренней конусной поверхности стакана увеличивает срок его службы и уменьшает вероятность растрескивания стенки стакана при уменьшении его толщины.

Уменьшение соотношения d/h<5 (где d - диаметр центрального канала стакана, h - расстояние от начала конусности внутренней поверхности стакана до выходного отверстия) приводит к нецелесообразному увеличению толщины стенки стакана в районе выходных отверстий и высоты стакана и, как результат, к увеличению массы стакана.

Увеличение соотношения d/h>7 приводит к недостаточному увеличению толщины стенки в районе выходных отверстий и отсутствие увеличения срока службы стакана.

Выполнение стенок выходных отверстий глуходонного цилиндрического погружного разливочного стакана сужающимися к донной части стакана обеспечивает повышенный срок службы стакана по причине того, что суженные к донной части стакана стенки размываются на протяжении более длительного времени и, дополнительно, по причине повышения прочности стакана от растрескивания в донной части.

Уменьшение угла между сужающимися к донной части стакана стенками отверстия γ<20° приводит к нецелесообразному уменьшению площади выходных отверстий стакана и уменьшению расхода стали в кристаллизатор, что ограничивает диапазон изменения скорости разливки заготовок.

Увеличение угла между сужающимися к донной части стакана стенками отверстия γ>30° приводит к нецелесообразному уменьшению прочности стакана в районе выходных отверстий, переходу стакана из разряда напорного в безнапорный и уменьшению срока службы погружного разливочного стакана.

На фиг. 1 показано устройство для непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков, на фиг. 2 - внешний вид напорного глуходонного разливочного стакана с эксцентрично расположенными выходными отверстиями.

Заявляемое устройство для непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков состоит из промежуточного ковша 1, напорного глуходонного цилиндрического погружного разливочного стакана 2 с центральным каналом 3 с внутренней конусной поверхностью 9, эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями 4 со стенками 5 и 6, дна стакана 7 с наружной поверхностью 8, кристаллизатора 10 с широкими 11 и узкими 12 гранями.

Предварительно в кристаллизатор 10 устанавливается напорный глуходонный цилиндрический погружной разливочный стакан 2 с эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями 4, направленными под углом в сторону широких граней 11, а также приспособление - затравка, предотвращающая выливание жидкой стали. Работа устройства для непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков заключается в следующем. Жидкая сталь из промежуточного ковша 1 через напорный глуходонный цилиндрический погружной разливочный стакан 2 с центральным каналом 3, с глухим дном 7 и внутренней поверхностью 9, эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями 4 со стенками 5 и 6 поступает в кристаллизатор 10 и наполняет его. После достижения заданного уровня расплава в кристаллизаторе 10 и формирования заготовки производят ее вытягивание. Жидкая сталь, вытекающая струями из эксцентрично расположенных вертикальных выходных отверстий 4 со стенками 5 и 6 напорного глуходонного цилиндрического погружного разливочного стакана 2, обеспечивает стабильное перемешивание расплава в горизонтальной плоскости кристаллизатора 10 вдоль широких 11 и узких 12 граней вокруг наружной поверхности 8 дна 7 стакана 2.

Устройство для непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков, содержащее промежуточный ковш, кристаллизатор с широкими и узкими гранями, глуходонный цилиндрический погружной напорный разливочный стакан с центральным каналом диаметром d и эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями, выполненными под углом β=3-8° к вертикальной оси, проходящей через центр разливочного стакана, при этом дно разливочного стакана с наружной поверхности выполнено конусным под углом β₁=3-8° к вертикальной оси, проходящей через центр разливочного стакана, отличающееся тем, что выходные отверстия выполнены на внутренней конусной поверхности стакана на расстоянии h от начала конусности, связанном с диаметром центрального канала d соотношением d/h=5-7, а стенки выходных отверстий выполнены сужающимися к донной части стакана с образованием между ними угла γ=20-30°.