Протиударна вставка для прийняття і розподілення потоку розплавленого металу та розливний пристрій

Реферат: Протиударна вставка 20, виконана з вогнетривкого матеріалу, здатного витримувати контакт з розплавленим металом, включає основу 12, яка під час експлуатації слугує як ударна поверхня для розплавленого металу, та бокову стінку 14, яка в цілому простягається від неї вгору. Бокова стінка 14 закінчується на верхній поверхні 16, яка під час експлуатації перебуває над основою 12, таким чином, що основа 12 та бокова стінка 14 обмежують об'єм для приймання розплавленого металу. Бокова стінка 14 містить принаймні один канал 22, причому принаймні один канал 22 має перший та другий кінці 24, 26, а перший кінець 24 є відносно ближчим до основи 12 у місці його перетину з боковою стінкою 14, ніж другий кінець 26. Принаймні один канал 22 має відкритий другий кінець 26 або звужується таким чином, що цей принаймні один канал 22 має нульову глибину на його другому кінці 26. Винахід також стосується розливального пристрою, який включає протиударну вставку 20, як описано вище. UA 100863 C2 (12) UA 100863 C2 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь винаходу Цей винахід стосується металургійної протиударної вставки. Зокрема, але не виключно, винахід стосується металургійної протиударної вставки для застосування у розливальному пристрої. Рівень техніки Протиударна вставка є загальним терміном для прокладки з ерозійно стійкого матеріалу, яка зазвичай розташовується на дні розливального пристрою для приймання вхідного потоку розплавленого металу, який виливають у розливальний пристрій з ковша. Це допомагає мінімізувати зношування самого розливального пристрою, водночас дозволяючи поліпшувати характеристики текучості розплавленого металу, який тече через розливальний пристрій у виливницю. У Патенті США 5169591 розкривається протиударна вставка для розливального пристрою для застосування при безперервному литті сталі. Протиударна вставка включає основу, периферійну верхню поверхню та переривчасту бокову стінку, яка проходить між основою та периферійною верхньою поверхнею, причому бокова стінка має підрізану внутрішню поверхню, яка може бути криволінійною. У Патенті США 5358551 розкривається протиударна вставка, яка включає основу, бокову стінку, яка проходить навколо основи, причому бокова стінка має внутрішню поверхню, яка має частину, яка простягається всередину і вгору і може бути увігнутою. Оскільки обидва з вищезгаданих та інші типи протиударних вставок призначаються для зменшення турбулентності у розливальному пристрої для мінімізації затримки шлаку, для запобігання руйнуванню покривного флюсу розливального пристрою та повторному окисненню розплавленого металу і для забезпечення належного шляху потоку металу у розливальному пристрої, мета даного винаходу полягає у забезпеченні вдосконаленого протиударної вставки. Короткий опис винаходу Згідно з першим аспектом даного винаходу, пропонується протиударна вставка, виконана з вогнетривкого матеріалу, здатне витримувати контакт з розплавленим металом, яке включає основу, яка під час експлуатації служить як ударна поверхня для розплавленого металу, та бокову стінку, яка в цілому простягається від неї вгору, причому вищезгадана бокова стінка обмежує верхню поверхню, яка під час експлуатації перебуває над основою, таким чином, що основа та бокова стінка обмежують вмістище для приймання розплавленого металу, причому бокова стінка містить принаймні один канал, вищезгаданий принаймні один канал має перший та другий кінці, перший кінець є відносно ближчим до основи у місці його перетину з боковою стінкою, ніж другий кінець, вищезгаданий принаймні один канал має відкритий другий кінець або звужується таким чином, що вищезгаданий принаймні один канал має нульову глибину на його другому кінці. У контексті даного опису термін "вмістище" у загальному сенсі означає конфігурацію, здатну вміщувати принаймні частину розплавленого металу, який вона приймає. Зокрема, бокова стінка не обов'язково має бути безперервною або повністю оточувати основу. Слід розуміти, що принаймні один зазначений канал може складатися з паза, прорізаного у боковій стінці, або може утворюватися непрямо: наприклад, через простір між парою рознесених гребенів або інших виступів на боковій стінці. У першій серії варіантів втілення перший та другий кінці принаймні одного каналу вертикально розташовуються на одній лінії у площині бокової стінки. У другій серії варіантів втілення кінці є вертикально зміщеними у площині бокової стінки. Сама бокова стінка може бути нахиленою відносно основи. У деяких варіантах втілення кут між боковою стінкою та основою становить від 75 до 115, у найкращому варіанті – приблизно від 85 до 95. Бокова стінка може мати плоску, вигнуту або увігнуту внутрішню поверхню. Форма принаймні одного каналу особливо не обмежується і може бути лінійною, кутовою або криволінійною, або може бути комбінацією зазначених форм. В оптимальному варіанті канал є лінійним, і в цьому разі посилання на вертикальний канал (кінці вертикально розташовуються на одній лінії) стосується його розташування у площині бокової стінки (тобто, якщо бокова стінка є нахиленою відносно основи, канал у ній все одно може описуватись як вертикальний). Подібним чином у разі лінійного каналу нахил (кінці вертикально зміщені) описується без врахування нахилу самої бокової стінки. В оптимальному варіанті канал має нахил під кутом від 85 до 45 відносно основи, у ще кращому варіанті – під кутом приблизно 70. Принаймні один канал може мати незмінну глибину у боковій стінці, і в цьому разі канал має відкритий другий кінець. В альтернативному варіанті глибина принаймні одного каналу може 1 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 збільшуватися, зменшуватися або іншим чином змінюватися між першим та другим кінцями. Глибина може змінюватися поступово або переривчасто, тобто, східчасто. Принаймні один канал може мати незмінну, збільшувану, зменшувану або іншим чином змінювану ширину між його першим та другим кінцями. Як було зазначено вище, ширина може змінюватися поступово або переривчасто, тобто, східчасто. В оптимальному варіанті переривчаста зміна ширини або глибини каналу може сприяти створенню "мертвої зони", у якій накопичуються небажані включення, що дозволяє запобігати їх надходженню у виливницю. Принаймні один канал може мати квадратний, прямокутний, трикутний, криволінійний або інший багатокутний поперечний переріз. Профіль поперечного перерізу принаймні одного каналу може бути незмінним або може змінюватися по довжині, наприклад, він може змінюватися від півкруглого ближче на першому кінці до трикутного на його другому кінці. Зміна профілю поперечного перерізу принаймні одного каналу може сприятливим чином змінювати крайові характеристики потоку. Бокова стінка може бути нескінченною (тобто, простягається безперервно навколо периметра основи). В альтернативному варіанті бокова стінка може частково простягатися навколо периметра основи. Може бути передбачено дві або більше бокових стінок, кожна з яких простягається навколо периметра основи, і в цьому разі кожна бокова стінка в оптимальному варіанті має принаймні один канал. Бокова стінка або кожна з бокових стінок може мати будь-яку комбінацію однієї або кількох прямих або кривих частин, які відходять від основи або розташовуються уздовж неї. В одному варіанті втілення бокова стінка або кожна з бокових стінок має незмінну висоту та незмінний профіль (тобто, товщину), хоча слід зазначити, що висота та/або форма бокової стінки може змінюватися по її довжині. У разі нелінійної (або нерівномірної) бокової стінки "площина бокової стінки" визначається у відповідній точці бокової стінки (наприклад, для криволінійної бокової стінки площина бокової стінки у будь-якій даній точці на боковій стінці є дотичною до бокової стінки в цій точці). Основа, як правило, має бути плоскою (хоча вона може мати хвилі, канали або виступи), і протиударна вставка, яка має таку конструкцію, що ударна поверхня розташовується горизонтально у розливальному пристрої і перпендикулярно потокові металу. Однак можуть існувати варіанти, у яких основа є увігнутою, вигнутою, хвилястою, східчастою, або може мати інший контур. У цих випадках вказування на нахил до основи слід розуміти як нахил відносно горизонтальної площини, коли протиударна вставка є орієнтованою під час експлуатації. Крім того, якщо основа включає деталі, розташовані на різних висотах відносно горизонталі, вказування "над основою" стосується найвищої деталі на основі. Форма периметра основи не обмежується і може бути, наприклад, багатокутною (наприклад, прямокутною, квадратною, трапецеїдальною і т. ін.), овальною або круглою. В одному варіанті втілення протиударна вставка по суті має коробчасту форму з прямокутною, плоскою основою і з безперервними боковими стінками, які мають чотири лінійні частини бокової стінки, причому кожна частина бокової стінки простягається вертикально вгору від периферії основи і з'єднується з кожною суміжною боковою стінкою під прямим кутом. На верхній поверхні бокової стінки або кожної з бокових стінок передбачено виступ, спрямований в цілому всередину. Цей виступ може бути практично паралельним основі або може бути спрямований всередину і вгору або всередину і донизу. Крім принаймні одного каналу, бокова стінка або кожна з бокових стінок додатково може включати наскрізні прорізи або отвори. Перший кінець принаймні одного каналу може знаходитись у місці перетину основи з боковою стінкою. В альтернативному варіанті перший кінець принаймні одного каналу може бути відокремлений проміжком від основи. В останньому разі проміжок може становити менше, ніж 50 %, менше, ніж 40 %, менше, ніж 25 %, або навіть менше, ніж 10 % висоти бокової стінки у відповідній точці. У будь-якому разі канал може мати відкритий другий кінець. В альтернативному варіанті принаймні один канал може звужуватися таким чином, що принаймні у зоні, наближеній до другого кінця, глибина принаймні одного каналу зменшується до нуля на другому кінці. Другий кінець принаймні одного каналу може простягатися до верхньої поверхні бокової стінки. В альтернативному варіанті другий кінець принаймні одного каналу може бути відокремлений проміжком від верхньої поверхні бокової стінки. В останньому разі проміжок може бути меншим, ніж 50 %, меншим, ніж 40 %, меншим, ніж 25 %, або навіть меншим, ніж 10 % висоти бокової стінки у відповідній точці. У деяких варіантах втілення передбачено кілька каналів. Кожен канал може перебувати на однаковій відстані від кожного суміжного каналу. Проміжки між каналами можуть, наприклад, у 2 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0,5-5 разів бути більшими за ширину каналів, у 0,75-3 рази більшими за ширину каналів або навіть приблизно в 1-2 рази більшими за ширину каналів. В альтернативному варіанті проміжки між суміжними каналами можуть бути різними. Таким чином, на потік можна впливати через забезпечення більшої концентрації каналів на одній ділянці порівняно з іншою ділянкою. Коли канали є лінійними, вони можуть бути паралельними і вертикальними або нахиленими. В одному варіанті втілення канали можуть розташовуватися віялоподібно, наприклад, так, що їхні перші кінці є щільно згрупованими у пучок, а другі кінці є рознесеними у різні боки. У серії конкретних варіантів втілення бокова стінка або кожна з бокових стінок (або частина бокової стінки) має принаймні пару лінійних нахилених каналів, які зближуються (але не обов'язково сходяться в одній точці) у напрямку їх других кінців. Якщо передбачено більше за одну пару таких каналів, кожна пара може розташовуватися суміжно з наступною, і в цьому разі кожен канал є нахиленим у протилежному напрямку до кожного суміжного каналу (тобто, у "зигзагоподібній" конфігурації). В альтернативному варіанті канали можуть розходитися у напрямку їх других кінців. У серії подібних варіантів втілення пари каналів можуть бути розташовуватися гніздовим способом, тобто, канали кожної пари розташовуються з дедалі більшими проміжками між ними. У другому аспекті винаходу передбачено розливальний пристрій для тримання об'єму розплавленого металу, причому розливальний пристрій має дно та бокові стінки, які обмежують ударну зону та зону стоку, і протиударна вставка згідно з даним винаходом передбачена на дні розливального пристрою в ударній зоні. Протиударна вставка може бути об'єднана з розливальним пристроєм. Короткий опис фігур Далі конкретні варіанти втілення даного винаходу описуються лише для прикладу, з посиланням на супровідні фігури, серед яких: Фігури 1A та 1B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення протиударної вставки, відомої рівня техніки у відкритій коробчастій конфігурації; Фігури 2A та 2B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення першого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, з розташованими на одній вертикальній лінії каналами; Фігури 3A та 3B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення другого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, зі скошеними каналами; Фігури 4A та 4B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення третього варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до другого варіанта втілення (Фігури 3A та 3B), але з каналами, нахиленими у протилежному напрямку і відокремленими проміжками від основи; Фігури 5A та 5B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення четвертого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до другого варіанта втілення (Фігури 3A та 3B), але з каналами, які утворюються хвилями у частинах бокової стінки; Фігури 6A та 6B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення п'ятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до четвертого варіанта втілення (Фігури 5A та 5B), але з каналами, відокремленими проміжками від основи; Фігури 7A та 7B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення шостого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, з круглою основою; Фігури 8A та 8B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення сьомого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, з розташованими гніздовим способом зближуваними каналами у двох протилежних частинах бокової стінки та розташованими гніздовим способом розбіжними каналами в інших двох протилежних частинах бокової стінки; Фігури 9A та 9B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення дев'ятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до першого варіанта втілення (Фігури 2A та B), але з каналами, глибина яких збільшується з віддаленням від ударної поверхні; Фігури 10A та 10B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення десятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до першого варіанта втілення (Фігури 2A та 2B), але з внутрішньою поверхнею частин бокової стінки, нахиленою у напрямку центра вставки; Фігури 11A та 11B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення одинадцятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є 3 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 подібним до третього варіанта втілення (Фігури 4A та 4B), але з каналами, глибина яких зменшується з віддаленням від ударної поверхні; Фігура 12 показує повне перспективне зображення дванадцятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до третього варіанта втілення (Фігури 4A та 4B), але з відкритою стороною та каналами, глибина яких збільшується з віддаленням від ударної поверхні; Фігури 13A та 13B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення тринадцятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, з каналами, ширина та глибина яких збільшується з віддаленням від ударної поверхні; Фігури 14A та 14B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення чотирнадцятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до тринадцятого варіанта втілення (Фігури 13A та 13B), але з каналами, відокремленими проміжками від основи; Фігури 15A та 15B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення п'ятнадцятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, з каналами, ширина та глибина яких зменшується з віддаленням від ударної поверхні; Фігури 16A та 16B, відповідно, показують повне та часткове перспективне зображення шістнадцятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, який є подібним до п'ятнадцятого варіанта втілення (Фігури 15A та 15B), але з каналами, відокремленими проміжками від основи; і Фігура 17 показує повне перспективне зображення сімнадцятого варіанта втілення протиударної вставки згідно з даним винаходом, з двома протилежними відкритими сторонами та двома протилежними частинами бокової стінки, які мають вертикальні канали. Детальний опис деяких варіантів втілення З посиланням на Фігури 1A та 1B пояснюється протиударна вставка 10 розливального пристрою відомого рівня техніки, відома, як "відкрита коробка". Цю фігуру включено лише для порівняння. Протиударна вставка 10 включає квадратну плоску основу 12 (тобто, ударну поверхню) з безперервною боковою стінкою, яка утворюється чотирма вертикально виступаючими частинами бокової стінки 14, розташованими навколо периметра основи 12. Кожна частина бокової стінки 14 має плоску форму і має плоску верхню поверхню 16, яка є паралельною основі 12. Кожна з частин бокової стінки 14 має однакову висоту, яка є суттєво меншою за їх довжину. Відповідно, протиударна вставка 10 являє собою відносно мілку коробку з відкритим верхом. ПРИКЛАД 1 Фігури 2A та 2B (Приклад 1) показують протиударну вставку 20 згідно з першим варіантом втілення даного винаходу. Загальна конфігурація протиударної вставки20 є такою самою, що й конфігурація відкритого коробчастого протиударної вставки10, описаної вище з посиланням на Фігури 1A та 1B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Таким чином, протиударна вставка 20 включає квадратну основу 12 з чотирма вертикальними частинами бокової стінки 14, як описано вище. Однак протиударна вставка 20 додатково включає певну кількість лінійних вертикальних каналів 22, утворених у внутрішній поверхні кожної частини бокової стінки 14. Кожен канал 22 має перший кінець 24, розташований суміжно з основою 12, та другий кінець 26, розташований на верхній поверхні 16 частин бокової стінки 14. Кожен канал 22 має незмінну глибину від його першого кінця 24 до його другого кінця 26 і має прямокутний переріз. Відповідно, кожен канал 22 є відкритим на його другому кінці 26, тобто, прямокутний переріз каналу 22 зберігається на всьому шляху до верхньої поверхні 16. Кожен канал 22 відокремлюється від наступного проміжком, який приблизно дорівнює ширині каналу 22. Слід розуміти, що подібна конфігурація могла б бути досягнута через застосування кубоїдних прокладок на внутрішній стінці, таким чином, щоб канал 22 утворювалися між ними. ПРИКЛАД 2 Протиударна вставка 40 згідно з другим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурах 3A та 3B (Приклад 2). Загальна конфігурація протиударної вставки 40 є такою самою, як у протиударної вставки 20, описаної вище з посиланням на Фігури 2A та 2B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим другим варіантом втілення та першим варіантом втілення полягає в тому, що кожен з каналів 42 є нахиленим у площині кожної частини бокової стінки 14 (тобто, перший кінець 44 та другий кінець 46 кожного каналу 42 мають відносне вертикально зміщення). У цьому конкретному варіанті втілення другий кінець 46 кожного каналу 42 є вертикально зміщеним у напрямку годинникової стрілки якщо дивитися над центром протиударної вставки 40. Кожен канал 42 є лінійним, але має в цілому U-подібний поперечний переріз. Так само, як у варіанті втілення на Фігурах 2A та 2B, кожен перший кінець 4 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 44 є розташованим суміжно з основою 12, і кожен другий кінець 46 є розташованим на верхній поверхні 16 частин бокової стінки 14. ПРИКЛАДИ 3 та 4 Третій варіант втілення протиударної вставки 50 згідно з даним винаходом показано на Фігурах 4A та 4B (Приклад 3). Загальна конфігурація протиударної вставки 50 є такою самою, як у протиударної вставки 40, описаної вище з посиланням на Фігури 3A та 3B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Різниця між цим третім варіантом та другим варіантом втілення полягає в тому, що кожен з нахилених каналів 42 відокремлюється проміжком від основи 12 (тобто, кожен з перших кінців 44 передбачено у частинах бокової стінки 14 на певній відстані від основи 12). Відповідно, передбачено підріз 51 у частинах бокової стінки 14 для створення зазору 52 між основою 12 та першими кінцями 44 каналів 42. У цьому конкретному варіанті втілення (Приклад 3) зазор 52 простягається приблизно на 30 % висоти частин бокової стінки 14. У Прикладі 4 (не показано) протиударна вставка згідно з третім варіантом втілення має зазор 52, який є вдвічі меншим, ніж у Прикладі 3 (тобто, 15 % від висоти частин бокової стінки 14). ПРИКЛАД 5 Четвертий варіант втілення протиударної вставки 60 згідно з даним винаходом показано на Фігурах 5A та 5B (Приклад 5). Загальна конфігурація протиударної вставки 60 є такою самою, як у протиударної вставки 40, описаної вище з посиланням на Фігури 3A та 3B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим четвертим варіантом втілення та другим варіантом втілення полягає в тому, що не канали 62 утворюються у плоскій частині бокової стінки, а внутрішня поверхня частини бокової стінки 14 є хвилястою (тобто, має синусоїдальний переріз), і канали 62 утворюються цими хвилями. Так само, як у варіанті втілення на Фігурах 3A та 3B, кожен канал 62 має перший кінець 64, розташований суміжно з основою 12, та другий кінець 66, розташований на верхній поверхні 16 частин бокової стінки 14. Ще одна різниця полягає в тому, що другий кінець 66 кожного каналу 62 є вертикально зміщеним у напрямку проти годинникової стрілки, якщо дивитися над центром протиударної вставки 60. ПРИКЛАДИ 6 та 7 Фігури 6A та 5B (Приклад 6) показують протиударну вставку 70 згідно з п'ятим варіантом втілення даного винаходу. Загальна конфігурація протиударної вставки 70 є такою самою, як у протиударної вставки 60, описаної вище з посиланням на Фігури 5A та 5B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Різниця між цим п'ятим варіантом втілення та четвертим варіантом втілення полягає в тому, що передбачено підріз 71 у частинах бокової стінки 14 для створення зазору 72 між основою 12 та першими кінцями 64 каналів 62. У цьому конкретному варіанті втілення (Приклад 6) зазор 72 простягається приблизно на 30 % висоти частин бокової стінки 14), як у Прикладі 3. У Прикладі 7 (не показано) протиударна вставка згідно з п'ятим варіантом втілення має зазор 72, який є вдвічі меншим, ніж у Прикладі 6 (тобто, 15 %). ПРИКЛАД 8 Шостий варіант втілення протиударної вставки 80 згідно з даним винаходом показано на Фігурах 7A та 7B (Приклад 8). Загальна конфігурація протиударної вставки 80 є подібною до конфігурації протиударної вставки 50, описаної вище з посиланням на Фігури 4A та 4B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим шостим варіантом втілення та третім варіантом втілення полягає в тому, що основа 82 є круглою, і бокова стінка 84 є круглим кільцем. Крім того, основа 82 має вигляд зрізаного конуса з підвищеною центральною частиною 86 і скошеними сторонами 88, які є твірними цього зрізаного конуса. У цьому варіанті втілення канали 90 є нахиленими під кутом 80 до основи 82. Передбачено зазор 52, який складає приблизно 40 % висоти бокової стінки 84, між каналами 90 та основою 82. Канали 90 є рознесеними приблизно на ширину одного каналу 90. Цей варіант втілення (не показано) має плоску основу 82. ПРИКЛАДИ 9 та 10 Протиударна вставка 100 згідно з сьомим варіантом втілення даного винаходу показано на Фігурах 8A та 8B (Приклад 9). Загальна конфігурація протиударної вставки 100 є такою самою, як у протиударної вставки 10, описаної вище з посиланням на Фігури 1A та 1B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Так само, як протиударні вставки згідно з вищеописаними варіантами втілення з першого по шостий, протиударна вставка 100 додатково включає певну кількість лінійних каналів 102, утворених у внутрішній поверхні кожної частини бокової стінки 14. Однак у цьому варіанті втілення дві протилежні частини бокової стінки 14 мають першу пару нахилених каналів 102, які розходяться від їхніх перших кінців 104, розташованих поблизу (але не відокремлених проміжками) від основи 12 у напрямку їх других 5 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кінців 106, розташованих на верхній поверхні 16. На цих частинах бокової стінки 14 також передбачено другу пару нахилених розбіжних каналів 108. Друга пара каналів 108 розташовується гніздовим способом навколо першої пари каналів 102 для створення по обидва боки центральної лінії кожної з цих частин бокової стінки 14 двох паралельних каналів, які розходяться від центральної лінії. На кожній з решти протилежних двох частин бокової стінки 14 передбачено ще одна група з двох розташованих гніздовим способом пар каналів 110 та 112. Однак у цьому варіанті втілення ці пари каналів 110, 112 розташовуються, зближуючись у напрямку центральної лінії, таким чином, що кожна група каналів на кожній частина бокової стінки 14 поперемінно зближується й розходиться на певній відстані від основи 12 у напрямку верхньої поверхні 16. В альтернативному (восьмому) варіанті втілення (не показано) кожна частина бокової стінки 14 включає лише зближувані пари каналів (Приклад 10). Також в альтернативному варіанті (не показаному) кожна частина бокової стінки 14 включає лише розбіжні пари каналів. Кожен канал 102, 108, 110, 112 має незмінну глибину від його першого кінця 104 до його другого кінця 106 і має в цілому U-подібний переріз. Так само, як у варіантах втілення на Фігурах 4A та 4B, 6A та 6B і 7A та 7B, канали 102, 108, 110, 112 відокремлюються проміжками від основи 12. У цьому конкретному варіанті втілення (Приклад 9) передбачено зазор 114, який складає приблизно 30 % висоти частин бокової стінки 14, між каналами 102, 108, 110, 112 та основою 12. Також у цьому варіанті втілення канали 102, 108, 110, 112 є нахиленими під кутом 70 до основи 12. ПРИКЛАД 11 Протиударна вставка 120 згідно з дев'ятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурах 9A та 9B (Приклад 11). Загальна конфігурація протиударної вставки 120 є подібною до конфігурації протиударної вставки 20, описаної вище з посиланням на Фігури 2A та 2B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим дев'ятим варіантом втілення та першим варіантом втілення полягає в тому, що глибина каналів 122 поступово збільшується з віддаленням від основи 12, тобто, канали 122 є конічними. ПРИКЛАД 12 Протиударна вставка 130 згідно з десятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурах 10A та 10B (Приклад 12). Загальна конфігурація протиударної вставки 130 є подібною до конфігурації протиударної вставки 20, описаної вище з посиланням на Фігури 2A та 2B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим десятим варіантом втілення та першим варіантом втілення полягає в тому, що внутрішня поверхня 132 частин бокової стінки 14 є нахиленою у напрямку центра основи 12. Канали 22 мають незмінну глибину по всій їхній довжині і є практично такими самими, як канали на Фігурах 2A та 2B, але у даному разі вони передбачаються на нахиленій внутрішній поверхні 132. ПРИКЛАД 13 Протиударна вставка 140 згідно з одинадцятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурах 11A та 11B (Приклад 13). Загальна конфігурація протиударної вставки 140 є подібною до конфігурації протиударної вставки 50, описаної вище з посиланням на Фігури 4A та 4B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим одинадцятим варіантом втілення та третім варіантом втілення полягає в тому, що глибина каналів 142 зменшується з віддаленням від основи 12. ПРИКЛАД 14 Протиударна вставка 150 згідно з дванадцятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурі 12 (Приклад 14). Загальна конфігурація протиударної вставки 150 є подібною до конфігурації протиударної вставки 50, описаної вище з посиланням на Фігури 4A та 4B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим дванадцятим варіантом втілення та третім варіантом втілення полягає в тому, що глибина каналів 152 збільшується з віддаленням від основи 12. Крім того, цей варіант втілення має одну відкриту сторону 154, тобто, включає три, на відміну від чотирьох, частини бокової стінки 14. ПРИКЛАД 15 Протиударна вставка 160 згідно з тринадцятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурах 13A та 13B (Приклад 15). Загальна конфігурація протиударної вставки 160 є подібною до конфігурації протиударної вставки 120, описаної вище з посиланням на Фігури 9A та 9B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим тринадцятим варіантом втілення та дев'ятим варіантом втілення полягає в тому, що разом зі збільшенням глибини каналів 162 з віддаленням від основи 12 також збільшується їхня ширина. Відповідно, передбачено меншу кількість каналів 162 на кожній частині бокової стінки 14. ПРИКЛАД 16 Протиударна вставка 170 згідно з чотирнадцятим варіантом втілення даного винаходу 6 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 показана на Фігурах 14A та 14B (Приклад 16). Загальна конфігурація протиударної вставки 170 є подібною до конфігурації протиударної вставки 160, описаної вище з посиланням на Фігури 13A та 13B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим чотирнадцятим варіантом втілення та тринадцятим варіантом втілення полягає в тому, що передбачено зазор 172, який складає приблизно 30 % висоти частин бокової стінки 14, між каналами 162 та основою 12. ПРИКЛАД 17 Протиударна вставка 180 згідно з п'ятнадцятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурах 15A та 15B (Приклад 17). Загальна конфігурація протиударної вставки 180 є подібною до конфігурації протиударної вставки 160, описаної вище з посиланням на Фігури 13A та 13B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим п'ятнадцятим варіантом втілення та тринадцятим варіантом втілення полягає в тому, що глибина та ширина каналів 182 зменшується, а не збільшується з віддаленням від основи 12. ПРИКЛАД 18 Протиударна вставка 190 згідно з шістнадцятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурах 16A та 16B (Приклад 18). Загальна конфігурація протиударної вставки 190 є подібною до конфігурації протиударної вставки 180, описаної вище з посиланням на Фігури 15A та 15B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим шістнадцятим варіантом втілення та п'ятнадцятим варіантом втілення полягає в тому, що передбачено зазор 192, який складає приблизно 30 % висоти частин бокової стінки 14, між каналами 182 та основою 12. ПРИКЛАД 19 Протиударна вставка 200 згідно з сімнадцятим варіантом втілення даного винаходу показана на Фігурі 17 (Приклад 19). Загальна конфігурація протиударної вставки 200 є подібною до конфігурації протиударної вставки 20, описаної вище з посиланням на Фігури 2A та 2B, і однакові елементи позначаються однаковими номерами. Головна різниця між цим сімнадцятим варіантом втілення та першим варіантом втілення полягає в тому, що дві протилежні сторони 202 є відкритими, тобто, передбачено дві, а не чотири частини бокової стінки 14. В усіх описаних вище варіантах втілення другі кінці каналів закінчуються у тій самій площині, що й верхня поверхня 16 частин бокової стінки 14. В альтернативних варіантах втілення (не показана) другі кінці каналів можуть закінчуватися нижче або вище за верхню поверхню 16. У разі, коли канали утворюються через приєднання групи прокладок до по суті плоскої частини бокової стінки, це прокладки можуть розташовуватися таким чином, щоб закінчуватися нижче за верхню поверхню 16 або проходити повз верхню поверхню 16. В іншому варіанті втілення (не показаному) глибина каналів може поступово зменшуватися до нуля на їхніх других кінцях. У цьому разі другі кінці можуть перебувати у тій самій площині, що й верхня поверхня 16 частин бокової стінки 14, або на певній відстані нижче за верхню поверхню 16. Під час експлуатації протиударна вставка згідно з будь-яким з вищезгаданих варіантів втілення розташовується всередині розливального пристрою (не показано) у зоні, де розплавлений метал виливається у розливальний пристрій з ковша. Відповідно, розплавлений метал спочатку приймається у межах протиударної вставки, і це сприяє зменшенню зношування самого розливального пристрою з одночасним розсіюванням енергії вхідного потоку через зіткнення з основою та боковими стінками протиударної вставки. Коли потік продовжує текти, рівень розплавленого металу піднімається, і він перетікає через бокові стінки протиударної вставки і уздовж розливального пристроюй у напрямку стічного отвору, який зазвичай передбачається на певній відстані від позиції протиударної вставки. Це забезпечує час для спливання небажаних включень на поверхню ванни розплавленого металу для поліпшення якості металу, який витікає з розливального пристрою у виливницю. Заявниками було виявлено, що різні варіанти втілення даного винаходу допомагають створювати під час експлуатації обертальний або турбулентний потік у зоні протиударної вставки, який сприяє захопленню включень і сприяє їх спливанню на поверхню ванни розплавленого металу швидше, ніж при нормальному потоці, і/або сприяє розсіюванню кінетичної енергії у потоці розплавленого металу перш, ніж він переміститься уздовж довжини розливального пристрою, таким чином, також зменшуючи ймовірність потрапляння включень з потоком металу у виливницю. Слід зауважити, що за межами зони протиударної вставки потік розплавленого металу є відносно нетурбулентним. Нижче у Таблиці 1 показано результати випробувань з застосуванням моделі на водних потоках, які здійснювалися Заявниками для деяких з вищезгаданих варіантів втілення. Показник "dead" є мірою застійної частини металу у розливальному пристрої. Бажано, щоб цей показник 7 UA 100863 C2 5 був низьким. Показник "plug" є мірою кількості металу, що переміщується уздовж розливального пристрою і насправді не змішується. Бажано, щоб цей показник був високим. Усі ці значення отримують, застосовуючи стандартні способи, деталі яких можна знайти у відповідній літературі. Таблиця 1 Конфігурація протиударної вставки Відкрита коробка Варіант 1 Варіант 4 Варіант 5 Варіант 3 Варіант 3 Варіант 7 Варіант 8 10 15 20 25 30 35 40 Приклад 1 5 7 4 3 9 10 DEAD 31,6 29,4 27,2 25,2 15,4 28,7 12,6 3,8 PLUG 14,5 16,0 23,3 23,3 26,7 20,4 30,1 34,9 Як можна побачити з Таблиці 1, усі варіанти втілення даного винаходу мають поліпшений (тобто, низький) показник "dead" порівняно з відкритою коробчастою конфігурацією відомого рівня техніки. Крім того, усі варіанти втілення мають поліпшений (тобто, вищий) показник "plug" порівняно з відкритою коробчастою конфігурацією відомого рівня техніки. Як описано вище, різниця між прикладами 3 та 4 і 5 та 7 полягає у розмірі або наявності зазору між першим кінцем каналів та точкою перетину між основою та боковою стінкою протиударної вставки, яка розглядається. За результатами варіанта втілення 3 можна побачити, що менший зазор (Приклад 4) поліпшує показник "dead" та показник "plug". Крім того, за результатами прикладів 5 та 7 можна побачити, що малий зазор (Приклад 7) поліпшує показник "dead" і не має впливу на показник "plug" порівняно з варіантом, у якому зазор відсутній (Приклад 5). Як можна побачити у Таблиці 1, забезпечення вертикальних каналів (варіант втілення 1) має менший вплив порівняно з нахиленими каналами (варіанти втілення 3, 4, 5). Крім того, забезпечення широких каналів (варіант втілення 3) має більший вплив порівняно з вузькими каналами (варіанти втілення 4, 5). Крім того, конструкція згідно з варіантом втілення 8 має значно вищу ефективність порівняно з усіма іншими варіантами втілення. Шляхом спостереження за просуванням барвника, включеного у потік під час моделювання з потоком води, Заявниками також було помічено, що у разі застосування протиударної вставки згідно з варіантом втілення даного винаходу барвник залишався поблизу від протиударної вставки протягом довшого часу, ніж при застосуванні протиударної вставки відомого рівня техніки. Крім того, було помічено, що у разі, коли барвник починав просуватися уздовж довжини розливального пристрою, він починав переміщуватися уздовж розливального пристрою поблизу від поверхні ванни протягом довшого періоду часу, ніж зазвичай, перш, ніж також відбувається переміщення уздовж дна ванни. Це свідчить про те, що потік виштовхується вгору більше, ніж у попередніх конструкціях, таким чином, змушуючи спливати більше включень на поверхню ванни. Слід розуміти, що глибина та розмір протиударної вставки залежать від конкретної конфігурації розливального пристрою, в якому його застосовують. Спеціалістам у даній галузі стане зрозуміло, що існує можливість різних модифікацій вищезгаданих варіантів втілення без відхилення від обсягу даного винаходу. Зокрема, особливості двох або більшої кількості описаних варіантів втілення можуть поєднуватися в одному варіанті втілення, а особливості одного або кількох описаних варіантів втілення можуть застосовуватись у протиударних вставках відомого рівня техніки. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 1. Протиударна вставка (20) для прийняття і розподілення потоку розплавленого металу, яка виконана з вогнетривкого матеріалу і здатна витримувати його при розподіленні, що включає основу (12), яка під час експлуатації слугує як ударна поверхня для розплавленого металу, та бокову стінку (14), простягнуту від неї угору, причому вищезгадана бокова стінка (14) є закінченою на верхній поверхні (16), яка під час експлуатації перебуває над основою (12), таким чином, що основа (12) та бокова стінка (14) виконані з можливістю обмеження об'єму для 8 UA 100863 C2 5 10 15 20 25 30 приймання розплавленого металу, причому бокова стінка (14) містить принаймні один канал (22), при цьому вищезгаданий принаймні один канал (22) має перший та другий кінці (24, 26), де перший кінець (24) є ближчим до основи (12) у місці його перетину з боковою стінкою (14), ніж другий кінець (26), при цьому вищезгаданий принаймні один канал (22) має відкритий другий кінець (26) або звужений таким чином, що вищезгаданий принаймні один канал (22) має нульову глибину на його другому кінці (26). 2. Протиударна вставка (20) за п. 1, яка відрізняється тим, що перший та другий кінці (24, 26) принаймні одного каналу (22) вертикально розташовані на одній лінії у площині бокової стінки (14). 3. Протиударна вставка (20) за п. 1, яка відрізняється тим, що перший та другий кінці (24, 26) принаймні одного каналу (22) є вертикально зміщеними у площині бокової стінки (14). 4. Протиударна вставка (20) за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що бокова стінка (14) є нахиленою відносно основи (12). 5. Протиударна вставка (20) за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що принаймні один канал (22) має глибину, яка збільшена, зменшена або іншим чином змінена між першим та другим кінцями (24, 26). 6. Протиударна вставка (20) за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що принаймні один канал (22) має ширину, яка збільшена, зменшена або іншим чином змінена між першим та другим кінцями (24, 26). 7. Протиударна вставка (20) за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що принаймні один канал (22) має змінений по глибині і/або ширині переріз, між першим та другим кінцями (24, 26). 8. Протиударна вставка (20) за будь-яким з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що перший кінець (24) принаймні одного каналу (22) відокремлений проміжком від основи (12). 9. Протиударна вставка (20) за будь-яким з пп. 1 або 3-8, яка відрізняється тим, що передбачено принаймні пару каналів (22), і ця пара або сходиться, або розходиться у напрямку їх других кінців (26). 10. Розливальний пристрій для утримання об'єму розплавленого металу, який містить дно (12) та бокові стінки (14), якими обмежено ударну зону та зону стоку розплаву металу, та протиударна вставка (20) за будь-яким з пп. 1-9, розташовану на дні розливального пристрою в ударній зоні. 9 UA 100863 C2 10 UA 100863 C2 11 UA 100863 C2 12 UA 100863 C2 13 UA 100863 C2 14 UA 100863 C2 15 UA 100863 C2 16 UA 100863 C2 17 UA 100863 C2 18 UA 100863 C2 19 UA 100863 C2 20 UA 100863 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 21