Металоприймальний елемент для проміжного ковша машини безперервного лиття заготовок

Реферат: Металоприймальний елемент для проміжного ковша машини безперервного лиття заготовок являє собою прямокутний короб, виконаний із вогнетривкої маси і закріплений на днищі проміжного ковша співвісно з його поздовжньою віссю симетрії. Менші бокові стінки короба нахилені під кутом 1035° відносно вертикалі в сторону торцевих стінок проміжного ковша, більші бокові стінки нахилені під кутом 515° в сторону повздовжньої осі симетрії проміжного ковша. Днище і бокові стінки короба мають ламану по осям симетрії поверхню, яка складається із двох площин, направлених від центра до краю під кутом 515° до стінок і днища проміжного ковша відповідно. UA 100970 U (12) UA 100970 U UA 100970 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі чорної металургії і може бути використана при безперервному розливанні сталі через проміжні розливальні пристрої слябових машин безперервного лиття заготовок (МБЛЗ). Для зниження забрудненості сталі неметалевими включеннями (НВ) та підвищення її експлуатаційних характеристик застосовують різні конструкції вогнетривких металоприймальних елементів і перегородок, які встановлюють у проміжних ковшах (ПК) МБЛЗ. Такі металоприймальні елементи дозволяють змінювати швидкість та напрямок руху розплаву на шляху до випускного стакану ПК і, таким чином, створювати сприятливі гідродинамічні умови для прискорення флотації НВ із розплаву до шару рафінуючого шлаку. Відома конструкція змінної перегородки з наскрізними отворами, яка вмонтована у ПК (Пат. США № 4573664, кл. С21В 3/04). При перетіканні розплаву через отвори перегородки виникає агрегація частинок НВ та їх наступне спливання до шару рафінуючого шлаку. Недоліком цієї конструкції є те, що вона не забезпечує ефективної та надійної очистки розплаву від НВ по причині часткового врахування ролі її визначальних параметрів. В той же час відсутні дані щодо товщини перегородки, або довжини каналів та їх просторової орієнтації, від чого залежить правильна, з точки зору гідродинаміки, організація формування структури течії розплаву, чим визначається ефективність видалення НВ. Відомо також переливний пристрій [Пат. Японії № 63-72452, кл. B22D 11/10], який встановлюється у ПК і виконаний у вигляді трапеції з вогнетривкого матеріалу, в якій є отвори для пропуску металу, діаметр яких - 80 мм і кут нахилу до поверхні - 45°. Недоліком цього пристрою є відсутність значень координат розташування отворів в ньому та його товщини, а також незамінністю кутів нахилу отворів. Крім цього при заростанні отворів порушуються умови флотації НВ, що призводить до зменшення ефективності рафінування сталі. Відома також монолітна перегородка проміжного розливного пристрою (R.O. Timberlake та інші, "Iron and Steel Engineer", February, 1988. - № 102. - Vol. 65). Вона має наскрізні отвори певного розміру, які розташовані у кілька рядів і відрізняються формою поперечного перерізу та орієнтацією у просторі. Недоліком такої перегородки, особливо при розливанні серії плавок (620) за типовою схемою "плавка на плавку", є нездатність протистояти попаданню шлакової фази, збагаченої FeO в роздавальну камеру ПК. Це призводить до суттєвого зниження асиміляційної здатності шлакового шару і, як результат, ефективності рафінування сталі від НВ в широкому розмірному діапазоні. Відома ще одна конструкція змінної вогнетривкої перегородки для рафінування сталі у проміжних ковшах МБЛЗ [Пат. України на корисну модель № 43121, МПК (2009) B22D 11/00, С21В 3/04], що має зовнішні розміри відповідно до поперечного перерізу ПК та багаторядне розташування перетічних каналів різної форми з кутами нахилу в горизонтальній площині. Недоліком цього технічного рішення є зниження ефективності рафінування сталі при заростанні перетічних каналів перегородки. Найбільш близьким (прототипом) до запропонованої корисної моделі щодо технічної суті і досягнутого результату є турбостоппристрій фірми Foseco [[вропейський патент ЕР0376523 (А1) B22D 11/00; С21С 7/00; С22В 9/02], який являє собою вертикальний масив дроселів, виконаних у вигляді плоских панелей або пластин, закріплених на перегородках, розташованих на днищі проміжного ковша. Швидкість і напрямок течії розплавленого металу можуть, таким чином, контролюватися і направлятися для забезпечення більш ефективного контакту НВ з шаром рафінуючого шлаку. Недоліком цього пристрою, як і інших аналогів, є велика вірогідність заростання каналів або дроселів перегородок, що призводить до погіршення гідродинамічної ситуації у ПК, а отже і ефективності процесу рафінування сталі. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності процесу рафінування сталі у ПК, особливо при розливанні сталі великими серіями ("плавка на плавку") на МБЛЗ, що дозволить підвищити якість безперервнолитих заготовок. Поставлена задача вирішується тим, що запропонований металоприймальний елемент для ПК МБЛЗ, який являє собою прямокутний короб, виконаний із вогнетривкої маси і закріплений на днищі ПК співвісно з його поздовжньою віссю симетрії, згідно з корисною моделлю, його менші бокові стінки нахилені під кутом 1035° відносно вертикалі в сторону торцевих стінок ПК, більші бокові стінки нахилені під кутом 515° в сторону повздовжньої осі симетрії ПК, а його днище і бокові стінки мають ламану по осям симетрії поверхню, яка складається із двох площин, направлених від центра до краю під кутом 515 до стінок і днища ПК відповідно. Запропонований металоприймальний елемент дозволяє підвищити ефективність рафінування сталі від НВ у ПК, за рахунок нахилу бокових стінок і запропонованої конфігурації днища, що позитивно впливає на якість безперервнолитих заготовок. 1 UA 100970 U 5 10 15 20 25 Сукупність відмінних ознак запропонованого металоприймального елемента невідомі ні в аналогах, ні у прототипі, ні в інших технічних рішеннях, а тому відповідає, на наш погляд, критерію "новизна". Для пояснення запропонованої корисної моделі на фіг. 1-3 наведено металоприймальний елемент нової конструкції, де α = 1035°; β = 515; γ = ε = 515°. На фіг. 4 схематично наведено розташування металоприймального елемента у ПК МБЛЗ, де: 1 - проміжний ківш; 2 сталерозливний ківш; 3 - металоприймальний елемент; 4, 5 - випускні стакани; 6, 7 - фурми для подачі інертного газу від ресивера; 8 - розплав сталі; 9 - шар рафінуючого шлаку. Процес рафінування сталі при реалізації запропонованого металоприймального елемента відбувається наступним чином. У вихідному стані ПК 1 (фіг. 4) пустий і знаходиться у режимі очікування. Після заповнення ПК1 рідкою сталлю 8 із сталерозливного ковша 2 до заданого рівня Но починається процес продувки сталі інертним газом від ресивера (на схемі не показаний) через фурми 6 і 7. Одночасно вмикаються приводи стопорів (на схемі не показані) стаканів 4 і 5 і рідка сталь починає надходити у відповідні кристалізатори МБЛЗ (в даному випадку двострумкової). Металоприймальний елемент 3 запропонованої конструкції забезпечує, як показали результати експериментальних досліджень (фізичного моделювання), завдяки формі стінок і днища, найкращі умови спливання НВ в максимально протяжному прямому потоці рідкої сталі під шаром шлаку 9, а зона живлення кожного розливного стакану має найменші розміри. Процес рафінування об'ємів рідкої сталі, а саме асиміляція НВ рідким рафінуючим шлаком 9, закінчується при проходженні бульбашок інертного газу з приєднаною масою НВ через зону розподілу "метал - шлак". При використанні запропонованого металоприймального елемента зменшується динамічна дія потоку металу на бокові стінки ПК, що запобігає їх можливому розливанню і збільшенню кількості НВ у рідкому металі. Також стабілізуються гідродинамічні умови у внутрішній порожнині металоприймального елемента, а розподіл внутрішніх напружень в його частинах більш рівномірний, що запобігає його можливому передчасному руйнуванню. Таким чином, запропонований металоприймальний елемент для ПК МБЛЗ, на відміну від відомих аналогів і прототипу, є ефективним при використанні його в процесі рафінування сталі і позитивно впливає на якість безперервнолитих заготовок. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Металоприймальний елемент для проміжного ковша машини безперервного лиття заготовок, який являє собою прямокутний короб, виконаний із вогнетривкої маси і закріплений на днищі проміжного ковша співвісно з його поздовжньою віссю симетрії, який відрізняється тим, що його менші бокові стінки нахилені під кутом 1035° відносно вертикалі в сторону торцевих стінок проміжного ковша, більші бокові стінки нахилені під кутом 515° в сторону повздовжньої осі симетрії проміжного ковша, а його днище і бокові стінки мають ламану по осям симетрії поверхню, яка складається із двох площин, направлених від центра до краю під кутом 515° до стінок і днища проміжного ковша, відповідно. 2 UA 100970 U 3 UA 100970 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 4