Погружной стакан

Авторы патента:

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована при разливке металла в кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества выпускаемой заготовки и увеличении срока службы кристаллизатора, повышении износостойкости стакана.

Погружной стакан, состоящий из корпуса с центральным каналом и выпускными отверстиями, выполненными в нижнем торце корпуса и направленными под углом к оси центрального канала, отличается тем, что канал выполнен из двух частей, верхняя часть канала выполнена в виде конфузора, а нижняя часть имеет винтообразную синусоидальную форму в виде чередующихся выпуклых и вогнутых плавно сопрягающихся участков кривой, радиусы которых равны между собой и выполнены с шагом от 3-5 диаметров основания конфузора, при этом, четыре выпускных отверстия выполнены в виде усеченной пирамиды и имеют площадь сечения не менее двух площадей сечения основания конфузора, причем, нижняя часть центрального канала выполнена с износостойкой вставкой.

Известен глуходонный погружной стакан для непрерывной разливки металлов, имеющий выступы в нижней части с выпускными диффузорными отверстиями (см. авт.св. СССР №1194571, В22D 11/10).

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является погружной стакан, состоящий из корпуса, имеющего центральный канал, на внутренней поверхности которого образованы выступы, выпускные отверстия в нижнем торце стакана, направленные под углом к оси центрального отверстия, и горизонтальное отверстие с выпускным участком в форме сектора (см. заявка Японии №3460185 В2 11320046 А, В22D 11/10).

Недостатками данных устройств является наличие неметаллических включений в теле основного потока металла и образование турбулентных зон и конвективных потоков тепла, приводящих к неравномерности переноса тепла в теле металла, кроме того, наличие двух отверстий для слива стали из стаканов приводит к турбулизации потока металла и неравномерному его распределению по стенкам кристаллизатора и, как следствие, к ухудшению качества заготовки и уменьшению срока службы кристаллизаторов. Кроме

того, погружные стаканы имеют низкую износостойкость, что приводит к их быстрому выходу из строя и частой замене.

Поставленная задача решается тем, что погружной стакан, состоящий из корпуса с центральным каналом и выпускными отверстиями, выполненными в нижнем торце корпуса и направленными под углом к оси центрального канала, отличающийся тем, что центральный канал выполнен из двух частей, верхняя часть канала выполнена в виде конфузора, а нижняя часть имеет винтообразную синусоидальную форму в виде чередующихся выпуклых и вогнутых плавно сопрягающихся участков кривой, радиусы которых равны между собой и выполнены с шагом от 3-5 диаметров основания конфузора, при этом, четыре выпускных отверстия выполнены в виде усеченной пирамиды и имеют площадь сечения не менее двух площадей сечения основания конфузора, причем, нижняя часть центрального канала выполнена с износостойкой вставкой.

Сущность полезной модели заключается в том, что разливаемый через погружной стакан металл закручивается и за счет центробежной силы неметаллические включения отбрасываются к периферии стенок стакана и концентрируются возле них, за счет этого в процессе разливки неметаллические включения располагаются по периметру кристаллизатора, наличие четырех выпускных отверстий и износостойкой вставки, выполненной по всей поверхности

нижней части центрального канала позволяет металлу более равномерно заполнять кристаллизатор без образования настылей на его стенках, что обеспечивает повышение качества выпускаемой заготовки, продлевает срок службы кристаллизатора и увеличивает износостойкость стакана.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен продольный разрез погружного стакана;

на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - поперечный разрез Б-Б на фиг.1.

на фиг.4 - вид В на фиг.1.

Погружной стакан состоит из корпуса 1 с центральным каналом выполненным из двух частей - верхней 2 и нижней 3. Верхняя часть канала 2 выполнена в виде конфузора с основанием 4, а нижняя часть 3 имеет винтообразную синусоидальную форму в виде чередующихся выпуклых и вогнутых плавно сопрягающихся участков кривой, радиусы которых равны между собой и выполнены с шагом от 3-5 диаметров основания 4 конфузора.

В нижнем торце корпуса 1 выполнены четыре выпускных отверстия 5, 6, 7, 8, оси которых направлены под углом к оси 9 центрального канала. Площадь сечения выпускных отверстий 5, 6, 7, 8 не менее двух площадей основания 4 конфузора. Выпускные отверстия 5, 6, 7, 8 выполнены в форме усеченной пирамиды. Стакан имеет износостойкую вставку 10, выполненную по всей поверхности нижней части центрального канала.

Погружной стакан работает следующим образом.

При поступлении металла в погружной стакан он попадает в верхнюю часть центрального канала, выполненную в виде конфузора 2, а затем поступает в канал 3, имеющий винтообразную синусоидальную форму в виде чередующихся выпуклых и вогнутых плавно сопрягающихся участков кривой, радиусы которых равны между собой и выполнены с шагом от 3-5 диаметров основания 4 конфузора (условие закручивания струи металла), там металл закручивается и за счет центробежной силы неметаллические включения отбрасываются к периферии стенок стакана и концентрируются возле них. После этого металл поступает в выпускные отверстия 5, 6, 7, 8, выполненные в виде усеченной пирамиды, имеющие площадь сечения не менее двух площадей сечения основания 4 конфузора и направленные под углом к оси 9 центрального канала. За счет формы и размера отверстий 5, 6, 7 и 8 происходит уменьшение скорости течения металла, снижается турбулизация потока, и металл без разбрызгивания равномерно заполняет кристаллизатор, что обеспечивает повышение качества выпускаемой заготовки и увеличение срока службы кристаллизатора. Наличие износостойкой вставки 10, выполненной по всей поверхности нижней части центрального канала позволяет увеличить износостойкость стакана.

Погружной стакан, состоящий из корпуса с центральным каналом и выпускными отверстиями, выполненными в нижнем торце корпуса и направленными под углом к оси центрального канала, отличающийся тем, что канал выполнен из двух частей, верхняя часть канала выполнена в виде конфузора, а нижняя часть имеет винтообразную синусоидальную форму в виде чередующихся выпуклых и вогнутых плавно сопрягающихся участков кривой, радиусы которых равны между собой и выполнены с шагом от 3-5 диаметров основания конфузора, при этом четыре выпускных отверстия выполнены в виде усеченной пирамиды и имеют площадь сечения не менее двух площадей сечения основания конфузора, причем нижняя часть центрального канала выполнена с износостойкой вставкой.