Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металла

Задачей, решаемой предложенным изобретением, является повышение серийности разливки металла, а также упрощение конструкции и снижение себестоимости промежуточного ковша.

Промежуточный ковш для непрерывной разливки стали содержит футерованный корпус, разливочную зону, в которой установлены разливочные стаканы для подачи металла в кристаллизатор. В зоне поступления металла установлен приемник-гаситель, представляющий собой цельнолитую огнеупорную конструкцию в виде полой правильной усеченной шестиугольной пирамиды, причем боковые грани в верхней ее части выполнены с загибом во внутреннюю часть параллельно нижнему основанию. В центре приемника-гасителя имеется рассекатель потока металла, выполненный в виде правильной шестигранной пирамиды. Огнеупорная цельнолитая конструкция приемника-гасителя обеспечивает повышение его механической прочности, по сравнению с имеющимися аналогами.

Все сопрягаемые внутренние части усеченной пирамиды имеют закругления, в результате чего эффективно гасится кинетическая энергия потока металла. Все это исключает прямое столкновение струи металла с основанием приемника-гасителя и хаотичное поведение металла внутри него, которое является причиной всплесков стали и образования брызг. Это позволяет исключить потерю серийности разлива металла и процесс замедления разлива стали при постоянном воздействии турбулентных проявлений потока металла внутри и извне, а также сохранить форму приемника-гасителя без разрушения не менее 15 серий разлива плавок.

Отсутствие перегородок и исключение применения инертного газа ведет к упрощению конструкции и снижению себестоимости промежуточного ковша.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металла.

Известен промежуточный ковш для непрерывной разливки стали, содержащий футерованный корпус, зону поступления металла из сталеразливочного ковша и погружные стаканы. Между зоной поступления металла и погружными стаканами расположена перегородка, выполненная выпуклой, и направлена выпуклостью в сторону зоны поступления металла (см. патент РФ 2038911, B22D 11/10).

Недостатком данного ковша является низкое качество разливочной стали. Наличие выпуклой перегородки, направленной в зону поступления металла из сталеразливочного ковша, способствует вращению металла при разливке, образованию воронки в раздаточной зоне с центром относительно оси разливочного стакана и, как следствие, затягивание покровного шлака и неметаллических включений в канал разливочного стакана, что снижает качество разливочной стали.

Известен промежуточный ковш для непрерывной разливки, включающий приемную и разливочную камеры, разделенные перегородкой, в которой выполнены верхний, средний и нижний ряды переливных каналов, приемник-гаситель струи заливаемого из защитной трубы металла, установленный на днище ковша и выполненный в виде стакана с заплечиками. Переливные каналы в перегородке выполнены конусными, причем каналы нижнего и среднего рядов переливных каналов направлены сужением в сторону разливочной камеры, а переливные каналы верхнего ряда - сужением в сторону приемной камеры. В теле перегородки выполнен газоподводящий канал, сообщенный с горизонтальным щелевидным соплом, выходящим в разливочную емкость (см. патент РФ 2185261, B22D 41/00).

Недостатком данного ковша является низкое качество разливаемого металла в результате того, что отсутствует эффективное погашение кинетической энергии потока металла в приемнике-гасителе. При подаче металла в зону разлива, потоки металла хаотично распределяются по объему промежуточного ковша, что проявляется в возникновении структуры нестабильных завихрений, приводящих к хаотичному движению металла в ковше и последующему затягиванию неметаллических включении и шлака в металл, что снижает качество разливаемой стали. Наличие переливных отверстий, а также сплошного щелевого сопла в основании перегородки, которая выполнена из дорогостоящих огнеупорных материалов, приводит к уменьшению механической прочности и более быстрому размытию перегородки, которая выполняет свои функции не более 10 серий разлива плавок.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является промежуточный ковш, включающий футерованный корпус, зону поступления металла и разливочную зону, в которой установлены разливочные стаканы для подачи металла в кристаллизатор. В зоне поступления металла установлен фасонный приемник-гаситель, состоящий из основания, которое выполнено в виде многоугольника, три стороны которого параллельны соответствующим сторонам корпуса в зоне поступления металла, а другие стороны направлены в сторону разливочной зоны, и вертикальной Г-образной перегородки, верхняя часть которой направлена в сторону зоны поступления металла. Причем в нижней части перегородки выполнены переливные отверстия. В центре основания многоугольника выполнен конусообразный выступ, а со стороны разливочной зоны выполнен пористый блок (см. патент РФ 77811, B22D 41/00).

Недостатком данного ковша является образование брызг металла в зоне поступления металла, так как нет достаточного погашения кинетической энергии потока металла. Поток металла, с одной стороны, ударяется под прямым углом с футерованным корпусом промежуточного ковша, в результате чего, образуются брызги металла, затем, проходя по вертикальной Г-образной перегородке, вторично ударяется под прямым углом о ее верхнюю часть, что также способствует образованию брызг металла. Попадая в разливочную зону промежуточного ковша брызги металла становятся причиной образования очагов окисных включений, которые приводят к возникновению аварий в начале процесса разливки стали, что проявляется в потере ручьев металла из-за прикипи головки стопора к разливочному стакану и, как следствие, замедление процесса разливки стали, что приводит к потере серийности разливки металла. Дополнительное применение инертного газа через пористый блок в основании фасонного огнеупора со стороны разливочной зоны, приводит к усложнению конструкции и увеличению себестоимости промежуточного ковша.

Технической задачей, решаемой предложенным изобретением, является повышение серийности разливки металла, а также упрощение конструкции и снижение себестоимости промежуточного ковша.

Поставленная задача решается тем, что в промежуточном ковше для непрерывной разливки стали, содержащем футерованный корпус, разливочную зону, в которой установлены разливочные стаканы для подачи металла в кристаллизатор, в зоне поступления металла установлен приемник-гаситель, представляющий собой цельнолитую огнеупорную конструкцию в виде полой правильной усеченной шестиугольной пирамиды, причем боковые грани в верхней ее части выполнены с загибом во внутреннюю часть параллельно нижнему основанию, в центре которого имеется рассекатель потока металла, выполненный в виде правильной шестигранной пирамиды. Огнеупорная цельнолитая конструкция приемника-гасителя обеспечивает повышение его механической прочности, по сравнению с имеющимися аналогами.

Все сопрягаемые внутренние части усеченной пирамиды имеют закругления, в результате чего эффективно гасится кинетическая энергия потока металла. Все это исключает прямое столкновение струи металла с основанием приемника-гасителя и хаотичное поведение металла внутри него, которое является причиной всплесков стали и образования брызг.. После заполнения приемника-гасителя металлом, последний, начинает вытекать из него равномерным ламинарным потоком и растекаться по разливочной зоне промежуточного ковша.

Это позволяет исключить потерю серийности разлива металла и процесс замедления разлива стали при постоянном воздействии турбулентных проявлений потока металла внутри и извне, а также сохранить форму приемника-гасителя без разрушения не менее 15 серий разлива плавок.

Отсутствие перегородок и исключение применения инертного газа ведет к упрощению конструкции и снижению себестоимости промежуточного ковша.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен промежуточный ковш; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Промежуточный ковш состоит из футерованного корпуса 1, разливочной зоны 2, в которой установлены разливочные стаканы 3 для подачи металла в кристаллизатор (на чертеже не указан), приемника-гасителя 4, установленного в зоне поступления металла 5. Приемник-гаситель 4 представляет собой цельнолитую огнеупорную конструкцию в виде полой правильной усеченной шестиугольной пирамиды, причем боковые грани в верхней ее части выполнены с загибом во внутреннюю часть параллельно нижнему основанию. В центре нижнего основания имеется рассекатель потока металла 6, выполненный в виде правильной шестигранной пирамиды. Все сопрягаемые внутренние части усеченной пирамиды имеют закругления.

Промежуточный ковш работает следующим образом.

Струя металла падает в приемник-гаситель 4, попадая на рассекатель потока металла 6, который расширяет ее и придает потоку нужное направление и оптимальную скорость течения металла к стенкам приемника-гасителя, а за счет закруглений сопрягаемых внутренних частей усеченной пирамиды эффективно гасится кинетическая энергия потока металла. Все это исключает прямое столкновение струи металла с основанием приемника-гасителя 4 и хаотичное поведение металла внутри него, которое является причиной всплесков стали и образования брызг. Это обеспечивает эффективное погашение кинетической энергии потока металла. После заполнения приемника-гасителя 4 металлом последний начинает вытекать из усеченной пирамиды и равномерно ламинарным потоком растекаться по разливочной зоне 2 в разливочные стаканы 3 промежуточного ковша.

При заполнении разливочной зоны 2 не менее чем на 1/3 высоты футерованного корпуса 1 промежуточного ковша, начинается разливка стали.

К этому моменту приемник-гаситель 4 полностью погружен в жидкий металл.

Промежуточный ковш, включающий футерованный корпус, разливочную зону, в которой установлены разливочные стаканы для подачи металла в кристаллизатор, приемник-гаситель, установленный в зоне поступления металла, отличающийся тем, что приемник-гаситель представляет собой цельнолитую огнеупорную конструкцию в виде полой правильной усеченной шестиугольной пирамиды, причем боковые грани в верхней ее части выполнены с загибом во внутреннюю часть параллельно нижнему основанию, в центре которого имеется рассекатель потока металла, выполненный в виде правильной шестигранной пирамиды, причем все сопрягаемые внутренние части усеченной пирамиды имеют закругления.