ПРИБЫЛЬНАЯ НАДСТАВКА

Полезная модель относится к области металлургии, а именно к разливке стали и сплавов на слитки.
Известна прибыльная надставка, состоящая из металлического корпуса с верхней и нижней полками, в полости которой выполнена футеровка из шамотного кирпича. (Н.Н.Власов, В.В.Король, B.C.Радя. Разливка черных металлов. Справочник. М.Металлургия, 1987, с.228-230).
Недостатками данной конструкции прибыльной надставки являются значительные тепловые потери в окружающую среду через боковые стенки и трудность точного определения уровня наполнения надставки металлом, что в обоих случаях приводит к перерасходу металла на прибыльную часть слитка.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является прибыльная надставка, состоящая из металлического корпуса и теплоизоляционных вкладышей, высотой равной высоте стенок корпуса. (Авт. свид. СССР №1577913, МКИ B22D 7/10, 15.07.90. Прототип).
Недостатком данной конструкции надставки является невозможность точного определения уровня наполнения надставки металлом, что приводит или к перерасходу металла на прибыльную часть слитка при переполнении надставки или к ухудшению качества макроструктуры слитка при недоливе.
Задачей, решаемой полезной моделью является снижение расхода металла на прибыльную часть слитка и повышение его качества.
Указанная задача достигается тем, что в прибыльной надставке, включающей металлический корпус и футеровку из теплоизоляционных огнеупорных вкладышей, вкладыши выполнены высотой 0,80-0,95 высоты корпуса и образуют со стенками надставки в ее верхней части открытую сверху нишу с основанием равным толщине огнеупорного вкладыша.
В корпусе выполнена выемка на уровне ниши высотой равной высоте ниши.
Кроме того, надставка снабжена горизонтально установленным в верхней части теплоизоляционным огнеупорным вкладышем, опирающимся на основание ниши.
В средней части теплоизоляционного вкладыша выполнено отверстие, в котором расположен индикатор уровня налива металла в полость надставки.
Индикатор уровня налива металла выполнен в виде стержня грибовидной формы, размещенного в отверстии вкладыша с возможностью вертикального перемещения под действием жидкого металла.
Кроме того, в горизонтально установленном теплоизоляционном вкладыше выполнена боковая или угловая прорезь для установки маркировочного стержня или пластины.
При разливке металла прибыльная надставка заполняется по высоте огнеупорных вкладышей надставки, которые являются указателями уровня наполнения надставки металлом в зависимости от массы и формы слитка. Так при высоте вкладыша 0,80 высоты корпуса обеспечивается оптимальный расход металла на прибыль и качество слитка для крупных поковок и проката. При высоте вкладыша 0,95 высоты корпуса надставки обеспечивается оптимальный расход металла на прибыль и качество слитка для мелких поковок и сортового проката. Наполнение надставки до верхнего края вкладышей позволяет обеспечить точный расход металла на прибыльную часть слитка. При этом устраняются колебания в уровне наполнения надставки, за счет чего повышается качество макроструктуры слитка и изделий из него при снижении расхода металла на прибыльную часть слитка. Это является техническим результатом полезной модели.
Выполнение надставки с открытой нишей упрощает установку горизонтального огнеупорного вкладыша, повышает надежность теплоизоляции металла, что способствует повышению качества макроструктуры слитка.
При отсутствии горизонтального вкладыша в качестве утеплителя используют утепляющую засыпку, располагаемую в открытой нише и по поверхности металла. Стенки ниши обеспечивают надежное расположение утепляющих материалов, что повышает качество слитка и исключает потери засыпки.
В прибыльной надставке, предназначенной для слитка большой массы, целесообразно в корпусе выполнить выемку на уровне ниши высотой равной высоте ниши. В этом случае горизонтально установленный в верхней части надставки теплоизоляционный огнеупорный вкладыш, опирается не только на боковые вкладыши, образующие основание ниши, но и на корпус надставки, уменьшая тем самым нагрузку на вкладыши и вероятность их деформации. Индикатор уровня налива металла позволяет при использовании горизонтальных вкладышей определить оптимальный уровень наполнения прибыльной надставки, что влияет на расход металла.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 - представлена прибыльная надставка в вертикальном разрезе; на фиг.2 - прибыльная надставка с горизонтальным теплоизоляционным вкладышем в вертикальном разрезе, на фиг.3 - вид сверху на фиг.2; на фиг.4 представлена прибыльная надставка с горизонтальным теплоизоляционным вкладышем с индикатором налива в вертикальном разрезе, на фиг.5 - вид сверху на фиг.4.
Прибыльная надставка (фиг.1) состоит из металлического корпуса 1 и огнеупорной футеровки 2 в виде теплоизоляционных вкладышей, которые выполнены высотой 0,80-0,95 высоты корпуса и образуют со стенками надставки в ее верхней части открытую сверху нишу 3 с основанием равным толщине огнеупорных вкладышей. В нише 3 размещают теплоизолирующую засыпку по окончанию наполнения прибыльной надставки металлом.
Прибыльная надставка (фиг.2, 3) состоит из металлического корпуса 1 и огнеупорной футеровки 2 в виде теплоизоляционных вкладышей, которые выполнены высотой 0,80-0,95 высоты корпуса и образуют со стенками корпуса надставки в ее верхней части открытую сверху нишу 3 с основанием равным толщине огнеупорных вкладышей. В нише 3 размещен горизонтально установленный теплоизоляционный огнеупорный вкладыш 4, опирающийся на торцы теплоизоляционных вкладышей, образующих основание ниши.
Прибыльная надставка (фиг.4, 5) состоит из металлического корпуса 1 и огнеупорной футеровки 2 в виде теплоизоляционных вкладышей, которые выполнены высотой 0,80-0,95 высоты корпуса и образуют со стенками корпуса надставки в ее верхней части открытую сверху нишу 3 глубиной с основанием равным толщине огнеупорных вкладышей. В нише 3 размещен горизонтально установленный теплоизоляционный огнеупорный вкладыш 4, опирающийся на торцы теплоизоляционных вкладышей, образующих основание ниши и частично на выемку 5 в стенке корпуса 1. В средней части теплоизоляционного вкладыша выполнено отверстие, в котором расположен индикатор 6 уровня налива металла в полость надставки в виде стержня грибовидной формы, выполненный с возможностью вертикального перемещения под действием жидкого металла. В теплоизоляционном вкладыше выполнена боковая или угловая прорезь 7 для установки маркировочного стержня или пластины.
Прибыльная надставка работает следующим образом.
Перед разливкой прибыльную надставку устанавливают на изложницу таким образом, чтобы оси надставки и изложницы максимально совпадали. При наполнении прибыльной надставки металлом ориентируются на верхние края теплоизоляционных огнеупорных вкладышей 2 и при достижении металлом указанного уровня разливку прекращают (Фиг.1). По окончании разливки на поверхность металла подают теплоизолирующий материал в виде засыпки, которую располагают на поверхности металла и в нише 3. При затвердевании слитка в процессе питания усадки металлом из прибыльной части уровень стали в надставке опускается. При этом по периметру надставки образуется светящийся рант, который увеличивает потери тепла излучением. Из ниши 3 происходит ссыпание засыпки в зазор между спекшейся теплоизолирующей засыпкой и вкладышами (на светящийся рант), что подавляет теплоизлучение от металла.
В прибыльную надставку после разливки слитков (Фиг.2, 3) устанавливают теплоизоляционный вкладыш 4, так что он опирается на торцы теплоизоляционных вкладышей 2, образующих основание ниши 3, что исключает его смещение.
При сифонной отливке крупных слитков (фиг.4, 5) установку горизонтального вкладыша на основание ниши 3 производят перед разливкой, так что он опирается на теплоизоляционные вкладыши 2 и частично на выемку 5 в корпусе 1, что уменьшает нагрузку на теплоизоляционные вкладыши 2. При достижении уровня налива металла в изложницу под действием жидкого металла стержень 6 грибовидной формы (индикатор) поднимается, что служит сигналом для окончания разливки. По окончании разливки через прорезь 7 в прибыльную часть слитка устанавливают маркировочный стержень или пластину.
Таким образом, обеспечивается минимальный расход металла на прибыль при обеспечении качества макроструктуры слитка.
Пример 1.
В металлический корпус прибыльной надставки прямоугольного поперечного сечения высотой 240 мм с верхней и нижней полками шириной соответственно 50 мм и 105 мм установлены огнеупорные теплоизоляционные вкладыши высотой 228 мм (0,95 высоты корпуса надставки) из материала МКРФТИВ-600, два из которых имеют радиусы закругления по краям 40 мм, а два других с ровными торцами установлены в распор. Прибыльную надставку устанавливали на изложницу для отливки слитка массой 1150 кг. При достижении уровня металла в прибыльной части верхней кромки теплоизоляционного вкладыша разливку прекращали. В прибыльную надставку подавали утепляющую засыпку, которая ровным слоем закрывала зеркало металла и заполняла открытую сверху нишу, образованную вкладышами и стенками корпуса надставки.
По мере затвердевания слитка уровень металла в прибыльной надставке опускался. Засыпка из ниши ссыпалась по периметру надставки и закрывала светящийся рант.
Пример 2.
В металлический корпус прибыльной надставки квадратного поперечного сечения высотой 300 мм с верхней и нижней полками шириной соответственно 85 мм и 150 мм установлены огнеупорные теплоизоляционные вкладыши высотой 240 мм (0,80 высоты корпуса надставки) из материала МКРФТИВ-600, два из которых имеют радиусы закругления по краям 50 мм, а два других с ровными торцами установлены в распор. В верхней части стенки корпуса надставки имеется выемка глубиной 20 мм и высотой 60 мм.
Прибыльную надставку устанавливали на изложницу для отливки слитка массой 3500 кг. На основание ниши устанавливали огнеупорный теплоизоляционный вкладыш, который опирался на торцы огнеупорных вкладышей, образующих основание ниши и выемку. Разливку стали вели сифонным способом. При поднятии плавающего стержня, установленного в центральной части вкладыша разливку прекращали.
Прибыльная надставка позволила обеспечить снижение расхода металла на прибыльную часть слитка на 4% и улучшить качество макроструктуры сортового проката, увеличив количество плотных штанг сортового проката и поковок с 77% до 84%.