МЕТАЛЛОПРИЕМНИК ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША

Полезная модель относится к металлургии, в частности, к непрерывной разливке стали, и может быть использована в промежуточных ковшах установок непрерывной разливки стали.
Известен металлоприемник для промежуточного ковша (RU 149743 U1), состоящий из приемной емкости с отверстием, приспособленной для приема и отклонения входящего потока расплавленного металла, при этом внутреннее пространство приемной емкости выполнено в форме тороида с усиленной сферическим сегментом ударной поверхностью.
Недостатком известной конструкции является отсутствие передней стенки, что приводит к повышенному износу футеровки противолежащей стенки промковша и неравномерному распределению порций металла между ручьями промковша.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели, принятым за прототип, является металлоприемник промежуточного ковша (RU 155940 U1), содержащий приемную емкость с отверстием в форме тороида с усиленной сферическим сегментом ударной поверхностью, заднюю и боковые стенки одинаковой высоты и передней стенкой, высота которой составляет 0,2-0,6 высоты задней и боковых стенок, при этом между передней и боковыми стенками выполнены проемы шириной не менее 150 мм.
К недостаткам прототипа можно отнести повышенный износ противолежащей стенки промежуточного ковша в районе шлакового пояса, т.к. часть металла из приемной емкости через переднюю стенку металлоприемника перенаправляется к противолежащей стенки, образуя контур рециркуляции, который размывает футеровку в этой области. Кроме того, не определена оптимальная, с точки зрения износостойкости металлоприемника, толщина основания приемной емкости.
Задачей полезной модели является повышение стойкости металлоприемника и футеровки промковша.
Техническим результатом, достигаемым в заявляемой полезной модели, приводящим к повышению стойкости металлоприемника и футеровки промковша, а также к повышению серийности разливки, является возможность перенаправления потоков металла вдоль большей оси промежуточного ковша.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в металлоприемнике для промежуточного ковша, содержащем основание с приемной емкостью в форме тороида с верхним отверстием и усиленной сферическим сегментом нижней ударной поверхностью, переднюю и заднюю стенки, в соответствии с полезной моделью внутренняя поверхность передней стенки металлоприемника образует с верхней поверхностью приемной емкости угол 50-75°, при этом толщина основания в зоне расположения сферического сегмента составляет не менее 200 мм.
Диапазон значений угла между внутренней поверхностью передней стенки металлоприемника и верхней поверхностью приемной емкости установлен исходя из условия перенаправления основного потока металла из сталеразливочного ковша к задней стенке металлоприемника, где происходит дополнительное гашение кинетической энергии этого потока, после чего ламинарный поток металла покидает металлоприемник через проемы между передней и боковыми стенками. При угле более 75° не будет достигаться направленное движение поступающих порций металла к крайним ручьям промежуточного ковша, и значительная часть потока будет поступать в промковш через переднюю стенку металлоприемника, что приведет как к снижению качества непрерывнолитой заготовки, так и к повышенному износу футеровки передней стенки промковша. Уменьшение угла наклона стенки менее 50° приведет к более интенсивному ее размытию, что может привести к снижению стойкости металлоприемника и всей футеровки промежуточного ковша. Кроме того, уменьшение угла менее 50° приведет к увеличению толщины передней стенки, что повышает вес изделия, и, соответственно, его стоимость. Передняя стенка может иметь меньшую высоту, чем высота задней стенки.
Толщина основания в зоне утолщения в виде сферического сегмента выбирается в зависимости от массовой скорости поступающего в промковш металла, с учетом фактора стойкости металлоприемника, имеющего переднюю стенку, внутренняя поверхность которой образует с верхней поверхностью приемной емкости угол 50-75°, при этом чем выше скорость, тем больше следует выполнять толщину основания, и наоборот. Минимальная толщина основания 200 мм определялась на основании расчета напряжений, возникающих в металлоприемнике, имеющем заявленную конструкцию с выполненной указанным образом передней стенкой, при воздействии струи металла, исходя из минимальной стойкости металлоприемника Расчет показал, что в связи с перенаправлением потока металла наклонной передней стенкой обратно в приемную емкость металлоприемника, повышается эрозионное воздействие на приемную емкость. При толщине основания металлоприемника меньше 200 мм повышается вероятность разрушения металлоприемника в месте падения струи металла из сталеразливочного ковша, что не позволит достичь технического результата, и может вызвать аварийную ситуацию (проход металла).
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется на фиг. 1, где изображена изометрическая проекция, и фиг. 2, где изображен разрез предлагаемой полезной модели. Металлоприемник состоит из основания 5 с приемной емкостью в форме тороида 1 с отверстием 2, передней 3 и задней 4 стенок. В бойном месте приемной емкости имеется утолщение 6 в виде сферического сегмента для повышения стойкости изделия. Толщина основания Н в месте утолщения составляет не менее 200 мм. Задняя стенка 4 металлоприемника повторяет форму и наклон задней стенки промковша для более плотного встраивания в футеровку. Внутренняя поверхность 7 передней стенки металлоприемника образует с верхней поверхностью приемной емкости угол α.
Металлоприемник устанавливается основанием на арматурную футеровку промковша, задней стенкой вплотную к стенке промежуточного ковша, после чего производится нанесение рабочего слоя футеровки промковша. При этом металлоприемник надежно закрепляется в рабочей футеровке за счет сил адгезии.
Металл поступает в промежуточный ковш из сталеразливочного ковша открытой или закрытой струей. Струя металла попадает в приемную емкость металлоприемника, где ее кинетическая энергия гасится благодаря форме ударной поверхности и приемной емкости. При этом часть потока, поступающая к передней наклонной стенке, перенаправляется обратно в пространство металлоприемника, где происходит дополнительное гашение кинетической энергии данного потока. Затем металл через открытые проемы в боковых стенках металлоприемника поступает в пространство промковша, направляясь вдоль его большей оси к крайним ручьям, и только потом - к средним. Такая траектория позволяет минимизировать контакт новых порций горячего металла из сталеразливочного ковша с футеровкой промежуточного ковша, а также обеспечивает усреднение температуры, химического состава металла и более полное всплытие неметаллических включений.