МЕТАЛЛОПРИЕМНИК ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована в промежуточных ковшах установок для непрерывной разливки стали.
Известен металлоприемник для промежуточного ковша, изготовленный из огнеупорного материала, содержащий основание с ударной поверхностью и боковые стенки, выполненные с наклоном к основанию, при этом в боковых стенках выполнены отверстия для прохода отклоненного потока металла в направлении выпускных отверстий промежуточного ковша. Основным недостатком такого металлоприемника является большая высота рассекателя - до 0,6 высоты корпуса. Поток расплавленного металла, поступающий в металлоприемник с большой кинетической энергией, падает на высокий рассекатель, выполненный в виде выступа, имеющего в сечении треугольную, прямоугольную или многоугольную форму, образуя большое количество брызг. При такой конструкции рассекателя происходит недостаточное гашение кинетической энергии потока металла, устремляющегося к стенкам металлоприемника, создается повышенный износ стенок, недостаточно снижается турбулентность металла (RU 2009113682 A, B22D 41/08, 20.10.2010).
Известен металлоприемник для промежуточного ковша, содержащий основание с ударной поверхностью и наклонные боковые стенки с выпускными отверстиями, при этом основание с ударной поверхностью выполнено с полусферическим отбойником с радиусом до 500 мм и высотой полусферы над основанием до 80 мм. (RU 133443 U1, B22D 41/00, 24.10.2012).
Недостатком такой конструкции металлоприемника является то, что из-за прямых углов между ударной поверхностью и боковыми стенами металлоприемника такая конструкция не в полной мере обеспечивает равномерное распределение потоков металла с локализацией турбулентности и формированием целенаправленного потока металла в разливочное пространство промежуточного ковша.
Задачей, решаемой этой полезной моделью, является расширение арсенала имеющихся металлоприемников для промежуточных ковшей, снижающих турбулентность потока металла, повышение эрозионной стойкости металлоприемников и огнеупорной футеровки промежуточного ковша.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, выражается в существенном снижении турбулентности поступающего в промежуточный ковш потока металла, повышении стойкости металлоприемника и рабочей футеровки промежуточного ковша к эрозии, повышении качества и стабильности процесса непрерывной разливки в целом.
Технический результат достигается тем, что металлоприемник, изготовленный из огнеупорного материала, содержит приемную емкость с отверстием, в верхней части которой выполнен выступ, обращенный в сторону внутреннего объема приемной емкости, заднюю и боковые стенки, в которых могут быть выполнены переливные каналы. И, в соответствии с предлагаемой полезной моделью, ударная поверхность основания приемной емкости имеет сферический сегмент, а внутреннее пространство приемной емкости металлоприемника выполнено тороидальным для эффективного снижения кинетической энергии потока расплавленного металла и локализации турбулентности потоков металла внутри металлоприемника. Основание металлоприемника со сферическим сегментом, внутреннее пространство в виде тороида обеспечивает механическую прочность и, соответственно, повышение количества плавок. Высокая задняя стенка, плотно прилегающая к стенке промежуточного ковша, и боковые стенки металлоприемника отражают брызги металла, защищая огнеупорную футеровку стен ковша от эрозионного воздействия поступающего потока металла и предотвращая локальный износ футеровки в месте падения струи.
Основание металлоприемника имеет сферический сегмент с высотой над основанием не менее 30 мм, который служит для уменьшения разбрызгивания падающей струи металла. Основная сила удара потока металла, поступающего в металлоприемник, приходится на основание, поэтому усиленное таким образом основание способствует повышению механической прочности металлоприемника и в конечном итоге увеличивает срок службы промежуточного ковша за счет сохранения рабочего и арматурного слоев ковша.
а
а
Боковая стенка металлоприемника, не прилегающая к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша, может быть выполнена либо с одной скошенной гранью , образующей с верхней поверхностью приемной емкости угол α более 90°, либо с двумя гранями в и с, из которых грань в может быть выполнена перпендикулярно к верхней поверхности приемной емкости и образовывать с ней прямой угол α, а грань c может быть выполнена скошенной. Скошенные грани  боковых стенок металлоприемника могут быть выполнены различной длины вплоть до соединения с ребром, образованным верхней поверхностью приемной емкости и передней боковой стенкой приемной емкости. Такие варианты конструкции боковых стенок позволяют регулировать поток металла, изливающийся из металлоприемника в промежуточный ковш.
Высота металлоприемника зависит от конструкции промежуточного ковша и уровня наполняемости ковша металлом, причем одна из стенок металлоприемника (задняя), прилегающая к арматурной футеровке промежуточного ковша и повторяющая его форму, выполняется наклонной для более плотного прилегания к стенке промежуточного ковша.
Основание металлоприемника может иметь форму трапеции, или квадрата, или прямоугольника, или многоугольника, и зависит от конструкции приемного узла промежуточного ковша, размеров металлоприемника и способов установки металлоприемника в промежуточном ковше.
После установки металлоприемника в приемном узле промежуточного ковша производят торкретирование рабочей футеровки промежуточного ковша, причем в процессе футеровки пазы, выполненные на боковых стенках основания металлоприемника, попадают под торкрет-массу. На задней стенке металлоприемника, прилегающей к футеровке промежуточного ковша, выполнены боковые фаски, заполняемые при торкретировании торкрет-массой для предотвращения попадания металла между стенкой металлоприемника и футеровкой промежуточного ковша. За счет этого происходит надежное фиксирование металлоприемника в днище ковша.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, которые не исключают других вариантов металлоприемников в пределах формулы предлагаемой полезной модели. Предлагаемые конструкции металлоприемников определяются конструкцией промежуточного ковша.
а
1
На фиг. 1 показан металлоприемник с приемной емкостью 1, с задней 2 и боковыми стенками 3, сопряжения между которыми имеют скругления 4, и круглым отверстием 5 приемной емкости 1. Две боковые стенки 3 металлоприемника имеют скошенные грани , выполненные до середины верхней поверхности 6 приемной емкости 1. Пунктирными линиями показаны варианты исполнения боковых стенок 3. Внутреннее пространство приемной емкости 7 выполнено в форме тороида с радиусом R. На ударной поверхности основания выполнен сферический сегмент 8. Основание металлоприемника 9 имеет форму трапеции. Стенки приемной емкости в верхней части имеют выступы 10, обращенные в сторону внутреннего объема приемной емкости 1. Задняя стенка металлоприемника 2 имеет боковые фаски 11.
a
На фиг. 2 показан металлоприемник с приемной емкостью 1, с задней 2 и боковыми стенками 3. В боковых стенках 3 выполнены открытые проемы 4 для перелива металла. Отверстие 5 приемной емкости 1 выполнено в форме квадрата со скругленными углами. Боковые стенки 3 имеют скошенные грани , доходящие до ребра, образованного верхней поверхностью 6 приемной емкости и передней боковой стенкой 7 приемной емкости 1. Основание металлоприемника 8 выполнено квадратным.
а
На фиг. 3 показан металлоприемник с приемной емкостью 1, с задней 2 и боковыми стенками 3, причем боковые стенки 3 имеют скошенные грани , доходящие до ребра, образованного верхней поверхностью 6 приемной емкости 1 и передней боковой стенкой 7 приемной емкости. Боковые стенки 3 имеют переливные каналы 4, выполненные цилиндрическими. Отверстие 5 приемной емкости 1 выполнено в форме прямоугольника со скругленными углами. На передней боковой стенке 7 приемной емкости 1 и задней стенке 2 металлоприемника выполнены пазы 8. На верхней поверхности приемной емкости 6 и задней стенке 2 металлоприемника выполнены монтажные петли 9.
2
На фиг. 4 показан металлоприемник с приемной емкостью 1, задней 2 и боковыми стенками 3, имеющими сопряжения 4 радиусом R. Отверстие 5 приемной емкости 1 выполнено в форме эллипса. Боковые стенки металлоприемника имеют перпендикулярные к верхней поверхности 6 приемной емкости 1 грани в и скошенные грани с.Грани в образуют с верхней поверхностью 6 приемной емкости 1 прямой угол α.
Расплавленный металл поступает из сталеразливочного ковша в приемную емкость металлоприемника, установленного в промежуточном ковше. Основание металлоприемника со сферическим сегментом, тороидальное внутреннее пространство приемной емкости, принимая на себя воздействие потока металла, гасят кинетическую энергию поступающего металла, снижают турбулентные потоки жидкого металла, которые образуются при падении металла в приемную емкость металлоприемника. Далее металл из внутреннего объема приемной емкости поступает в объем промежуточного ковша через открытые проемы или переливные каналы, расположенные в боковых стенках металлоприемника. Переливные каналы, количество которых может быть не менее одного в каждой из боковых стенок, выполнены преимущественно конусными, или цилиндрическими, или щелевидными. При этом происходит регулирование потоков металла по отношению к выпускным отверстиям промежуточного ковша, исходящие ламинарные потоки благоприятствуют всплытию неметаллических включений в зону шлакового пояса, способствуя улучшению качества разливаемого металла.
Выполненные в соответствии с заявленной полезной моделью металлоприемники показали хорошие результаты в процессе непрерывной разливки стали. Использование предлагаемых металлоприемников позволяет снизить турбулентность потока металла, увеличить эрозионную стойкость металлоприемника и огнеупорной футеровки стен промежуточного ковша, повысить качество очистки металла от неметаллических включений.