УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРУИ МЕТАЛЛА ГАЗОМ

Полезная модель относится к области черной металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стали.
Известно устройство для защиты струи металла газом, содержащее корпус, по оси симметрии которого выполнен канал для подачи расплавленного металла, газопровод для подачи нейтрального газа, сопла, расположенные на окружности, центр которой размещен на оси симметрии корпуса, и со стороны выходного сечения сообщенные кольцевой канавкой, имеющей в поперечном сечении прямоугольную форму [1].
Предложенное устройство не предотвращает значительного прироста азота в разливаемом металле даже при высоком расходе аргона, не обеспечивается высокое качество отлитых заготовок.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому устройству является устройство для защиты струи металла газом, содержащее цилиндрический корпус, по оси симметрии которого выполнен канал, и газопровод для подачи инертного газа в кольцевую канавку, выполненную в цилиндрическом корпусе. Соотношение диаметров кольцевой канавки, цилиндрической части нижнего выступа и верхнего кольцевого выступа составляет (1,05÷1,07):(1,01÷1,05):1 [2].
Недостатком известного устройства является то, что оно недостаточно защищает струю металла, не обеспечивает ограничения прироста азота в стали, в результате взаимодействия струи металла с атмосферным воздухом, так как не обеспечивает сплошную кольцевую газовую струю вокруг струи разливаемой стали.
Технический результат полезной модели заключается в снижении прироста азота в стали, уменьшении расхода защитного газа, улучшении качества непрерывнолитых заготовок.
Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем выпускной стакан для подачи расплавленного металла, установленный на нем корпус с кольцевой канавкой, кожухом и патрубком для подачи газа, разливочную трубу, согласно предложению кольцевая канавка выполнена в виде двух камер, при этом высота первой камеры равна 1,7÷2 высоты второй камеры, соединенной с выходным соплом, которое выполнено коническим под углом 10÷15° к оси корпуса, а ширина проточки между камерами составляет 1,3÷1,6 ширины выходного сопла. Разливочная труба установлена ниже торца выходного сопла на расстоянии 3,0÷6,0 его ширины.
На фиг. изображено предлагаемое устройство.
Устройство содержит выпускной стакан 1 для подачи расплавленного металла, цилиндрический корпус 2 с кольцевой канавкой, кожух 3, патрубок 4 для подвода защитного газа, разливочную трубу 5. В цилиндрическом корпусе 2 в плоскости, перпендикулярной оси симметрии выполнена канавка с двумя камерами 6 и 7 разной высоты. Высота первой камеры 6 составляет 1,7÷2 высоты второй 7, а ширина проточки между ними составляет 1,3÷1,6 ширины выходного сопла 8, которое выполнено коническим под углом 10÷15° к оси корпуса. Разливочная труба 5 расположена ниже торца выходного сопла 8 на расстоянии 3,0÷6,0 его ширины.
Устройство работает следующим образом.
До начала разливки устройство закрепляют на выпускном стакане 1 шиберного затвора. Затем к патрубку 4 подсоединяют газопровод. В процессе разливки стали к выпускному стакану 1 прижимают разливочную трубу 5, в газопровод подают аргон. Поток газа, проходя через камеры 6 и 7, стабилизируется и на выходе из сопла 8 образует сплошной экран из защитного газа. Выполнение выходного сопла 8 коническим, под углом 10÷15° к оси корпуса и поджатие разливочной трубы 5 ниже торца выходного сопла 8 на расстоянии 3,0÷6,0 его
ширины обеспечивают стабильный газовый поток без завихрений, исключая подсос воздуха, наиболее полную защиту струи металла.
Испытания устройства для защиты струи металла газом проводились на двухручьевой МНЛЗ с сечением кристаллизатора 250×1800 мм для стали марок 08Ю, 22ГЮ, 10Г2ФВЮ, 17Г1СУ, IF-типа. Масса плавок составляла 350 т, скорость разливки 0,8÷1,0 м/мин.
Устройство имеет цилиндрический корпус, кожух, вместе они образуют две камеры, высота первой составляет 35 мм, второй - 20 мм, а ширина проточки между ними - 2 мм. Выходное сопло составляет 1,5 мм и выполнено под углом 10° к оси корпуса. Разливочная труба расположена ниже торца выходного сопла на расстоянии 9 мм.
При использовании заявленного устройства защиты струи металла газом были получены следующие результаты. Прирост азота в стали в промежуточном ковше по ходу разливки плавок не превышал 5 ppm при удельном расходе аргона 100÷150 л/мин. При разливке металла без заявленного устройства максимальный прирост азота достигал 11÷20 ppm при удельном расходе аргона 100÷150 л/мин.
Использование предлагаемого устройства позволит надежнее защитить струю металла от контакта с воздухом, снизить неметаллические включения, уменьшить прирост азота в стали, улучшить качество металла.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР №1616767, МПК В 22 D 7/12, 30.12.1990.
2. Патент РФ №2229358, МПК В 22 D 7/12, 27.05.2004.