МЕТАЛЛОПРИЕМНЫЙ КОЛОДЕЦ

Полезная модель относится к области металлургии, в частности, к непрерывной разливке металла.
Известен металлоприемник промежуточного ковша для непрерывной разливки металла, который содержит огнеупорную емкость, образованную опорной плитой (дном) и стенкой с проемами, при этом толщина стенки равна 0,25-0,5 толщины дна, а прорези расположены симметрично (UA 51522 от 14.12.2009 г., МПК B22D 41/00).
Недостатками данной конструкции являются: (1) турбулентность падающей в данное изделие струи металла не претерпевает локализацию; напротив, струя отражается от плоского днища изделия в виде брызг металла, что приводит как к снижению стойкости днища изделия, так и к понижению качества металла за счет образования неметаллических включений при окислении брызг; (2) существенные потери металла, кристаллизующегося в металлоприемнике по окончании разливки в связи с отсутствием каких-либо сквозных отверстий в нижней части стен изделия; (3) наличие в стенах изделия прорезей большой площади и высоты не позволяет сформировать управляемые потоки в объеме металла в промежуточном ковше за пределами изделия, а также приводит к преждевременному разрушению стен изделия.
Известен приемный колодец, состоящий из опорной плиты и боковых стенок, одна из которых выполнена с возможностью полного прилегания к огнеупорной футеровке одной из боковых стен промежуточного ковша. Одна из боковых стен приемного колодца имеет высоту не менее 75% от высоты рабочего пространства промежуточного ковша, одна из стенок приемного колодца частично или полностью имеет высоту менее вышеуказанного уровня. В одной из боковых стенок может быть выполнено хотя бы одно отверстие (RU 2400327 от 21.05.2008, МПК B22D 41/00).
Описываемая в патенте RU 2400327 конструкция металлоприемника не обеспечивает равномерного распределения потоков расплавленного металла с локализацией турбулентности и формированием струи в заданном направлении в зависимости от конструкции промежуточного устройства.
Целью настоящей полезной модели является обеспечение повышения качества непрерывнолитой заготовки, а также увеличение стабильности и технологичности процесса непрерывной разливки.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в создании условий локализации и снижения степени турбулентности струи металла, падающей из сталеразливочного ковша в приемную зону промежуточного ковша, в которой установлен металлоприемный колодец, за счет конструкции данного изделия. Также за счет конструкции внутреннего профиля изделия достигается повышенная эрозионная стойкость изделия, что снижает скорость поступления неметаллических включений в металл вследствие снижения скорости разрушения самого изделия в процессе непрерывной разливки.
Технический результат достигается тем, что металлоприемный колодец, состоящий из опорной плиты и наружных боковых стенок, хотя бы одна из которых выполнена с возможностью полного прилегания к огнеупорной футеровке одной из стен промежуточного ковша, и хотя бы в одной из которых могут быть выполнены переливные дозирующие каналы, согласно полезной модели,
дополнительно содержит внутреннюю емкость с отверстием для приема металла, расположенную на опорной плите, и образованную внутренними боковыми стенками высотой 0,1-0,8 от высоты наружных боковых стенок металлоприемного колодца, которая может находиться по центру или со смещением от центра опорной плиты.
Наружные боковые стенки металлоприемного колодца, не прилегающие к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша, могут быть выполнены до 70% ниже по высоте, чем стенки металлоприемного колодца, полностью прилегающие к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша.
Внутренняя емкость может быть различной геометрической формы, в частности, параллелепипедной, цилиндрической, конической, пирамидальной, призматической, сферической.
Толщина опорной плиты 2 в зоне непосредственного падения струи металла равна или больше толщины опорной плиты периферийной части металлоприемного колодца до 5 раз.
Опорная плита в зоне непосредственного падения струи металла может иметь одну или более ударных поверхностей с прямолинейным профилем, расположенных под углом друг к другу, или ударную поверхность, имеющую криволинейный профиль.
Опорная плита металлоприемного колодца может иметь продувочные устройства, через которые осуществляют продувку металла газом.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, не исключающими другие варианты в пределах формулы.
На фиг.1 показан металлоприемный колодец в аксонометрии с вырезом части изделия, с внутренней емкостью кубической формы с двумя ударными поверхностями, расположенными под углом друг к другу.
На фиг.2 показан металлоприемный колодец в аксонометрии с вырезом части изделия для «Т-образного» промежуточного ковша, с внутренней емкостью цилиндрической формы с криволинейным профилем ударной поверхности.
На фиг.3 показано расположение изделия непосредственно в «Т-образном» промежуточном ковше.
На фиг.4 показан металлоприемный колодец в аксонометрии с вырезом части изделия, аналогичный приведенному на фиг.2, но с пониженной высотой наружной боковой стенки изделия, не прилегающей к огнеупорной футеровке промежуточного ковша.
В рамках данной полезной модели под «наружными боковыми стенками металлоприемного колодца» следует понимать наружные боковые стенки изделия, обозначенные на фиг.1 и 2 как 3 и 3′. Под «внутренними боковыми стенками металлоприемного колодца» следует понимать стенки, которые образуют внутреннюю емкость изделия, обозначенную на фиг.1 и 2 как 7.
Металлоприемный колодец 1 имеет опорную плиту 2, боковые стенки изделия 3 и 3′. Стенки 3 выполнены с возможностью полного прилегания к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша. В стенках 3′, не прилегающих к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша, выполнены переливные дозирующие каналы 4. Металлоприемный колодец 1 содержит дополнительно внутреннюю емкость 5 с отверстием для приема металла 6, расположенную на той же опорной плите 2, и образованную внутренней боковой стенкой 7. Внутренняя емкость 5 с отверстием для приема металла 6 образована внутренней боковой стенкой высотой 0,1-0,8 от высоты наружных боковых стенок 3 и 3′ металлоприемного колодца. Внутренняя емкость 5 может находиться по центру или со смещением от центра опорной плиты в зависимости от конструкции промежуточного ковша.
Металлоприемный колодец разделяет внутреннее пространство промежуточного ковша на приемную (область поступления метла из сталеразливочного ковша) и разливочные зоны. Если все наружные боковые стенки металлоприемного колодца одной высоты, то, наличие хотя бы в одной из них (не прилегающей к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша) переливных дозирующих каналов позволяет формировать направленные потоки металла в объеме разливочных зон промежуточного ковша. В случае, когда хотя бы одна не прилегающая к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша наружная боковая стенка изделия выполнена ниже остальных по высоте, переливные дозирующие каналы в изделии могут отсутствовать.
Толщина опорной плиты 2 в зоне непосредственного падения струи металла равна или больше толщины опорной плиты периферийной части металлоприемного колодца до 5 раз. Увеличенная толщина опорной плиты в зоне непосредственного падения струи металла применяется в случае необходимости разливать металл сериями большой длины.
Жидкий металл из сталеразливочного ковша через огнеупорный металлопроводтрубу попадает в приемную зону, а, точнее, во внутреннюю емкость металлоприемного колодца, затем - в периферийную область металлоприемного колодца, и далее - к стаканам-дозаторам в разливочных зонах промежуточного ковша. При этом турбулентные потоки не выходят за пределы изделия металлоприемного колодца.
Выполненный в соответствии с заявленной полезной моделью металлоприемный колодец, имеющий две емкости для приема металла, позволяет локализовать турбулентность падающей струи металла внутри изделия, во-первых, за счет локализации и последующего гашения турбулентности в объеме внутренней емкости металлоприемного колодца, а, во-вторых, за счет вытекания частично успокоенного потока металла из внутренней емкости в замкнутый объем металлоприемного колодца, где происходит окончательное успокоение потока металла. Далее металл вытекает из металлоприемного колодца в разливочные зоны промежуточного ковша либо направленными струями через переливные дозирующие каналы, либо через боковые стенки металлоприемного колодца, не прилегающие к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша, которые могут быть выполнены до 70% ниже по высоте, чем стенки металлоприемного колодца, полностью прилегающие к огнеупорной футеровке стен промежуточного ковша.
Дно металлоприемного колодца 8, в том числе и в зоне непосредственного падения струи металла, может иметь продувочные устройства - пористые вставки или щелевые продувочные блоки, через которые осуществляют продувку металла газом (например, аргоном).
Таким образом, использование металлоприемного колодца предлагаемой конструкции позволяет достичь технический результат за счет:
- предотвращения образования дополнительных неметаллических включений вследствие снижения степени турбулентности падающей струи жидкой стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш;
- удаления имеющихся в объеме стального расплава неметаллических включений в шлаковую фазу за счет локализации турбулентности падающей струи в объеме изделия и повышения продолжительности пребывания металла в изделии;
- предотвращения затягивания обогащенного неметаллическими включениями рафинировочного шлака приемной зоны промежуточного ковша в объем металла за счет предотвращения попадания этого шлака к разливочным стаканам промежуточного ковша при снижении уровня жидкого расплава;
- поддержания стабильного распределения потоков металла в промежуточном ковше в процессе разливки, за счет локализации турбулентности падающей струи в объеме изделия;
- увеличения стойкости огнеупорной футеровки приемной зоны промежуточного ковша за счет ее экранирования изделием от воздействия излучения падающей струи металла и непосредственного контакта с жидким металлом и шлаком, что, в конечном итоге, дает возможность повышения серийности разливки методом «плавка на плавку».