ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металла.
Известен промежуточный ковш для непрерывной разливки, содержащий футерованный корпус, зону поступления металла из сталеразливочного ковша и погружные стаканы. Между зоной поступления металла и погружными стаканами расположена перегородка, выполненная выпуклой, и направлена выпуклостью в сторону зоны поступления металла (см. патент РФ №2038911, B22D 11/10).
Недостатком данного ковша является низкое качество разливочной стали. Наличие выпуклой перегородки, направленной в зону поступления металла из сталеразливочного ковша, способствует вращению металла при разливке, образованию воронки в раздаточной зоне с центром относительно оси разливочного стакана и, как следствие, затягивание покровного шлака и неметаллических включений в канал разливочного стакана, что снижает качество разливочной стали.
Известен промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, включающий приемную и разливочную камеры, разделенные перегородкой, в которой выполнены верхний, средний и нижний ряды переливных каналов, приемник-гаситель струи заливаемого из защитной трубы металла, установленный на днище ковша и выполненный в виде стакана с заплечиками. Переливные каналы в перегородке выполнены конусными, причем каналы нижнего и среднего рядов переливных каналов направлены сужением в сторону разливочной камеры, а переливные каналы верхнего ряда - сужением в сторону приемной камеры. В теле перегородки выполнен газоподводящий канал, сообщенный с горизонтальным щелевидным соплом, выходящим в разливочную емкость (см. патент РФ №2185261, B22D 41/00).
Недостатком данного ковша является низкое качество разливаемого металла в результате того, что отсутствует эффективное погашение кинетической энергии потока металла в приемнике-гасителе. При подаче металла в зону разлива, потоки металла хаотично распределяются по объему промежуточного ковша, что проявляется в возникновении структуры нестабильных завихрений, приводящих к хаотичному движению металла в ковше и последующему затягиванию неметаллических включений и шлака в металл, что снижает качество разливаемой стали. Наличие переливных отверстий, а также сплошного щелевого сопла в основании перегородки, которая выполнена из дорогостоящих огнеупорных материалов, приводит к уменьшению механической прочности и более быстрому размытию перегородки, которая выполняет свои функции не более 10 серий разлива плавок.
Ивестен промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, включающий футерованный корпус, зону поступления металла и разливочную зону, в которой установлены разливочные стаканы для подачи металла в кристаллизатор. В зоне поступления металла установлен фасонный приемник-гаситель, состоящий из основания, которое выполнено в виде многоугольника, три стороны которого параллельны соответствующим сторонам корпуса в зоне поступления металла, а другие стороны направлены в сторону разливочной зоны, и вертикальной Г-образной перегородки, верхняя часть которой направлена в сторону зоны поступления металла. Причем в нижней части перегородки выполнены переливные отверстия. В центре основания многоугольника выполнен конусообразный выступ, а со стороны разливочной зоны выполнен пористый блок (см. патент РФ №77811, B22D 41/00).
Недостатком данного ковша является также низкое качество разливаемого металла
Наиболее близким к заявляемому решению является промежуточный ковш для непрерывной разливки стали, содержащий футерованный корпус, разливочную зону, в которой установлены разливочные стаканы для подачи металла в кристаллизатор. В зоне поступления металла установлен приемник-гаситель, представляющий собой цельнолитую огнеупорную конструкцию в виде полой правильной усеченной шестиугольной пирамиды, причем боковые грани в верхней ее части выполнены с загибом во внутреннюю часть параллельно нижнему основанию. В центре промежуточного ковша имеется рассекатель потока металла, выполненный в виде правильной шестигранной пирамиды. Огнеупорная цельнолитая конструкция приемника-гасителя обеспечивает повышение его механической прочности, по сравнению с имеющимися аналогами. Все сопрягаемые внутренние части усеченной пирамиды имеют закругления, в результате чего эффективно гасится кинетическая энергия потока металла. Все это исключает прямое столкновение струи металла с основанием приемника-гасителя и хаотичное поведение металла внутри него, которое является причиной всплесков стали и образования брызг.. После заполнения приемника-гасителя металлом, последний, начинает вытекать из него равномерным ламинарным потоком и растекаться по разливочной зоне промежуточного ковша
Недостатком данного ковша является низкое качество стали из-за отсутствия активного перемешивания стали в разливочной зоне ковша, что приводит к затягиванию неметаллических включений в разливочные стаканы, а также снижение производительности промежуточного ковша за счет нахождения большого количества металла в приемнике-гасителе после разливки стали. Наличие на рассекателе граней приводит к дополнительным проявлениям турбулентности потока металла в приемнике-гасителе, что является причиной всплесков и образования брызг, что приводит к образованию дополнительных неметаллических включений, что также снижает качество разливаемой стали.
Поставленной задачей является повышение качества стали за счет активного перемешивания металла в разливочной зоне, а также повышение производительности промежуточного ковша за счет снижения остатка металла в приемнике-гасителе.
Поставленная задача решается тем, что в промежуточном ковше для непрерывной разливки металла, включающий футерованный корпус, разливочную зону, в которой установлены разливочные стаканы для подачи металла в кристаллизатор, приемник-гаситель, установленный в зоне поступления металла, выполнен цельнолитой огнеупорной конструкцией, в виде полого усеченного конуса, в верхней части которого выполнены загибы во внутреннюю часть параллельно нижнему основанию и все сопрягаемые внутренние части полого усеченного конуса имеют закругления. В центре промежуточного ковша имеется рассекатель потока металла, выполненный в виде конуса, обеспечивающего равномерное распределение металла по поверхности рассекателя и самого приемника-гасителя. Такое выполнение позволяет более эффективно снижать турбулентное явление и кинетическую энергию потока металла, что полностью исключает образование брызг.
В нижнем основании полого усеченного конуса, обращенном в разливочную зону промежуточного ковша, выполнены переливные отверстия в форме усеченного конуса таким образом, что вершина усеченного конуса отверстия направлена в пространство между разливочными стаканами.
Такое выполнение переливных отверстий создает активное перемешивание металла в разливочной зоне промежуточного ковша вследствие того, что в приемнике-гасителе создается повышенное давление, так как кинетическая энергия падающей струи всегда больше кинетической энергии металла в промежуточном ковше, что обеспечивает направленное движение струи металла через переливные отверстия даже при полностью заполненном промежуточном ковше. Это обеспечивает эффективное выведение неметаллических включений в шлак, что повышает качество стали, а также позволяет повысить производительность ковша за счет снижения количества металла, который остается в приемнике-гасителе после разливки стали.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен промежуточный ковш; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Промежуточный ковш состоит из футерованного корпуса 1, разливочной зоны 2, в которой установлены разливочные стаканы 3 для подачи металла в кристаллизатор (на чертеже не указан), приемника-гасителя 4, установленного в зоне поступления металла 5. Приемник-гаситель 4 представляет собой цельнолитую огнеупорную конструкцию в виде полого усеченного конуса, в верхней части которого выполнены загибы во внутреннюю часть параллельно нижнему основания. В центре нижнего основания имеется рассекатель потока металла 6, выполненный в виде конуса. Все сопрягаемые внутренние части полого усеченного конуса имеют закругления, а в нижнем основании полого усеченного конуса, обращенном в разливочную зону промежуточного ковша, выполнены переливные отверстия 7 таким образом, что вершина усеченного конуса направлена в пространство между разливочными стаканами.
Промежуточный ковш работает следующим образом.
Струя металла падает в приемник-гаситель 4, попадает на рассекатель потока металла 6, который эффективно снижает поступательную кинетическую энергию потока металла, а за счет переливных отверстий в боковых гранях 7, максимально уменьшает турбулентное явление стали внутри приемника-гасителя, что позволяет полностью исключить образование брызг. Далее поток металла через переливные отверстия 7 поступает в разливочную зону промежуточного ковша, обеспечивая активное перемешивание последнего в разливочной зоне. После заполнения приемника-гасителя 4 металл начинает вытекать из усеченной пирамиды и равномерно растекаться по разливочной зоне 2 в разливочные стаканы 3 промежуточного ковша.
При заполнении разливочной зоны 2 не менее чем на 1/3 высоты футерованного корпуса 1 промежуточного ковша, начинается разливка стали.
К этому моменту приемник-гаситель 4 полностью погружен в жидкий металл.