Ковш промежуточный для непрерывной разливки металла

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована при непрерывной разливке металла.
Известен промежуточный ковш для непрерывной разливки, включающий футерованный корпус, зону поступления металла из сталеразливочного ковша, погружные стаканы, и установленную между зоной поступления металла и погружными стаканами поперечную вертикальную перегородку с отверстиями для прохода металла, которая выполнена выпуклой в сторону движущемуся потоку металла (см. патент РФ № 2038911, B22D 11/10).
Недостатком данного ковша является низкое качество разливаемого металла в результате того, что при подаче стали из зоны её поступления в погружные стаканы потоки металла хаотично распределяются по объему промежуточного ковша, стремясь в ближайшие стаканы. При этом возникают структуры нестабильных завихрений - воронки, что приводит к хаотичному движению металла в ковше и последующему затягиванию неметаллических включений и шлака в сталь.
Известен промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, включающий футерованный корпус, зону поступления металла из сталеразливочного ковша и разливочные стаканы, манипулятор со стопором, установленным над каждым разливочным стаканом, между зоной поступления металла и разливочными стаканами расположены перегородки, образующие приемную и разливочные камеры, с выполненными в них тремя рядами сужающихся переливных каналов, из которых каналы верхнего ряда направлены сужением в сторону приемной камеры, а каналы среднего и нижнего рядов направлены сужением в сторону разливочных камер (см. патент РФ № 2185261, B22D 41/00).
Недостатком данного промежуточного ковша является низкое качество разливаемого металла. В рассматриваемом промежуточном ковше потоки металл, перемещаясь вдоль ковша, встречают стопор манипулятора, за ним оба потока образуют пространство, заполняемые вихрями, образуя вихревую дорожку Кармана. Наличие дополнительных вихревых воронок в разливочной камере за стопором приводит к затягиванию покровного шлака и неметаллических включений в канал разливочного стакана, что снижает качество разливаемой стали.
Ближайшим аналогом к заявляемому объекту является ковш промежуточный для непрерывной разливки металла, включающий футерованный корпус, зону поступления металла из сталеразливочного ковша, разливочный стакан для подачи металла в кристаллизатор, манипулятор со стопором, установленным над разливочным стаканом, при этом между зоной поступления металла и разливочным стаканом выполнен поперечный опорный элемент, образующий приемную и разливочные камеры, в опорном элементе выполнены переливные отверстия для прохода металла (см. Ефимов Г.В. Управление процессом рафинирования стали в промежуточном ковше // Сталь, №4, 2001, с. 24-27).
Недостатком данного промежуточного ковша является низкое качество металла. При использовании в промежуточном ковше манипулятора со стопором потоки металла, перемещаясь вдоль продольной оси промежуточного ковша, встречают сопротивление в виде поверхности стопора, при этом значительная часть объема металла, находящаяся за стопором, не подвергается воздействию затопленных струй металла, не создается направленная конвекция и не обеспечивается вынос неметаллических включений в шлаковую зону, что ухудшает качество стали при разливке. При этом за стопором также возникают структуры нестабильных завихрений, что приводит к хаотичному движению металла в разливочных камерах, в результате чего шлак затягивается в металл, снижая его качество при разливке.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества металла, поступающего на разливку путем уменьшения попадания шлака и неметаллических включений в металл.
согласно изменению
Поставленная задача решается тем, что в ковше промежуточном для непрерывной разливки металла, включающем футерованный корпус, зону поступления металла из сталеразливочного ковша, разливочный стакан для подачи металла в кристаллизатор, манипулятор со стопором, установленным над разливочным стаканом, при этом между зоной поступления металла и разливочным стаканом выполнен поперечный опорный элемент, образующий приемную и разливочные камеры, в опорном элементе выполнены переливные отверстия для прохода металла, , продольные оси переливных отверстий расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось разливочного стакана и продольную ось ковша, при этом каждая из продольных осей переливных отверстий расположена между плоскостями, проведенными через ближайшие края стопора, параллельно продольной оси ковша и поверхностями боковых продольных стенок футерованного корпуса ковша.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показана часть продольного разреза промежуточного ковша;
на фиг. 2 представлен разрез А - А, отмеченный на фиг. 1.
Ковш промежуточный для непрерывной разливки металла включает футерованный корпус 1 (фиг. 1, 2), зону 2 (фиг. 1) поступления металла из сталеразливочного ковша (на фиг. 1, 2 не представлен), разливочный стакан 3 (фиг. 1, 2) для подачи металла в кристаллизатор (на фиг. 1, 2 не представлен), манипулятор 4 (фиг. 1) со стопором 5 (фиг. 1, 2), установленным над разливочным стаканом 3, при этом между зоной 2 (фиг. 1) поступления металла и разливочным стаканом 3 (фиг. 1, 2) выполнен поперечный опорный элемент 6 (фиг. 1, 2), образующий приемную 7 (фиг. 1) и разливочную 8 камеры, в опорном элементе 6 (фиг. 1, 2) выполнены переливные отверстия 9, 10 для прохода металла. Продольные оси 11 (фиг. 1) переливных отверстий 9, 10 (фиг. 1, 2), расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось 12 разливочного стакана 3 и продольную ось 13 ковша, при этом каждая из продольных осей 11 переливных отверстий 9, 10 расположены между плоскостями, проведенными через ближайшие края 14 и 15 (фиг. 2) стопора 5 (фиг. 1, 2), параллельно продольной оси 13 ковша и поверхностями 16 и 17 боковых продольных стенок 18, 19 футерованного корпуса 1 ковша.
Ковш промежуточный для непрерывной разливки металла работает следующим образом. Металл из сталеразливочного ковша поступает в ковш, при движении по которому металл перемещается из приемной камеры 7 (фиг. 1) в разливочную камеру 8 (фиг. 1), проходя через переливные отверстия 9 и 10 (фиг. 1, 2) опорного элемента 6. Через разливочный стакан 3 металл попадает в кристаллизатор (на фиг. 1, 2 не представлен). В разливочной камере 8 (фиг. 1) протекают два вида гидродинамических процесса. Первый - движение стали из приемной камеры 7 через переливные отверстия 9 и 10 (фиг. 1, 2) опорного элемента 6. Второй - истечение стали из разливочного стакана 3, сопровождаемое одновременно вращательным движением металла в разливочной камере 8 (фиг. 1). Благодаря воздействию струй стали из отверстий 9 и 10 (фиг. 1, 2) создается направленная конвекция, которая способствует выносу неметаллических включений в шлаковую зону, находящейся в верхней части промежуточного ковша. Перемещение потоков металла из отверстий 9 и 10 за стопор создает условия для уменьшения образования вихревых дорожек (вихрей Кармана) за стопором 5, что обеспечивает уменьшение высоты воронки над разливочным стаканом 3 и уменьшает возможность затягивания неметаллических включений и покровного шлака в металл. Все это способствует повышению качества металла при разливке. Одновременно охватывающее воздействие потоков металла из отверстий 9 и 10 обеспечивает устойчивую работу стопора 5 относительно оси 12 разливочного стакана 3, что создает условия для оптимального движения металла в кристаллизатор и обеспечивает высокое качество стали при разливке.