ПЕРЕГОРОДКА ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША И ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ

Полезная модель относится к металлургии, а именно, к оборудованию (ковшам) для непрерывной разливки металлов.
Известен промежуточный ковш, оснащенный двумя разделительными перегородками с образованием приемной и разливочной камер. В перегородках выполнены каналы для перетекания стали из приемной в разливочные камеры, см. А.Я. Поволоцкий и др. «Внепечная обработка стали», Москва, МИССИС, 1995 г., с.181-182.
Основным недостатком такой конструкции перегородок для промежуточного ковша является горизонтальное расположение переливных каналов, которое не защищает от попадания части неметаллических включений в зону действия сталевыпускных воронок или стопоров-моноблоков, и в конечном итоге от затягивания их в кристаллизаторы.
Известен также промежуточный ковш для непрерывной разливки стали, который включает в себя приемную и разливочную камеры, разделительную перегородку с возможностью продувки инертным газом, приемник-гаситель струи заливаемого из защитной трубы металла, см. патент РФ №2185261, МПК B22D 41/00, 16.11.2001.
Недостатком такой конструкции является то, что для осуществления продувки инертным газом требуется точная дозировка подачи инертного газа, так как подача большего, чем необходимо, количества инертного газа, приводит к образованию большого количества пузырьков продувочного газа, которые приводят к оголению зеркала металла и его окислению.
Прототипом полезной модели является 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 металла, см. патент США 5169591 А, МПК B22D 41/02, 08.12.1992.
Основным недостатком такой конструкции промежуточного ковша является недостаточная степень перемешивания металла в разливочной камере, который засоряется неметаллическими включениями, и не обеспечивается надежного улавливания первой порции «холодного» металла, что снижает эффективность разливки, а также то, что наличие приемника-гасителя струи заливаемого металла совместно с перегородками повышает материалоемкость промежуточного ковша, вследствие чего увеличивается стоимость процесса разливки стали.
Технической задачей, решаемой предложенным изобретением, является безаварийный запуск всех ручьев промежуточного ковша за счет исключения попадания неорганизованных брызг металла на запускные воронки или стопора-моноблоки.
Решение поставленной задачи обеспечено тем, что ковш для непрерывной разливки металла включает приемную и разливочную камеры, разделенные перегородкой, в которой выполнены ряды переливных каналов с металлическими заглушками.
Предлагаемая полезная модель позволяет без использования приемника-гасителя струи металла исключить попадание через переливные каналы перегородки в момент запуска промежуточного ковша неорганизованных брызг металла на запускные воронки, что может приводить к сдвигу ее с места и закрытию сталевыпускного канала, а в промежуточном ковше с использованием стопоров-моноблоков позволяет предотвратить попадание брызг металла в место стыка стопора-моноблока со стаканом-дозатором, что способствует нормальному открытию стопора-моноблока.
Конструкция перегородки способствует формированию двухуровневого многоструйного потока металла, причем меньшие скорости верхних потоков ведут к увеличению зоны, благоприятствующей всплытию неметаллических включений. Плавное истечение потоков металла из переливных каналов перегородки позволит увеличить время пребывания металла в промежуточном ковше и площадь его контакта с ассимилирующим шлаком. Высота предлагаемых перегородок при полном наполнении промежуточного ковша находится выше уровня шлакового пояса для исключения выравнивания уровней металла в приемной и разливочной камерах и перетекания шлака с загрязнениями из приемной камеры в разливочную.
На фиг.1 и фиг.2 показаны перегородки 1 с переливными каналами 2 и металлическими заглушками 3, выполненными в виде металлических шторок, закрывающими все или часть отверстий переливных каналов соответственно. На фиг.3 и фиг.4 показаны перегородки 1 с переливными каналами 2 и металлическими заглушками 3, выполненными в виде трубок с закрытыми основаниями, закрывающими часть или все отверстия переливных каналов соответственно.
На фиг.5 показана перегородка с одним переливным каналом, отверстие которого выполнено в форме прямоугольника со скругленными углами. На фиг.6 показана перегородка с одним переливным каналом, отверстие которого выполнено в форме прямоугольника. На фиг.7 показана перегородка с симметрично расположенными переливными каналами, отверстия которых выполнены в форме круга.
На фиг.8, фиг.9, фиг.10 и фиг.11 показаны перегородки с переливными каналами, выполненными ассиметрично относительно центральной оси перегородки.
На фиг.12 показан промежуточный ковш, состоящий из металлического корпуса 1 с огнеупорной футеровкой 2, трубой защиты струи металла 3, перегородкой 4, разделяющей промежуточный ковш на приемную 5 и разливочную 6 камеры. Приемная камера 5 содержит бойную плиту 7. В разливочной камере 6 установлены стопора-моноблоки 8.
На фиг.13 показан промежуточный ковш, состоящий из металлического корпуса 1 с огнеупорной футеровкой 2, трубой защиты струи металла 3, перегородкой 4, разделяющей промежуточный ковш на приемную 5 и разливочную 6 камеры. Приемная камера 5 содержит бойную плиту 7. В разливочной камере 6 установлены запускные воронки 8.
Работа промежуточного ковша (фиг.12, 13) осуществляется следующим образом.
В момент запуска струя металла из сталеразливочного ковша через трубу защиты металла 3 подается в приемную камеру 4, на днище которой установлена бойная плита 7 для исключения размывания футеровки днища ковша. Перегородки 4 с металлическими заглушками, которые расплавляются при заполнении приемной камеры горячим металлом, выполняют роль металлоприемника, защищая запускные воронки от сбивания или стопора-моноблоки от попадания на них брызг. Толщина металлической заглушки может быть до 20 мм, и зависит от принятой на предприятии схемы разогрева промежуточного ковша перед разливкой и от температуры разливаемого металла: чем дольше время разогрева и выше температура металла, тем больше толщина металлической заглушки перегородки. Металлические заглушки могут быть расположены на перегородке 4 как со стороны приемной 5, так и со стороны разливочной камеры 6. В зависимости от конструкции промежуточного ковша переливные каналы перегородок могут быть закрыты металлическими заглушками полностью или частично. Форма и расположение переливных каналов, выполненных или конусными, или цилиндрическими, или щелевидными, подобраны в зависимости от конструкции промежуточного ковша с расположенными в нем запускными воронками или стопорами-моноблоками, и позволяют стабилизировать работу промежуточного ковша и его запуск при комплектовании перегородок металлическими заглушками. Количество переливных каналов в перегородке может быть от одного и более, но оптимальным количеством является пять переливных каналов, так как такое количество позволяет избежать формирования трехмерной вихревой структуры потоков металла в приемной камере и хаотичного движения неметаллических включений. Переливные каналы могут быть расположены на перегородке как симметрично, так и ассиметрично, но ассиметричное расположение переливных каналов в перегородке относительно центральной осевой линии способствует исключению попадания металла через запускную воронку в разливочный канал во время наполнения промежуточного ковша металлом при запуске МНЛЗ и исключению направления потоков металла по оси с выпускными стаканами-дозаторами. В зависимости от конструкции промежуточного ковша возможно использование одной перегородки с металлическими заглушками.
После заполнения приемной камеры 5 расплавленный металл через переливные каналы перегородки 4 поступает в разливочные камеры 6 промежуточного ковша, при этом формируется двухуровневый многоструйный поток, причем меньшие скорости верхних потоков способствуют увеличению зоны, благоприятствующей всплытию неметаллических включений, и препятствующий возникновению турбулентности и не вызывающий колебаний поверхности металла в промежуточном ковше.
Разливка стали из промежуточного ковша осуществляется после заполнения промежуточного жидким металлом до определенного уровня по высоте не менее 250 мм. При стопорной разливке (фиг.12) наполнение промежуточного ковша происходит за счет закрытия разливочных каналов стаканов-дозаторов с помощью стопоров-моноблоков. При бесстопорной разливке (фиг.13) для обеспечения наполнения промежуточного ковша жидким металлом используются запускные воронки. Запускные воронки устанавливаются над стаканами-дозаторами и имеют, как правило, разную высоту. При заполнении промежуточного ковша до определенного уровня запускные воронки всплывают на поверхность металла, обеспечивая поочередный старт ручьев МНЛЗ.
Промежуточный ковш такой конструкции позволяет осуществлять поступление металла в кристаллизатор, обеспечивая хорошо организованную струю, разливать металл в несколько кристаллизаторов одновременно и осуществлять серийную разливку методом плавка на плавку при смене сталеразливочных ковшей без прекращения и снижения скорости разливки. Благодаря использованию перегородок с металлическими заглушками достигается запуск и работа промежуточного ковша в безаварийном режиме и равномерное открытие всех ручьев промежуточного ковша.