ДВУХРУЧЬЕВАЯ ВОРОНКА ДЛЯ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Предлагается полезная модель двухручьевой воронки для разливки металлов, применяемой как промежуточное звено между выпускным желобом вакуумной индукционной печи и изложницей. Двухручьевая воронка для разливки металлов состоит из кожуха с днищем, внутри которого помещается огнеупорное изделие, с двумя поперечными вертикальными перегородками, делящими его рабочую полость на две зоны, приемную и разливочную, сообщающиеся между собой.
Технический результат, достигаемый в заявляемой полезной модели, заключается в:
- уменьшении скрапообразования, за счет снижения разбрызгивания металла;
- отсечении шлака, образовавшегося на поверхности жидкого металла и попавшего в приемную зону воронки;
- снятии теплоты перегрева жидкого металла;
- исключении вихревых потоков металла от падающей струи с выпускного желоба печи, обеспечив стабилизацию (минимум турбулентности) над разливочным стаканом и, как следствие, улучшение качества поверхности слитков;
- увеличении выхода годного металла;
- увеличении производительности или скорости процесса наполнения изложниц, а также исключении необходимости возврата на предыдущую изложницу для доливки металла в прибыль.
Полезная модель относится к металлургии, в частности к разливке, и может быть использована как промежуточное звено между выпускным желобом вакуумной индукционной печи и изложницей. Одной из особенностей выплавки металла в вакуумных индукционных печах является подбор чистых шихтовых материалов, обеспечивающих нормальный процесс плавления и выпуска металла без шлака.
Известно огнеупорное изделие - промежуточная воронка (ГОСТ 11586) - предназначенное для сборки литейной оснастки под разливку металла. К недостаткам данного изделия можно отнести высокое скрапообразование, связанное с разбрызгиванием металла при разливке, отсутствие возможности отсечки шлака, также, отсутствие возможности исключения в процессе разливки образования усадочных и подусадочных дефектов.
В настоящее время, в условиях экономии и снижения затрат на производство, предприятиями металлургического комплекса, все в большей степени на выплавку сталей и сплавов вовлекаются отходы и нетрадиционные материалы. Это приводит к образованию большего количества шлака на поверхности зеркала жидкой ванны, который при выпуске металла имеет большую вероятность попасть в разливочную воронку и закупорить отверстие сливного стакана.
Задачей полезной модели является улучшение качества металла по содержанию неметаллических включений, увеличение выхода годного и производительности разливки.
Технический результат, достигаемый в заявляемой полезной модели, заключается в предотвращении разрушения футеровки дна воронки благодаря выполненному металлоприемнику в месте падения струи металла; улучшении очистки металла от неметаллических включений благодаря перенаправлению потоков металла через либо пенокерамические фильтры, либо шиберные шлакоуловители; увеличении выхода годного и производительности разливки.
Сущность полезной модели приведена на фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 изображен поперечный разрез заявляемой двухручьевой воронки, где 1 - кожух с днищем; 2 - формовочная масса (огнеупорный бетон); 3 - огнеупорное изделие (футеровка); 4 - овальное отверстие в днище кожуха под установку разливочных стаканов; 5 - круглое отверстие в огнеупорном изделии под установку разливочных стаканов; 6 - поперечные перегородки прямоугольной формы (либо пенокерамические фильтры, либо шиберные шлакоуловители); 7 - металлоприемник; 8 - прямоугольные выступы на внутренней поверхности огнеупорного изделия, являющиеся фиксаторами поперечных перегородок; 9 - стальные опоры для установки воронки на верхний торец изложниц.
На фиг. 2 изображен вид сверху заявляемой двухручьевой воронки, где 10 - приемная зона падающей струи металла с выпускного желоба печи; 11 - разливочная зона для выпуска металла в изложницы.
Воронка представляет из себя емкость, состоящую из прямоугольного кожуха с днищем (1), выполненного из листовой стали, внутри которого помещается огнеупорное изделие (футеровка) (3). Зазор между стальным кожухом и футеровкой заполнен формовочной массой (огнеупорный бетон) (2) (фиг. 1). В днище кожуха и огнеупорного изделия предусмотрено два отверстия под установку разливочных стаканов, для выпуска металла в изложницы. Отверстия в днище стального кожуха выполнены овальной формы (4) с целью возможности регулирования расстояния между разливочными стаканами в огнеупорном изделии. К основанию двухручьевой воронки приварены стальные опоры (9) для ее установки на верхний торец изложниц. Материал огнеупорного изделия (3) может быть от шамота до силлиманита, обеспечивающий требования по чистоте металла по загрязненности неметаллическими включениями и газам.
Конструкцией огнеупорной двухручьевой воронки (фиг. 1 и 2) предусматривается две зоны, приемная (10) и разливочная (11), отделенных друг от друга поперечными перегородками прямоугольной формы (6), либо пенокерамическими фильтрами (ПФК), либо шиберными шлакоуловителями, исходя из поставленных задач. Форма огнеупорного изделия представляет из себя вертикально расположенный цилиндр (приемная зона - 10) сопряженный с двумя симметрично расположенными относительно друг друга горизонтальными каналами прямоугольной формы, в днище которых расположены круглые отверстия (5) под установку разливочных стаканов (разливочная зона - 11). При этом на дне приемной зоны (10) в месте падения струи металла выполнен металлоприемник (7) в виде равностороннего треугольника, предназначенный для предотвращения разрушения футеровки дна огнеупорного изделия и перенаправления потоков металла в сторону выпускных отверстий для одновременного и равномерного наполнения сразу двух изложниц.
Разливочная зона выполнена прямоугольной формы с внутренними фасками по углам огнеупорного изделия, и с равномерно расположенными относительно оси симметрии отверстиями под установку разливочных стаканов. При этом на переходе из приемной зоны в разливочную, на внутренней стенке огнеупорного изделия, выполнены прямоугольные выступы (8), являющиеся фиксаторами поперечных перегородок прямоугольной формы (6).
Металл поступает в двухручьевую воронку под вакуумом из вакуумной индукционной печи через носок тигля открытой струей. Струя металла попадает в приемную зону на металлоприемник, где ее кинетическая энергия гасится, и она разделяется на два потока, который через поперечные перегородки поступает в пространство разливочной зоны. Таким образом, происходит равномерное распределение новых порций металла. При этом происходит усреднение температуры металла, отсечка шлака, а также очистка расплава от неметаллических включений.
Таким образом, использование заявляемой двухручьевой воронки позволяет:
- снять теплоту перегрева жидкого металла;
- уменьшить скрапообразование, за счет снижения разбрызгивания металла;
- отсечь шлак, образовавшийся на поверхности жидкого металла и попавшего в приемную зону воронки;
- исключить вихревые потоки металла от падающей струи с выпускного желоба печи, обеспечив стабилизацию (минимум турбулентности) над разливочным стаканом и, как следствие, улучшение качества поверхности слитков.
- увеличить выход годного металла;
- увеличить производительность или скорость процесса наполнения изложниц, а также исключить необходимость возврата на предыдущую изложницу для доливки металла в прибыль.