Устройство для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок

Устройство для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок
Полезная модель относится к черной металлургии и может быть использована при непрерывной разливке металлов.
Известно устройство для защиты металла от вторичного окисления на выходе из шиберного затвора, содержащее огнеупорную трубу, установленную с возможностью взаимодействия своей внутренней поверхностью со стаканом шиберного затвора (см. Пат. РФ №2048258, B22D 41/08).
Недостатком данного устройства является низкое качество разливаемого металла за счет попадания в него газов, в частности азота. В известном устройстве между внутренней поверхностью огнеупорной трубы и поверхностью стакана шиберного затвора в процессе разливки возникают зазоры. В результате происходит интенсивное насыщение разливаемого металла газами, в частности азотом, что приводит к снижению качества непрерывно литой заготовки.
Известно устройство для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок, содержащее огнеупорный стакан с подводящим каналом и наружной конусообразной поверхностью, огнеупорную трубу, верхняя часть отверстия которой выполнена по форме контактирующего с ней участка конусообразной поверхности стакана и содержит кольцеобразную выемку и отверстие для подвода аргона, прокладку, расположенную по контактирующему участку стакана и трубы, при этом верхняя часть прокладки имеет верхнюю торцевую поверхность, расположенную по торцевой поверхности огнеупорной трубы (см.: Процессы непрерывной разливки: Монография / Смирнов А.Н., Пилющенко В.Л., Минаев А.А. и др. - Донецк: ДонНТУ, 2002. - с. 228-229).
Недостатком известного устройства для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок является низкое качество разливаемого металла из-за односторонней подачи аргона только со стороны огнеупорной трубы. Действительно, при установке огнеупорной трубы относительно поверхности огнеупорного стакана возможно появление зазоров в стыках прокладка - поверхность огнеупорного стакана и прокладка - поверхность трубы, при этом аргон через отверстие в огнеупорной трубе подается только в сторону стыка прокладка - поверхность трубы и не обеспечивает подачу аргона в стык прокладка - поверхность огнеупорного стакана. В результате чего происходит подсос воздуха в струю металла при разливке. Это приводит к интенсивному насыщению разливаемого металла газами, в частности азотом, что приводит к снижению качества непрерывно литой заготовки.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок, содержащее огнеупорный стакан с подводящим каналом и наружной конусообразной поверхностью, огнеупорную трубу, верхняя часть отверстия которой выполнена по форме контактирующего с ней участка конусообразной поверхности стакана и содержит кольцеобразную выемку и отверстие для подвода аргона, прокладку, расположенную по контактирующему участку стакана и трубы, при этом верхняя часть прокладки имеет верхнюю торцевую поверхность, расположенную по торцевой поверхности огнеупорной трубы, а нижняя торцевая поверхность прокладки расположена над кольцеобразной выемкой огнеупорной трубы (см. Патент на полезную РФ №102552, B22D 41/08, B22D 41/058).
Недостатком известного устройства для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок является низкое качество разливаемого металла из-за неравномерной подачи аргона со стороны огнеупорной трубы. При установке огнеупорной трубы относительно поверхности огнеупорного стакана возможно появление зазоров в стыках прокладка - поверхность огнеупорного стакана и прокладка - поверхность трубы, при этом нижняя торцевая поверхность прокладки смещается в сторону кольцеобразной выемки огнеупорной трубы, что перекрывает подачу аргона на ряде участков кольцеобразной выемки. В результате чего происходит подсос воздуха в струю металла при разливке. Это приводит к интенсивному насыщению разливаемого металла газами, в частности азотом, что приводит к снижению качества непрерывно литой заготовки.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества разливаемого металла.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок, содержащем огнеупорный стакан с подводящим каналом и наружной конусообразной поверхностью, огнеупорную трубу, верхняя часть отверстия которой выполнена по форме контактирующего с ней участка конусообразной поверхности стакана и содержит кольцеобразную выемку и отверстие для подвода аргона, прокладку, расположенную по контактирующему участку стакана и трубы, при этом верхняя часть прокладки имеет верхнюю торцевую поверхность, расположенную по торцевой поверхности огнеупорной трубы, а нижняя торцевая поверхность прокладки расположена над кольцеобразной выемкой огнеупорной трубы, согласно изменению, нижняя торцевая поверхность прокладки выполнена в виде двух кольцевых поверхностей и расположенной в средней части кольцевой выемки, выполненной в виде треугольника в поперечном сечении, перпендикулярном нижней торцевой поверхности, вершина которого ориентирована в сторону верхней торцевой поверхности прокладки.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок - поперечный разрез; на фиг. 2 изображен вид I с общего вида устройства для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок, представленного на фиг. 1.
Устройство для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок содержит огнеупорный стакан 1 (фиг. 1) с подводящим каналом 2 и наружной конусообразной поверхностью 3, огнеупорную трубу 4, верхняя часть 5 отверстия 6 которой выполнена по форме контактирующего с ней участка 7 конусообразной поверхности 3 стакана 1 и содержит кольцеобразную выемку 8 и отверстие 9 для подвода аргона, прокладку 10, расположенную по контактирующему участку 7 стакана 1 и трубы 4. Верхняя часть 11 прокладки 10 имеет верхнюю торцевую поверхность 12, расположенную по торцевой поверхности 13 огнеупорной трубы 4. Нижняя торцевая поверхность 14 (фиг. 1, 2) прокладки 10 выполнена в виде двух кольцевых поверхностей 15 и 16 (фиг. 2) и расположенной в средней части кольцеобразной выемки 17. При этом кольцевая выемка 17 в поперечном сечении, перпендикулярном нижней торцевой поверхности 14, выполнена в виде треугольника, вершина 18 которого ориентирована в сторону верхней торцевой поверхности 12. Прокладка 10 выполнена из пластичного огнеупорного материала.
Вышеуказанное конструктивное выполнение прокладки 10 обеспечивает надежную фиксацию трубы 4 относительно стакана 1, исключение прохождение воздуха в струю металла и рациональные параметры подачи аргона в кольцевую выемку 8 трубы 4. При этом, надежная фиксация трубы 4 исключает возможность смещения трубы 4 относительно стакана 1 в процессе всего цикла разливки стали из сталеразливочного ковша, что также приводит к повышению качества разливаемого металла.
Выполнение нижней торцевой поверхности 14 (фиг. 1, 2) прокладки 10 в виде двух кольцевых поверхностей 15 и 16 (фиг. 2) и расположенной в средней части кольцевой выемки, выполненной в виде треугольника в поперечном сечении, перпендикулярном нижней торцевой поверхности 14 прокладки 10, вершина 18 которого ориентирована в сторону верхней торцевой поверхности 12, обеспечивает боковое прилегание поверхностей прокладки 10 к боковым поверхностям огнеупорной трубы 4 и стакана 1. В результате чего исключается подсос воздуха в струю металла при разливке. Это обеспечивает исключение насыщения разливаемого металла газами, в частности азотом, что приводит к повышению качества непрерывно литой заготовки.
Работает устройство для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок следующим образом.
Предварительно на трубу 4 в верхней части 5 отверстия 6 устанавливают прокладку 10. Используя манипулятор (на фиг. 1 не показан), трубу 4 устанавливают на стакане 1. При этом форма выполнения сопрягаемых поверхностей и соответствие геометрических размеров конструктивных элементов позволяет обеспечить надежную фиксацию трубы 4 в стакане 1. Затем из отверстия 9 подают аргон, а через подводящий канал 2 стакана 1 подают жидкий металл. Струя металла поступает в промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок (на фиг. 1 не показан). При этом, рациональная конфигурация нижней торцевой поверхности 14 прокладки 10 над кольцевой выемкой 8 позволяет обеспечить подачу аргона по всей поверхности трубы в зоне кольцевой выемки 8 и рациональную отсечку воздуха. Кроме того, надежная фиксация трубы 4 в стакане 1, а также осевая центровка их полостей, обеспечивает в процессе разливки формирование струй металла технологически заданной конфигурации без нарушения ее сплошности, исключая при этом боковые смещения струй металла в трубе 4 и размыв огнеупоров отверстий огнеупорной трубы 4. Это также позволяет повысить качество разливаемого металла за счет исключения попадания в него частиц огнеупорных материалов.
Таким образом, заявляемая конструкция устройства для защиты струи металла при разливке на машине непрерывного литья заготовок исключает прохождение воздуха в струю металла при разливке и обеспечивает рациональные параметры подачи аргона в кольцевую выемку огнеупорной трубы 4, что позволяет повысить качество разливаемого металла.