УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРУИ МЕТАЛЛА ОТ ВТОРИЧНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ

Полезная модель относится к области черной металлургии и может быть использована для защиты струи жидкого металла от вторичного окисления при непрерывной разливке.
Известны устройства для защиты струи металла от вторичного окисления при непрерывной разливке, например, RU 7353 B22D 41/08, 1998 [1], RU 2229955 B22D 11/106, 2004 [2], RU 2200645 B22D 11/106, 2003 [3], RU 50892 B22D 11/06 (2006.01) [4].
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство RU 50892 B22D 11/06 (2006.01) [4].
Оно содержит погружной металлопровод, состыкованный сосно с разливочным стаканом, установленным в днище сталеразливочного или промежуточного ковша, имеющий кольцевую проточку, прокладку в виде кольца, расположенную между поверхностями разливочного стакана и погружного металлопровода, обечайку, закрепленную на погружном металлопроводе с помощью разъемного соединения, а также патрубок для подвода защитного газа, соединенный тангенциально с кольцевой проточкой погружного металлопровода. Разливочный стакан и погружной металлопровод изготовлены из огнеупорных материалов.
Недостатком известного устройства является малый угол раскрытия струи защитного газа, выходящего из патрубка в кольцевую проточку. Вследствие этого защитный газ заполняет в основном кольцевую проточку и не обеспечивает достаточного наполнения стыковочного узла, что ведет к подсосу атмосферного воздуха к струе разливаемого металла, насыщению его азотом и кислородом, ухудшению качества.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка и улучшение качества металла.
Технический результат заключается в предотвращении подсоса атмосферного воздуха через стыковочный узел к струе металла и повышении надежности защиты разливаемого металла от вторичного окисления.
Для достижения технического результата патрубок, подводящий защитный газ, оснащен акустическим излучателем, формирующим акустическое поле в потоке защитного газа. Акустическое возбуждение значительно увеличивает угол раскрытия газовой струи за счет преобразования ее в вихревые потоки, что позволяет защитному газу равномерно и быстро распространяться на территории выше и ниже кольцевой проточки, создавая достаточное газовое уплотнение в стыковочном узле для предотвращения подсоса атмосферного воздуха к струе металла.
Полезная модель поясняется примером выполнения устройства, представленным на фиг.1 чертежа в поперечном сечении.
Устройство для защиты струи стали от вторичного окисления при непрерывной разливке включает в себя погружной металлопровод 1, стыкуемый соосно с разливочным стаканом 2, установленным в днище сталеразливочного или промежуточного ковша (ковш на чертеже не показан). Между поверхностями сталеразливочного стакана и погружного металлопровода расположена прокладка в виде кольца 3 для уплотнения стыка. Металлопровод охватывает обечайка 4, выполненная в виде хомута, который крепится с помощью разъемного соединения 5, например, болта и гайки, установленных в проушинах хомута. Металлопровод 1 имеет кольцевую проточку 6, с которой посредством посадочного отверстия 7 тангенциально соединен патрубок 8 для подвода защитного газа. Патрубок 8 приваривается к обечайке 4 и при установке обечайки на металлопровод 1 герметизируется мертелем в посадочном отверстии 7. В патрубок 8 с помощью резьбовой муфты встроен акустический излучатель 9, к нему подсоединен шланг 10 для подачи защитного газа.
Акустический излучатель 9 состоит из резонатора, выполненного в виде полого цилиндра, закрытого с торцов диафрагмами с отверстием в центре.
Защитный газ, попадая под давлением в резонатор, генерирует акустическое поле. Частота акустических колебаний струи газа зависит от размеров резонатора и диаметра отверстия в диафрагмах. При диаметре отверстия в диафрагмах составляющего 1,0-1,5 диаметра газоподводящего патрубка и внутреннем диаметре резонатора, составляющем 1,8-2,2 его высоты, создается акустическое поле с частотой 100-4000 Гц и мощностью до 60 ДБ, что позволяет обеспечить достижение технического результата.
Устройство для защиты струи металла от вторичного окисления работает следующим образом.
В процессе непрерывной разливки металл движется по каналу разливочного стакана 2, а затем по металлопроводу 1. Защитный газ, например, аргон, подается через шланг 10 под давлением 0,2-1,3 МПа в акустический излучатель 9 где создается акустическое поле. Акустически возбужденный поток защитного газа, истекая из патрубка 8, заполняет кольцевую проточку 6 и устремляется вверх и вниз по металлопроводу 1. При этом защитный газ изолирует от атмосферы стык сопрягаемых конических поверхностей трубы 1 и стакана 2. Кроме этого, защитный газ частично инжектируясь во внутренний канал огнеупорной трубы 1, разрушает за счет акустического эффекта ламинарный пограничный слой оксидной пленки, присутствующий на поверхности металла и защищает его от вторичного окисления.
Испытание заявляемого устройства на машине непрерывного литья заготовки при разливке металла из стальковша в промежуточный ковш показало его эффективность, обеспечив получение качественного металла, соответствующего требованиям стандарта.
Источники информации:
1. RU 7353 B22D 41/08, 1998 [1];
2. RU 2229955 B22D 11/106, 2004 [2];
3. RU 2200645 B22D 11/106, 2003 [3];
4. RU 50892 B22D 11/06 (2006.01) [4].