МЕТАЛЛОПРИЕМНИК ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША

Полезная модель относится к металлургии, в частности, к непрерывной разливке стали, и может быть использована в промежуточных ковшах установок непрерывной разливки стали (УНРС).
Известен металлоприемник, содержащий основание с усиленным бойным местом и наклонные боковые стенки с выпускными отверстиями, при этом бойное место выполнено полусферическим с радиусом до 500 мм и высотой полусферы над основанием до 80 мм. (RU 133443 U1, B22D 41/00, 24.10.2012).
Основным недостатком данного металлоприемника является полусферическая форма бойного места. При такой конструкции наблюдается недостаточное гашение кинетической энергии потока металла, который устремляется к стенкам металлоприемника, повышая их эрозию, и снижая стойкость футеровки промковша.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели, принятым за прототип, является металлоприемник промежуточного ковша (ЕР 2537609 А1, B22D 41/00, 23.06.2011), состоящий из приемной части, содержащей бойное место и боковые стенки с открытыми проемами, полностью окружающими основную приемную часть. При этом бойное место может быть выполнено плоским или возвышающимся над основанием (усиленным).
Недостатком известной конструкции является отсутствие направленного движения потоков металла в металлоприемнике, недостаточное снижение скорости потока, что приводит к повышенному износу футеровки в области бойного места промковша.
Задачей полезной модели является повышение стойкости футеровки промковша.
Технический результат, достигаемый в заявляемой полезной модели, заключается в снижении кинетической энергии струи металла с локализацией турбулентных потоков в приемной емкости металлоприемника и перенаправлением потоков металла вдоль большей оси промежуточного ковша.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в металлоприемнике для промежуточного ковша, содержащем приемную емкость с усиленным бойным местом, переднюю и заднюю стенки разной высоты и боковые стенки, в которых выполнены переливные каналы, в соответствии с полезной моделью, усиленное бойное место выполнено в виде многогранника с горизонтальным нижним основанием и непараллельным ему верхним основанием, имеющими форму равнобедренных трапеций, при этом верхнее основание выполнено с уклоном по направлению к задней стенке металлоприемника, большая высота многогранника составляет 50-200 мм, а угол между верхним и нижним основаниями равен 10-20°.
Выполнение усиленного бойного места указанной формы позволяет снизить кинетическую энергию падающей струи металла и обеспечить направленное распределение потока металла, локализуя при этом турбулентные потоки в пространстве металлоприемника. Высота усиленного бойного места, определяемая большей высотой многогранника, выбирается в зависимости от массы плавки, в частности, от массовой скорости поступающего в промковш металла. Чем выше скорость, тем больше следует выполнять высоту усиленного бойного места, и наоборот. При меньшей высоте усиленного бойного места повышается вероятность разрушения металлоприемника в месте падения струи металла из сталеразливочного ковша, что не позволит достичь технического результата. При большей высоте усиленного бойного места высокотурбулентые потоки от падающей струи металла не будут локализованы в пространстве металлоприемника, что приведет к повышенному износу футеровки промковша, а также повысится вероятность попадания шлака в кристаллизатор УНРС. Кроме того, увеличивается вес изделия и, соответственно, его стоимость.
Диапазон значений угла между основаниями многогранника, определяющий величину уклона верхней поверхности усиленного бойного места к горизонтальной плоскости, установлен исходя из условия направления основного потока металла из сталеразливочного ковша к задней стенке металлоприемника, где происходит гашение кинетической энергии этого потока, после чего ламинарный поток металла покидает металлоприемник через переливные каналы в боковых стенках и над передней стенкой. При угле меньше 10° не будет достигаться направленное движение поступающих порций металла, и значительная часть потока будет поступать в промковш через переднюю стенку металлоприменика, что также приведет к повышенному износу футеровки промковша. Угол более 20° вызовет повышение эрозии днища металлоприемника.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена изометрическая проекция, а на фиг. 2 - разрез устройства предлагаемой полезной модели.
Металлоприемник состоит из основания (1), задней (2), передней (3) и боковых (4) стенок, формирующих приемную емкость. Основание (1) приемной емкости имеет форму шестиугольника. Приемная емкость имеет усиленное бойное место (5) выполненное в виде многогранника с непараллельными основаниями в форме равнобедренных трапеций, нижнее из которых - горизонтальное, а верхнее имеет уклон к задней стенке (2) металлоприемника. Большая высота h усиленного бойного места может варьироваться от 50 до 200 мм, а угол наклона α верхнего основания по отношению к горизонтальной плоскости нижнего основания составляет от 10 до 20°. Задняя стенка (2) металлоприемника повторяет форму и наклон задней стенки промковша для более плотного встраивания в футеровку. Между передней и боковыми стенками имеются каналы (6) для направления потоков металла.
Металлоприемник устанавливается основанием на арматурную футеровку промковша, задней стенкой вплотную к стенке промежуточного ковша, после чего производится нанесение рабочего слоя футеровки промковша. При этом металлоприемник надежно закрепляется в рабочей футеровке за счет сил адгезии.
Металл поступает в промежуточный ковш из сталеразливочного ковша открытой или закрытой струей. Струя металла падает на наклонную ударную поверхность, после чего отражается на заднюю стенку металлоприемника, при этом происходит гашение кинетической энергии струи и перенаправление основного потока металла от передней стенки промковша. После этого металл поступает в пространство промежуточного ковша через каналы в боковых стенках, направляясь вдоль большей оси промежуточного ковша. Благодаря наибольшей траектории потока при этом происходит усреднение температуры и химического состава металла, а также всплытие неметаллических включений и ассимиляция их шлаком. Небольшая часть потока поступает в ковш через переднюю стенку металлоприемника, однако из-за низкой скорости ее влияние на износ футеровки промковша в этой области незначительно. Таким образом, основной удар новых порций горячего металла приходится на износостойкие части металлоприемника, снижая интенсивность их воздействия на футеровку противолежащей стенки промежуточного ковша, что позволяет повысить ее стойкость.