ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА

Полезная модель относится к металлургии, и может быть использована при непрерывной разливке металла.
Известен промежуточный ковш, в котором между трубой для подвода металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и разливочными стаканами для подачи металла в кристаллизатор выполнены поперечные вертикальные перегородки, в которых выполнены каналы для прохода металла, цилиндрической и прямоугольной формы. При этом цилиндрические каналы выполнены в верхней части перегородок горизонтально, а прямоугольные каналы выполнены в нижней и средней части перегородок наклонно. В днище разливочной камеры между перегородкой и сталеразливочным стаканом установлен пористый блок для продувки стали аргоном, (см. Ефимов Г.В. Управление процессом рафинирования стали в промежуточном ковше // Сталь, №4, 2001, с.24-27).
Недостатком данного промежуточного ковша является низкое качество стали за счет того, что струя металла, попадающего в приемную часть промежуточного ковша, ударяясь об огнеупорную кладку днища, распространяется придонным потоком, что приводит к размывке
футеровки днища ковша и попаданию частиц футеровки в металл. Кроме того, в промежуточном ковше интенсивно происходят процессы затягивания покровного шлака вблизи защитной трубы и рассеивание его в большом объеме металла. В разливочной камере образуется придонный поток от стенки ковша к перегородке, захватывающий частицы футеровки дна, как крупные, так и мелкие (размером менее 10-20 мкм) неметаллические включения. Расположение пористого блока между перегородкой и сталевыпускным отверстием не способствует отделению мелких неметаллических включений в придонном потоке, в результате они попадают в кристаллизатор, ухудшая качество металла при разливке.
Ближайшим аналогом к заявляемому объекту является промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, включающий приемную и разливочные камеры, разделенные перегородками с рационально выполненными в них рядами переливных каналов, приемник-гаситель струи заливаемого из защитной трубы металла, установленный в днище ковша, газоподводящий канал с горизонтальным щелевидным соплом (см. патент РФ №2185261, В 22 D 41/00).
Недостатком известного ковша является низкое качество металла, из-за не рационально сформированных потоков металла в промежуточном ковше. Конкретнее, в приемной камере вблизи зеркала металла формируется поток от защитной трубы к периферии камеры, что приводит к интенсивному затягиванию покровного шлака в верхний ряд переливных
каналов перегородок, кроме того, в разливочных камерах формируется циркуляция стали в направлении: от перегородки, вблизи зеркала металла; вдоль стенки; вдоль дна до перегородки; что вызывает затягивание покровного шлака вблизи стенки и попаданию его в разливочный стакан. Расположение щелевидного сопла в перегородке способствует созданию рваной, рассеяной завесы вместо сплошной, что ухудшает рафинирование мелких неметаллических включений. Кроме того, придонный поток также не рафинируется аргоном. Следует еще отметить, что при ударе струи стали в приемник-гаситель происходит его интенсивное размывание, что также засоряет металл.
Техническая задача, решаемая полезной моделью заключается в повышении качества разливаемого металла за счет улучшения его очистки от неметаллических включений, включая и мелкие, а также в повышении стойкости приемника-гасителя.
Поставленная задача решается тем, что в промежуточном ковше для непрерывной разливки металла включающем приемную и разливочные камеры, разделенные перегородками с выполненными в них рядами переливных каналов, приемник-гаситель струи заливаемого из защитной трубы металла, установленный в днище ковша, газоподводящий канал с горизонтальным щелевидным соплом, при этом приемник-гаситель струи выполнен в виде замкнутой камеры с эллипсоидной внутренней полостью и состоит из крышки с приемным отверстием, выполненным соосно
защитной трубе, и ударника, причем в центре ударника соосно защитной трубе выполнен рассекатель с криволинейной поверхностью вращения гиперболы, плавно переходящей в поверхность эллипсоида, кроме того, со стороны перегородок в крышке приемника-гасителя выполнены диаметральные переливные каналы, ориентированные под углом к зеркалу металла, при этом в разливочной камере между разливочными стаканами, в случае четырех-ручьевого промежуточного ковша, либо между разливочным стаканом и стенкой ковша, в случае двух-ручьевого промежуточного ковша, установлен огнеупорный порожек, в теле порожка выполнен газоподводящий канал с щелевидным соплом, ориентированным по нормали к зеркалу металла, подвод аргона в газоподводящий канал осуществляется в месте установки порожка через стенку промежуточного ковша, а крышка приемника-гасителя, охватывая ударник, закладывается выступами в футеровку дна промежуточного ковша.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан фрагмент общего вида четырех-ручьевого промежуточного ковша; продольный разрез;
на фиг.2 - фрагмент общего вида двух-ручьевого промежуточного ковша; продольный разрез;
на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;
на фиг.4 - приемник-гаситель струи заливаемого металла, в изометрии;
на фиг.5 - стык порожка со стенкой промежуточного ковша, в изометрии.
Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, который содержит футерованный корпус 1 (фиг.1, 2) приемную камеру 2 и разливочные камеры 3, разделенные перегородками 4 с выполненными в них рядами переливных каналов 5, 6 и 7. Приемник-гаситель 8 (фиг.1-4) струи заливаемого из защитной трубы 9 (фиг.1, 2) металла, установленный в днище ковша 10 (фиг.1, 2, 4), при этом приемник-гаситель 8 струи выполнен в виде замкнутой камеры, с эллипсоидной внутренней полостью, и состоит из крышки 11 (фиг.4) с приемным отверстием 12, выполненным соосно защитной трубе 9, и ударника 13, причем в центре ударника 13 соосно защитной трубе 9 выполнен рассекатель 14 с криволинейной поверхностью вращения гиперболы, плавно переходящей в поверхность эллипсоида, кроме того, со стороны перегородок 4 в крышке 11 приемника-гасителя 8 выполнены диаметральные переливные каналы 15, ориентированные под углом к зеркалу металла. В разливочной камере 3 между разливочными стаканами 16 (фиг.1), в случае четырех-ручьевого промежуточного ковша, либо между разливочным стаканом 16 (фиг.2) и стенкой ковша, в случае двух-ручьевого промежуточного ковша, установлен огнеупорный порожек 17, в теле порожка 17 выполнен газоподводящий канал 18 с щелевидным соплом 19, ориентированным по нормали к зеркалу металла, подвод аргона в газоподводящий канал 18
осуществляется в месте установки порожка 17 через стенку промежуточного ковша 20 (фиг.5), а крышка 11 приемника-гасителя 8, охватывая ударник 13, закладывается выступами 21 (фиг.4) в футеровку днища 10 промежуточного ковша.
Работает промежуточный ковш для непрерывной разливки металла следующим образом.
Струя стали из защитной трубы 9 (фиг.1, 2) попадает в приемник-гаситель 8, рассекатель 14 направляет потоки по внутренней полости камеры приемника-гасителя, уменьшая размывание центральной части ударника 13. Во внутренней полости приемника-гасителя 8 образуется замкнутая вихревая трубка F, способствующая фильтрации мелких неметаллических включений. Крупные неметаллические включения за счет действия центробежных сил уносятся потоками за пределы приемника-гасителя 8, в то время как мелкие включения (размером менее 10-20 мкм) затягиваются вихревой трубкой; с ростом их концентрации в вихревой трубке увеличивается взаимодействие между частицами, что приводит к увеличению их размеров, и последующему удалению из приемника-гасителя 8 крупных включений. Благодаря выполнению в крышке 11 (фиг.4) приемника-гасителя 8 отверстий 15, металл в приемной камере 2 перемешивается интенсивней, что улучшает взаимодействие между неметаллическими включениями, кроме того, зона затягивания покровного шлака С находится на некотором расстоянии от перегородки 4,
в результате чего уменьшается его проникновение в верхние переливные каналы 5 (фиг.1, 2). В разливочных камерах 3 рафинирующие струи на некотором расстоянии от перегородки 4 образуют сплошной поток, перемещающий покровный шлак в направлении стенки ковша. У стенки формируется зона затягивания D. Придонный поток, достигая порожка 17, направляется к зеркалу металла, что обеспечивает дополнительный вынос неметаллических включений, вымытых с футеровки стенок и днища, и захваченного покровного шлака. Подачей аргона через щелевидное сопло 19 создается сплошная газовая завеса, поскольку скорости потоков над порожком 17 значительно меньше, чем возле перегородки 4. Пузырьки аргона захватывают мелкие неметаллические включения, обеспечивая одновременное рафинирование двух встречных потоков. Рафинирование стали для двух-ручьевого промежуточного ковша и стали попадающей в ближайший к перегородке 4 стакан 16, в случае четырех-ручьевого ковша, происходит в два этапа. Первый этап рафинирования связан с выносом неметаллических включений к покровному шлаку рафинирующими струями из переливных каналов 5, 6, 7 в перегородках 4 с одновременным воздействием газовой завесы. Второй этап рафинирования связан с выносом неметаллических включений к рафинирующим струям придонными потоками, поднятыми порожком 17 к зеркалу металла, с одновременным воздействием газовой завесы. Все это способствует повышению качества разливаемой стали.