ПОГРУЖНОЙ СТАКАН

ПОГРУЖНОЙ СТАКАН
Полезная модель относится к черной металлургии и предназначена для разливки стали и жидких металлов.
При разливке стали и других металлов подача и направление расплавленного металла в кристаллизатор, изложницу или шахту кокиля под уровень производится с помощью погружного стакана. Погружной стакан относится к сильно нагруженным и изнашиваемым изделиям.
Пзвестен сталеразливочный погружного стакан (Патент РФ №2098223, МПК6 B22D 11/10, 41/50; 10.12.97). Стакан выполнен из огнеупорного материала в виде конической трубы с фланцем, глухим дном и расположенными диаметрально выпускными отверстиями, примыкающими к дну, поверхность которого внутри трубы имеет форму рассекателя с определенными геометрическими параметрами.
В настоящее время смена погружных стаканов в ряде машин непрерывного литья осуществляется автоматически с использованием технических средств поддержания и манипулирования погружным стаканом. Поэтому фланец и верхняя часть погружного стакана должны обладать повышенными прочностными свойствами, обеспечивающими сохранение целостности стакана при их смене. Известная конструкция сталеразливочного стакана не позволяет использовать его в системах непрерывной разливки металла с автоматической их сменой из-за низких прочностных свойств.
Известно разливочное устройство (Патент Франции №2635030, МПК5 B22D 41/54, С04В 35/02; 18.07.1988г.), которое взято за прототип.
МПК6 B22D 41/50, 41/56
отверстиями. По виешней поверхности труба имеет коническое расширение, а в верхней части - прямоугольный фланец. Верхняя часть трубы упрочнена за счет ее конического или цилиндрического расширения, а также за счет металлической обечайки, охватываюш;ей фланец и верхнюю часть трубы в зоне ее расширения. Металлическая обечайка служит средством защиты хр)шкого материала трубы при ее замене в процессе кантования. Кроме того, труба при ее смене может передвигаться скольжением фланцев заключенных в металлическую обечайку по направляющим и обладает устойчивостью к трению, вызванному скольжением. К недостаткам трубы можно отнести значительную толщину металлической обечайки достигающей толпщны 3 мм и более, что усложняет изготовление профильной металлической обечайки методом глубокой вытяжки. А существенное расширение трубы в верхней части ведет к необоснованному перерасходу огнеупорного материала.
Настоящая полезная модель решает задачу упрочнения погружного стакана в верхней его части, повышение надежности его функционирования, а также упрощение технологии изготовления металлической обечайки и снижение себестоимости погружного стакана.
Для решения поставленной задачи в погружном стакане, выполненным в виде цилиндрической трубы с коническим расширением в верхней части по наружной поверхности и осевым цилиндрическим каналом, прямоугольного фланца, выполненного отдельно или заодно с трубой, и металлической обечайки, охватывающей фланец и верхнюю коническую часть трубы, металлическая обечайка выполнена дв5осэлементной, причем первый элемент выполнен коробчатым и охватывает прямоугольный фланец, а второй элемент выполнен из
цилиндрического стакана обжатого на конус с углом конусности равным Зтлу конусности конической части трубы с образованием не менее двух гофр, выполняющих функцию ребер жесткости, охватывающего, по крайней мере, часть конического участка трубы и закрепленного на донной части первого элемента обечайки. Два ребра целесообразно расположить на обечайке диаметрально.
Количество гофр (ребер жесткости) может быть выполнено более двух, например три или шесть, при этом они расположены на втором элементе металлической обечайки, охватывающей верхний конический участок трубы равномерно по ее периметру. Толщина второго элемента металлической обечайки за счет наличия ребер жесткости может быть снижена до 0,5 - 2,5мм.
На Фиг. 1 представлен продольный разрез погружного стакана и по плоскости одной из гофр, у которого прямозтольный фланец и труба выполнены раздельно; на Фиг.2 - вид А Фиг.1; на Фиг.З - тоже, что и на Фиг.1, причем труба и фланец выполнены как единое целое изделие; на Фиг.4 - вид В Фиг.З.
Погружной стакан состоит из трубы 1, преимущественно из огнеупорного материала, с осевым цилиндрическим каналом 2, глухим дном 3 и диаметрально расположенными выпускными отверстиями 4. По наружной поверхности труба в верхней части выполнена по конусу 5. Угол конусности верхней части трубы может составлять 10-30°. В верхней части труба 1 имеет фланец 6, который может быть выполнен заодно с трубой 1 (Фиг.1) или раздельно (Фиг.З).
Вокруг фланца 6 и конической части 5 трубы 1 закреплена посредством мертеля 7 металлическая обечайка. Обечайка выполнена из двух элементов. Первый коробчатый элемент 8 металлической обечайки охватывает фланец 6 стакана. Второй конический элемент 9
металлической обечайки охватывает верхнюю коническую часть 5 трубы 1. Второй элемент 9 металлической обечайки вынолнен из стакана обжатого на конус с утлом конусности равным углу конусности конической части 5 трубы 1, закрепленного, например сваркой, на донной части первого элемента 8 металлической обечайки. На втором элементе 9 выполнены ребра жесткости 10. Ребра 10 выполнены путем обжатия на конус цилиндрического стакана со свободным затеканием избыточного металла в полости штампа и образования гофр. Количество гофр 10 (ребер жесткости) должно быть не менее двух, которые располагают диаметрально или равномерно по периметру второго элемента 9, если их более двух. При таком исполнении стакана толпщна второго элемента 9 металлической обечайки может быть снижена до 0,5 - 2,5мм. В первом элементе 8 металлической обечайки могут быть выполнены технологические отверстия 11.
При изготовлении второго элемента 9 металлической обечайки цилиндрический стакан (исходную заготовку) обжимают на конус с углом конусности равным углу конусности верхней конической части 5 трубы 1, при этом образуются волнистые гофры 10. Полученный полуфабрикат скрепляют с прямоугольной коробчатой частью 8 металлической обечайки, например, сваркой по сварным швам 12. После чего двухэлементную обечайку крепят на трубу 1 с фланцем 6 с помоиц ю мертеля. При этом мертель 7 заполняет полости гофр 10, а его избыток выдавливается через технологические отверстия 11 и зазор между трубой 1 и обечайкой 9. Гофры 10, полости которых заполнены мертелем 7, играют роль ребер жесткости.
При замене погружной стакан в верхней части по металлической обечайке 9 с ребрами жесткости 10 обхватывают кантователем (на чертеже не показано). Путем поворота вокруг горизонтальной оси
погружной стакан подводят в кристаллизатор и устанавливают прямоугольным фланцем 6 на направляющих. Гидроцилиндром воздействуют через металлическую обечайку 8 на торец прямоугольного фланца 6, перемещая погружной стакан по направляющим от положения загрузки до рабочего положения или до положения закрытия по линии оси разливочного отверстия. В рабочем положении струя метапла, поступающая в стакан из промежуточного ковша, выходит из стакана через выпускные отверстия 4 в кристаллизатор под уровень находящегося в нем металла. При отработке заданного числа циклов разливки, погружной стакан заменяется на новый путем автоматического сдвига его по направляющим. Извлекают отработанный стакан также кантователем путем обхвата его в верхней части и поворотом вокруг горизонтальной оси.
Заявленная конструкция погружного стакана обладает повышенной жесткостью в верхней части за счет снабжения металлической обечайки ребрами жесткости. Это исключает разрушение погружного стакана под действием изгибного момента в процессе ее поворота, установки и замене. Наличие на обечайке погружного стакана ребер жесткости позволяет снизить толщину металлической обечайки без снижения его жесткости. А это, в свою очередь, позволяет существенно упростить технологию изготовления, как металлической обечайки, так и всего стакана. Ребра жесткости позволяют существенно уменьшить и угол конусности конического участка трубы, что снижает расход дефицитного огнеупорного материала.