CS250000B1 - Ponorná trubice pro kontinuální lití - Google Patents

Abstract

Ponorná trubice pro kontinuální lití sestává z válcové části /1/, na níž navazuje přes zaoblený přechod /2/ difuzor /3/, jehož úhel /4/ rozšíření je v rozmezí od 8° do 20°. Poměr průměru difuzoru /3/ ku průměru válcové části /1/ je v rozmezí od 1,2 do 2,8.

Description

(54) Ponorná trubice pro kontinuální lití

Ponorná trubice pro kontinuální lití sestává z válcové části /1/, na níž navazuje přes zaoblený přechod /2/ difuzor /3/, jehož úhel /4/ rozšíření je v rozmezí od 8° do 20°. Poměr průměru difuzoru /3/ ku průměru válcové části /1/ je v rozmezí od 1,2 do 2,8.

Vynález se týká ponorné trubice pro kontinuální lití.

Při kontinuálním lití, například oceli, vytéká roztavený kov z mezipánve do krystalizátoru, což je v podstatě vodou chlazená koklla bez dna. U stěn krystalizátoru kov tuhne a ve spodní části krystalizátoru musí být ztuhlá kůra tak silná, že odolá účinku ferostatického tlaku dosud tekutého jádra. Po dalším ochlazení je kontislitek dělen na požadované délky.

Pro zlepšení kvality odlévaného kovu, zvláště ušlechtilých ocelí, se pro plnění krystalizátoru většinou nepoužívá výlevek běžně používaných na pánvích při odlévání do kokil, nýbrž ponorných trubic.

Ňa ponorné trubice jsou kladeny jiné požadavky než na výlevky. Kromě své hlavní funkce, stejné s funkcí výlevky, to je přívod kovu do koklly, chrání ponorná trubice roztavený kov před stykem se vzduchem a proto je její ústí ponořeno pod hladinu tekutého kovu v krystalizátoru, která je posypána licím práškem, který se taví a rovněž chrání kov před stykem se vzduchem. Vhodným geometrickým tvarováním však lze ovlivnit kvalitu kontislitku ještě více.

U krystalizátorů zhruba čtvercového průřezu se nejčastěji používá válcová trubice konstantního průměru. Kov přitéká do krystálizátoru vertikálně a dostup proudu pod hladinu je veliký, takže nekovové vměstky jsou zaneseny tak hluboko, že nemohou vyplavat k povrchu, jsou zadrženy uvnitř slitku, a tak zhoršují jeho kvalitu, tedy čistotu.

Rovněž teplotní pole je značně nerovnoměrné, což ovlivňuje vznik trhlin. Byly proto navrženy trubice s dvěma nebo více bočními otvory, s radiálním výtokem, jež jsou na spodní části uzavřeny dnem.

Dostup proudu se sice sníží, ale otvory zeslabují stěny trubice a na počátku lití, kdy trubice je podrobena účinku mechanického a tepelného rázu, dochází k utržení dna. Velká změna směru proudu kovu uvnitř trubice je příčinou eroze trubice a tyto keramické částice rovněž zhoršují čistotu slitku.

Při přibližně čtvercovém průřezu slitku naráží proud kovu poměrně velikou rychlostí na právě se tvořící kůru slitku a dochází k jejímu lokálnímu vymílání, což zvyšuje riziko vzniku průvalu.

Pokud jsou osy otvorů vodorovné, nebo skloněné dolů, převážná část kovu proudí podél stěny dolů a unáší sebou vměstky do nitra slitku.

Uvedené nedostatky odstraňuje ponorná trubice pro kontinuální lití, sestávající z válcové části, na níž navazuje přes zaoblený přechod difuzor, podle vynálezu, jehož úhel rozšíření difuzoru je v rozmezí od 8° do 20° a poměr výstupního průměru difuzoru ku průměru válcové části je v rozmezí od 1,2 do 2,8.

Výhodou ponorné trubice podle vynálezu je snížení výtokové rychlosti .proudu, a tím i hybnosti proudu a kinetické energie proudu kovu přitékajícího do krystalizátoru. Tím se podstatně zkrátí dostup proudu a usnadní se nekovovým vměstkům vyplout k hladině jednak proto, že jsou zaneseny do mertší hloubky, a i proto, že rychlost proudu, který vměstky unáší dolů, je menší.

Protože proud kovu je paralelní se stěnou trubice, dochází k minimální erozi trubice, což opět snižuje počet nekovových vměstků ve slitku, zvětšuje čistotu, a tím i kvalitu slitku. U trubice nedochází k vymílání kůry, a proto nebezpečí vzniku průvalu je mnohem menší než u trubic s bočními otvory. U trubice je také teplotní pole rovnoměrnější než u trubice válcové, což opět zvýší kvalitu slitku.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popisu jeho provedeni podle přiloženého výkresu, který v nárysu v řezu znázorňuje ponornou trubici pro kontinuální lití podle vynálezu, včetně jejího uložení mezi pánev a krystalizátor.

U ponorné trubice podle vynálezu následuje po válcové části _1 zaoblený přechod 2 a pak difuzor £. Úhel _4 rozšíření difuzoru 3. se podle provozních podmínek pohybuje v rozmezí od 8° do 20°. Poměr průměru difuzoru 2 ku průměru válcové části 1 je ϊ rozmezí od 1,2 do 2,8.

Pro praktické účely bylo například použito pro krystalizátor o průřezu 0,32 x 0,28 m optimálního úhlu _4 rozšíření o velikosti 15° při poměru průměrů difuzoru 2 a válcové části 1 rovném dvěma.

Při malém úhlu 4_ rozšíření vniká proud hluboko pod hladinu jako u válcové trubice. Při velkém úhlu _4 rozšířeni proud nesleduje stěny difuzoru 3_, výstupní rychlost, hybnost a kinetická energie proudu jsou veliké, a proto i dostup proudu je veliký. Při optimálním tvaru ponorné trubice proud sleduje stěny trubice po její převážné části, difuzor 3_ však může pracovat s mírným odtržením proudu, nehoň zvýšená disipace kinetické energie na co možno nejkratší dráze je zde žádoucí, aby se zkrátil dostup proudu.

V určitých případech lze difuzor 2 opatřit žebrováním. Podélná žebra však nemají za účel vytvořit hladký proud, jako u výlevek při lití do kokil horem, nýbrž mají zabránit případnému rozšíření odtržení proudu od stěny difuzoru _3 po obvodu trubice.

U ponorné trubice je při správné volbě úhlu 4. rozšíření a poměru průřezů dostup proudu podstatně zkrácen na polovinu i více oproti válcové trubici, přičemž proudění v krystalizátoru je organizované mnohem příhodněji s ohledem na odlučování vměstků a rovnoměrnost teplotního pole.

Ponorná trubice pro kontinuální lití podle vynálezu je využitelná zejména v hutnictví a těžkém strojírenství.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Ponorná trubice pro kontinuální lití, sestávající z válcové části, na níž navazuje přes zaoblený přechod difuzor, vyznačující se tím, že úhel /4/ rozšíření difuzoru /3/ je v rozmezí od 8° do 20° a poměr průměru difuzoru /3/ ku průměru válcové části /1/ je v rozmezí od 1,2 do 2,8.