CZ20001361A3 - Trubka pro výtok oceli z licí pánve při kontinuálním lití oceli - Google Patents

Abstract

Podle předloženého řešení se navrhuje zdokonalená trubka pro výtok roztavené oceli z licí pánve při kontinuálním lití oceli spočívající v tom, že v její spodní části je upraven první díl (3) o konstantním průřezu, který pokračuje směrem vzhůru druhým dílem (4) o relativně divergentním průřezu, což umožňuje snížení rychlosti proudění oceli mezi licí pánví a rozdělovačem, jakož i omezení vibrací trubky.

Description

Oblast vynálezu

Vynález se týká trubky pro výtok oceli z licí pánve při kontinuálním lití oceli.

Stav techniky

Je známo několik typů trubek používaných v ocelárnách při kontinuálním lití, které umožňují výtok roztavené oceli z licí pánve směrem k rozdělovači. Mezi velice rozšířenými typy těchto trubek je možno uvést jak rovné trubky, tak konvergentní trubky, dále trubky ve tvaru zvonu ( Bell Shape ) a trubky ve tvaru sloní nohy ( Elephant Foot ).

Jelikož je nezbytně zapotřebí, aby trubky pro výtok oceli z licí pánve odolávaly agresivním vlivům roztavené oceli, jsou vyrobeny z odolných žáruvzdorných materiálů s vysokými užitnými vlastnostmi. Geometrie výtoku roztavené oceli je velmi složitá a podléhá mnohým proměnným. Výtok roztavené oceli totiž neprobíhá rovnoměrně; v důsledku toho často dochází k narušení vrstev trubky, zejména v těch oblastech, kde se rychlost výtoku oceli snižuje, při čemž celková průměrná rychlost se pohybuje v řádu jednoho metru za vteřinu. Celý postup závisí na četných parametrech, mezi jiným na hlavici trubky ( z-ejména na šoupátku licí pánve ) a na specielní geometrii trubky. Dynamika lití oceli na spodek rozdělovače způsobuje vibrace, které jsou silnější v případě, je-li trubka konvergentní. Vibrace totiž nutně vedou ke vzniku pnutí, které spolu s agresivitou prostředí může způsobit až zlom trubky a to zejména tehdy, když je trubka pevně napojena na šoupátko, aniž je umožněn její rotační pohyb.

9 9 9

9999 9 9 9 9 9 ·· 99

9 9 9

9 9 9

9 9 9

9 9 9

99

V případě, kdy trubka pro výtok oceli nemůže plnit řádně svou funkci, je nutno ji vyměnit, což je obtížná a nákladná operace, s níž je spojena řada praktických obtíží, zvláště pokud jde o výkon ocelárny.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za cíl vytvořit zdokonalenou trubku pro výtok roztavené oceli, která nebude vykazovat výše uvedené nevýhody.

Navíc má být podle vynálezu umožněno napojit trubku na šoupátko licí pánve, které uzavírá průchod výtoku z licí pánve směrem k trubce.

Každá licí pánev naplněná roztavenou ocelí obsahuje zátku ze žáruvzdorného .pinku, tkterá je vložena, mezi roztavenou ocel a uzávěr tak, že zahradí výpustný otvor z licí pánve. Při otevření tohoto uzávěru .ne musí zátka zcela odstranit průchodem přes uzávěr; přitom se licí pánev nesmí ucpat, aby bylo vyloučeno jnkékoli vychýlení tlakové vlny spojené s výtokem oceli ( blow-back ).

Vynález má dále za cíl umožnit, aby šoupátko mohlo být otevřenp tehdy, _když je .honec hrubky ponořen do oceli v rozdělovači a to bez rizika ucpání.

Dále má vynález zajistit snížení vstřikové rychlosti oceli mezi licí pánví a rozdělovačem při zachování stejného výkonu. Přihlašovatel došel k závěru, že je možno potlačit nestabilní dynamické efekty, které vznikají při nárazu proudu oceli na dno rozdělovače a tak omezit nebo dokonce vyloučit nežádoucí vibrace trubky a tím i riziko, že se trubka naruší nebo zlomí. Modifikace struktury výtoku roztavené oceli navíc také příznivě ovlivnila dekantaci v rozdělovači. Forma trubky rovněž umožňuje • 4

4444

4*4 4 · 4 4

4 4 4 4 4 « • 444 4 44 4

4 4 4444 4 4 4 4 4 · 4 4 4 4 4

4 44 44 vyloučit blokování žáruvzdorným pískem, který tvoří zátku licí pánve.

.Předmětem vynálezu je tedy zdokonalená trubka pro výtok oceli z licí pánve při kontinuálním lití vyznačená tím, že ve spodní části je upraven první díl o konstantním průřezu, který pokračuje směrem vzhůru druhým dílem o relativně divergentním průřezu.

Nejprve je třeba uvést, že první díl o průřezu v podstatě konstantním, může být i mírně divergentní nebo konvergentní. V dalším textu je uveden podobný příklad.

Pokud jde o druhý díl, je jeho průřez relativně divergentní, což znamená, že je více divergentní než první díl. Jeho příčný vnitřní spodní řez je identický s příčným spodním řezem horní části prvního dílu, takže se vytvoří pravidelný průchod.

Přehled obrázků na výkresu

Další charakteristiky a výhody vynálezu budou zřejmé z popisu vynálezu založeného na těchto připojených obrázcích :

- obr. 1 zobrazuje podélný řez jednoho způsobu provedení trubky podle vynálezu a obr. 2 znázorňuje příčný řez trubkou podle obr. 1.

Obrázky představují pouze jedno z možných konkrétních provedení, zatímco vynález se týká obecného řešení. Obrázky však poslouží jak k lepšímu pochopení vynálezu, tak i k jeho definici.

Popis

Obr. 1 představuje podélný osový řez trubky pro výtok oceli z licí pánve při kontinuálním lití, která je - jak bývá to* · to##· « · to · to to · * • to · · · « · totototo « « • to· 9

9 ♦

obvyklé - opatřena spojovacím nástavcem 1 pro napojení na licí pánev a potrubím 2 o kruhovitém variabilním průřezu.

.Potrubí 2 sestává z prvního spodního dílu 3 o průřezu v podstatě konstantním na straně rozdělovače a z druhého horního divergentního dílu 4 na straně licí pánve. Díly 3 a _4 se spojují v rovině 5, kde jsou alespoň jejich vnitřní průřezy identické.

V zobrazeném provedení je první spodní díl 3 o průřezu v podstatě konstantním mírně divergentní s vrcholovým úhlem 2°. Druhý horní díl 4 je divergentní s vrcholovým úhlem 10°.

Ve znázorněném provedení je jak první spodní díl 3, tak druhý horní díl 4 v podstatě konstantně divergentní a odpovídá tvarům komolých kuželů.

Pokud jde o vnitřní vytvoření trubky, je možno uvažovat rovněž o odlišné divergenci, např. namísto řídící přímky komolého kužele lze aplikovat exponenciální křivku nebo obecně jakoukoli křivku za předpokladu, že celkově definuje potřebnou divergenci.

Navíc tloušťka stěny trubky v prvním spodním dílu 3 je s výhodou v podstatě konstantní. Zrovna tak je tomu u druhého horního dílu 4. Vnější tvar trubky však může být upraven dle potřeby nebo dle požadavků, které nejsou spojeny s výtokem oceli z licí pánve.

Je nutno ještě poznamenat, že na druhém horním dílu 4 je trubka pro výtok oceli z licí pánve tvořena dílem 6 v blízkosti spojovacího nástavce 1_, který - jako první spodní díl 3 - má v podstatě konstantní průřez. Díly 4 a 6 se spojují v rovině 7, kde je spodní průřez dílu 6_ alespoň uvnitř identický s horním průřezem dílu 4.

4 ·

4 4 • 4444 4 ♦ 4 • 44 4 • 4 4

4 4

4 4 4

4 4444

4 4

44

4 4 4

4 4 4 • 4 4 4 4

4 4 4

4 4

Levý konec trubky je s výhodou zvenku opatřen plechem ve tvaru pláště.

,Délka prvního spodního dílu 3 trubky se s výhodou rovná trojnásobku jeho spodního průměru. Délka druhého horního dílu 4_ je funkcí jeho divergentního úhlu a požadovaného průměru výtoku oceli.

Trubka může být zhotovena z grafitového oxidu hlinitého nebo z jiných žáruvzdorných materiálů použitelných v provozu oceláren.

Bylo pozorováno, že roztavená ocel vstupující do trubky z ní vystupuje rychlostí nižší než je rychlost vstupní. Poměr průměrných rychlostí výtoku se rovná poměru průřezů trubky a v důsledku toho druhé mocnině průměrů, jestliže má trubka kruhovitý průřez. Vzhledem ke tvaru trubky nemůže být žádná tuhá práškovitá nebo zrnitá hmota ( zejména hmota použitá pro zátku výtokového otvoru ) nikterak blokována.

Vynález je zvláště významný v případě, kdy se užívá šoupátko licí pánve. Tvar trubky je s výhodou přizpůsoben charakteristikám výtoku z šoupátka licí pánve.

Ačkoliv by bylo vhodné zhotovit trubku podle vynálezu jako monoblok isostatickým lisováním, dává se alespoň v některých případech přednost zhotovení trubky ze dvou částí nebo i více částí, které jsou poté známým způsobem napevno spojeny. Některé z těchto částí však mohou být s výhodou vytvořeny isostatickým lisováním.

Ačkoli jsou tvary, zejména tvary vnitřní, velmi důležité, není vynález omezen na příklad provedení, který může být průměrným odborníkem vhodně modifikován, zejména pokud jde o rozměry.

• * ···· ·* * ·· • · · · · · · « • · · **#·» · β · · · • · · · 9 9 · ♦ 9 9 9 9 9 9

V popsaném, příkladu provedení vynálezu je první spodní díl divergentní s vrcholovým úhlem 2°. Je však možno uvažovat i o jiném, s výhodou malém nebo žádném či konvergentním úhlu za předpokladu, že jde o úhel nižší než 2°.

Obecně řečeno druhý horní díl 4 je divergentní s vrcholovým úhlem mezi l°a 20°, přednostně mezi 3°a 14° a s výhodou mezi 6°a 10°.

Vynález lze rovněž aplikovat v případě, kdy je použit uzávěr jiného typu než šoupátko licí pánve.

Pokud jde obecně o rozměry, rozměr prvního spodního dílu 3 odpovídá přibližně jeho jednomu až pětinásobnému příčnému rozměru, přednostně jeho dvojnásobnému až pětinásobnému příčnému rozměru, s výhodou přibližně dvojnásobnému až čtyřnásobnému největšímu příčnému rozměru.

Tvar příčných průřezů prvního spodního dílu 3 a druhého horního dílu 4 kolmých na osu může být jakýkoli pod podmínkou zachování dostatečné kontinuity. Přesto se však dává přednost oválnému, např. téměř eliptickému nebo přesněji řečeno v podstatě kruhovitému tvaru.

.. .

Claims (9)

1. Patentové nároky

   1. Trubka pro výtok oceli z licí pánve směrem k rozdělovači se spodním otvorem o příčném průřezu a určená k ponoření do rozdělovače, vyznačená tím, že sestává ve spodní části z prvního dílu (3) o podstatně konstantním průřezu, na který je směrem vzhůru napojen druhý díl (4) o relativně divergentním průřezu směrem dolů.
2. 2. Trubka podle nároku 1, vyznačená tím, že průměrný vrcholový úhel prvního dílu (3) je menší než 2°.
3. 3. Trubka podle jednoho z nároků 1 a 2, vyznačená tím, že druhý díl (4) je divergentní s vrcholovým úhlem “přibližně mezi l°a 20°.
4. 4. Trubka podle nároku 3, vyznačená tím, že druhý díl (4) je divergentní s vrcholovým úhlem přibližně mezi 3°až 14°.
5. 5. Trubka podle nároku 4, vyznačená tím, že druhý díl (4) je divergentní s vrcholovým úhlem přibližně mezi 6°až 10°.
6. 6. Trubka podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačená tím, že délka prvního dílu (3) se rovná jejímu jednomu až pětinásobnému největšímu příčnému rozměru.
7. 7. Trubka podle nároku 6, vyznačená tím, že délka prvního dílu (3) se rovná jejímu dvojnásobnému až pětinásobnému největšímu příčnému rozměru.
8. 8. Trubka podle nároku 7, vyznačená tím, že délka prvního dílu (3) se rovná jejímu dvojnásobnému až čtyřnásobnému největšímu příčnému rozměru.
9. 9. Trubka podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačená tím, že alespoň jeden z prvních (3) a druhých (4) dílů má příčný průřez v podstatě oválný.