CZ279890B6 - Ponorná výlevka - Google Patents

Abstract

Ponorná výlevka pro přívod oceli do krystalizátoru při plynulém odlévání oceli, sestávající ze základního tělesa (1) ve tvaru trubice, která je ve směru své podélné osy (3) na jednom konci zaslepena, v němž je vytvořen nejméně jeden boční výtokový otvor (2), který je výstupní osou (4) svého vyústění orientován mimoběžně k podélné ose (3) základního tělesa (1), přičemž v pravoúhlém průmětu do roviny kolmé k podélné ose (3) základního tělesa (1) svírá výstupní osa (4) s tečnou (5) k povrchu základního tělesa (1) v místě průsečíku výstupní osy (4) s obvodem základního tělesa (1) ostrý úhel .alfa.. ŕ

Description

Ponorná výlevka

Oblast techniky

Vynález se týká ponorné výlevky pro přívod oceli do krystalizátoru při plynulém odlévání oceli.

Dosavadní stav techniky

Ponorné výlevky přivádějí proud tekuté oceli z mezipánve pod hladinu roztaveného kovu v krystalizátoru s cílem chránit licí proud před sekundární oxidací, zamezit rozstříkání kovu, zabránit strhávání licího prášku z hladiny v krystalizátoru do objemu tuhnoucího kovu, usnadnit vyplouvání vměstků a přivádět ocel do krystalizátoru takovým proudem, při kterém se zrovnoměrňuje rozdělení kovu po ' průřezu krystalizátoru. Z hlediska tvaru a vyústění pod hladinou kovu v krystalizátoru jsou známy ponorné výlevky kruhového nebo oválného průřezu s náporovým nebo beznáporovým vyústěním proudu. U náporových ponorných výlevek vytéká ocel do krystalizátoru ve směru podélné osy ponorné výlevky, beznáporové ponorné výlevky mají ústí uzavřeno a ocel z nich proudí bočními výtokovými otvory. Tyto otvory jsou obvykle dva, známy jsou i ponorné výlevky se čtyřmi otvory. Boční výtokové otvory jsou u dosud .známých beznáporových ponorných výlevek vytvořeny tak, že v pravoúhlém průmětu, do roviny kolmé k podélné ose ponorné výlevky, čímž ocel vytéká z těchto otvorů kolmo k jejímu obvodu. Nevýhodou obou těchto typů ponorných výlevek je, že neumožňují vytvoření takového samovolného proudění oceli v krystalizátoru, které by u náročnějších jakostí ocelí dostatečně zrovnoměrňovalo celý proces tuhnutí plynule litého předlitku. Z tohoto hlediska je nelze používat při odlévání ocelí s velkým koeficientem smrštěni při přechodu z tekuté do tuhé fáze. Dosud se tyto nevýhody zatím řeší jinou konicitou krystalizátoru, což snižuje výkon licího stroje a zvyšuje výrobní náklady, nebo je nutno používat indukčního promíchávání lázně v krystalizátoru. Bez těchto opatření je nebezpečí vysokého počtu průvalů v průběhu plynulého odlévání oceli a vzniku trhlin na předlitcích.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje ponorná výlevka pro přívod oceli do krystalizátoru při plynulém odlévání oceli podle vynálezu, sestávající se základního tělesa ve tvaru trubice, která je ve směru své podélné osy na jednom konci zaslepena, v němž je vytvořen nejméně jeden boční výtokový otvor. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tento boční výtokový otvor je výstupní osou svého vyústěni ze základního tělesa orientován mimoběžné k podélné ose základního tělesa, přičemž v pravoúhlém průmětu do roviny kolmé k této podélné ose základního tělesa svírá výstupní osa s tečnou k povrchu základního tělesa v místě průsečíku výstupní osy s obvodem základního tělesa ostrý úhel a. Boční výtokový otvor je buď vytvořen jako přímý, a nebo je boční výtokový otvor v základním tělese v osovém směru zakřiven. U přímých bočních výtokových otvorů je jejich výstupní osa totožná s podélnou osou otvorů, u osově zakřivených bočních výtokových otvorů je jejich výstupní osou tečna k jejich středové kružnici v místě jejich vyústění ze základního tělesa. U většího počtu bočních

-1CZ 279890 B6 výtokových otvorů je samozřejmě výhodné, aby byly svými výstupními osami orientovány vůči obvodu základního tělesa pod souhlasnými a stejnými úhly a. Velikost úhlu a činí s výhodou 40° až 75°.

Podstata vynálezu dále spočívá v tom, že tu do roviny podélné osy základního tělesa bočního výtokového otvoru s rovinou kolmou k ního tělesa ostrý úhel β, jehož velikost je -45°, přičemž nejvýhodnější velikost úhlu směrem k hladině oceli.

v pravoúhlém průměsvirá výstupní osa podélné ose základv rozmezí +80° až β činí +15° vzhůru

Výhody ponorné výlevky podle vynálezu spočívají v tom, že se jedná o výlevku vyrobenou z běžných keramických materiálů, nevyžadujících si při výrobě ponorných výlevek zvláštních technologických postupů. Její nejpodstatnější výhodou je ale skutečnost, že ocel, která je touto výlevkou pod hladinu oceli v krystalizátoru přivedena, je zároveň uvedena do rotačního pohybu a při kladné velikosti úhlu β usměrněna těsně pod hladinu oceli chráněnou licím práškem. Toto umožňuje zlepšit funkci licího prášku, potlačit segregační procesy a zejména zrovnoměrnit krystalizaci a tuhnutí oceli v horních částech krystalizátoru. Zvlášť markantní přínos je při odlévání kruhových předlitků hyperperitektických ocelí, které se vyznačují anomálií ve smršťování při přechodu z plastického do tuhého stavu. Při odlévání oceli ponornými výlevkami podle vynálezu vlivem vyšší teploty oceli v horní části krystalizátoru, kde při použité konicitě krystalizátoru nedochází ke vzniku místních vzduchových mezer mezi licí kůrou a stěnou krystalizátoru. Výsledkem je potom vznik rovnoměrné ztuhlé licí kůry, která je schopna odolat ferostatickému tlaku bez vzniku průvalů a povrchových trhlin předlitků. Rotace oceli, dosažená u ponorné výlevky podle vynálezu orientací jejích bočních výtokových otvorů, může simulovat účinky indukčního promíchávání lázně v krystalizátoru, jejím vlivem dochází k průběžnému ulamování narůstajících ocelových dendritů v průběhu tuhnutí a kromě zrovnoměrnění tuhnutí oceli od průřezu i ke zlepšení podmínek odstraňování nekovových fází z oceli.

Základní výhody konstrukce ponorné výlevky podle vynálezu, to jest dosažení rotace touto výlevkou přiváděné oceli do krysta.lizátoru, je dosaženo i při nulovém úhlu β. V tomto případě ale nedochází k výškovému usměrňování přívodu oceli například těsně pod její hladinu v krystalizátoru. Směr rotace oceli je dán orientací úhlu a, při jeho obrácené orientaci je samozřejmě dosaženo i rotace oceli v opačném směru. Ponorné výlevky se zápornou hodnotou úhlu β jsou vhodné například pro odlévání bram.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže osvětlen pomocí připojených výkresů příkladných provedení ponorné výlevky podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněna v nárysu ponorná výlevka se čtyřmi přímými bočními výtokovými otvory, na obr. 2 je zobrazen podélný řez jéjí stěnou v místě bočního výtokového otvoru, na obr. 3 je znázorněn kolmá řez touto ponornou výlevkou v rovině jejích bočních výtokových otvorů a na obr. 4 a 5 jsou zobrazeny kolmé řezy v rovině bočních výtokových otvorů pro dvě alternativní provedení ponorné výlevky s různým provedením těchto otvorů.

-2CZ 279890 B6

Příklady provedeni vynálezu

Příklad 1

Ponorná výlevka, podle prvního příkladného provedeni, které je zobrazeno na obr. 1, obr. 2 a obr. 3, sestává ze základního tělesa 1 ve tvaru trubice kruhového průřezu o průměru 120 cm, která je ve směru své podélné osy 3 na jednom svém konci zaslepena a jejíž tloušťka stěny činí 30 cm. V základním tělese 1 jsou nad jeho zaslepeným koncem vytvořeny čtyři přímé boční výtokové otvory 2 oválného tvaru o šířce 30 cm a výšce 57 cm, jejichž výstupní osy 4. jsou mimoběžné vůči podélné ose 3 základního tělesa 1. Tyto boční výtokové otvory 2 jsou vytvořeny mimo příčných os základního tělesa 1, přičemž v pravoúhlém průmětu do roviny kolmé k podélné ose 2 základního tělesa 1 svírá výstupní osa 4 každého bočního výtokového otvoru 2 s tečnou 5 k povrchu základního tělesa 1 v místě průsečíku této výstupní osy 4 s obvodem základního tělesa 1 ostrý úhel a o velikosti 75”. V pravoúhlém průmětu do roviny podélné osy 2 základního tělesa 1 svírá výstupní osa 4 bočního výtokového otvoru 2 s rovinou kolmou k podélné ose 2 základního tělesa 1 ostrý úhel β o velikosti 15°.

Příklad 2

Ponorná výlevka, podle druhého příkladného provedení zobrazeného na obr. 4, sestává opět ze základního tělesa 1 se čtyřmi bočními výtokovými otvory 2. Proti prvnímu příkladu provedení jsou boční výtokové otvory 2 v osovém směru zakřiveny podle středové kružnice 6 do oblouku, přičemž středová kružnice 6 do oblouku, přičemž středová kružnice 6 prochází podélnou osou 2 základního tělesa 1. Výstupní osou 4. každého bočního výtokového otvoru 2 je tečna 5 k této středové kružnici 6. a svírá s tečnou 5 k obvodu základního tělesa 1 ostrý úhel a o velikosti 55°.

Příklad 3

Ponorná výlevka, podle třetího příkladného provedení zobrazeného na obr. 5, sestává opět ze základního tělesa 1 se čtyřmi bočními výtokovými otvory 2. Proti druhému příkladu provedení prochází každá středová kružnice 6. bočního výtokového otvoru 2 mimo podélnou osu 2 základního tělesa 1, přičemž výstupní osa 4 každého bočního výtokového otvoru 2 svírá s tečnou 5 k obvodu základního tělesa 1 ostrý úhel a o velikosti 50°.

Průmyslová využitelnost

Ponorné výlevky podle vynálezu lze využít pro různá zařízení plynulého odlévání oceli, přičemž průřez těchto výlevek může být různý, například oválný, a také boční výtokové otvory mohou být i kruhového průřezu a i popřípadě jinak tvarovány.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ponorná výlevka pro přívod oceli do krystalizátoru při plynulém odlévání oceli, sestávající ze základního tělesa ve tvaru trubice, která je ve směru své podélné osy na jednom konci zaslepena, v němž je vytvořen nejméně jeden boční výtokový otvor, vyznačující se tím, že tento boční výtokový otvor (2) je výstupní osou (4) svého vyústění ze základního tělesa (1) orientován mimobéžné k podélné ose (3) základního tělesa (1), přičemž v pravoúhlém průmětu do roviny kolmé k této podélné ose (3) základního tělesa (1) svírá výstupní osa (4) s tečnou (5) k povrchu základního tělesa (1) v místě průsečíku výstupní osy (4) s obvodem základního tělesa (1) ostrý úhel a.

2. Ponorná výlevka podle nároku 1, vyznačující se tím, že boční výtokový otvor (2) je v základním tělese (1) v osovém směru zakřiven.

3. Ponorná výlevka podle nároku 1, vyznačující se tím, že v pravoúhlém průmětu do roviny podélné osy (3) základního tělesa (1j svírá výstupní osa (4) vyústění bočního výtokového otvoru (2) s rovinou kolmou k podélné ose (3) základního tělesa (1) ostrý úhel β v rozmezí +80° až -45°.