EA015521B1

EA015521B1 - Погружной стакан

Info

Publication number: EA015521B1
Application number: EA201000115A
Authority: EA
Inventors: Эдгар Шумахер; Рената Францки; Сагадат Шумахер; Виктор Николаевич ХЛОПОНИН; Иван Васильевич Зинковский; Александр Касымович Фарманов; Эвальд Антонович Шумахер
Original assignee: Техком Гмбх
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2011-08-30
Also published as: JP5027300B2; US20100187266A1; EP2172290B1; RU2359782C2; PT2172290E; CN101827672A; SI2172290T1; MY150882A; EP2172290A1; ATE551139T1; RU2007125269A; EA201000115A1; US8430280B2; HK1144408A1; UA90835C2; PL2172290T3; CN101827672B; ES2406306T3; WO2009016442A1; KR20100031136A

Abstract

Изобретение относится к черной металлургии, точнее к непрерывной разливке слябов с использованием погружного стакана. Предложено в погружном стакане, содержащем дно, боковые каналы и юбку, закрепленную на нижней части стакана выше выходных боковых каналов, юбку образовывать двумя параллельными плоскими поверхностями, плавно сопряженными на краях цилиндрическими поверхностями, при этом стакан расположен в центре юбки и имеет два оппозитно расположенных одинаковых боковых канала с единой продольной осью, образующей с параллельными плоскими поверхностями юбки острый угол. При этом острый угол равен 20-45°.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, точнее к производству слябов в черной металлургии путем непрерывной разливки.

В процессе непрерывной разливки стали важной технической задачей является разрушение системности в формировании дендритов на первой стадии кристаллизации стали в кристаллизаторе.

Известно применение погружного стакана для передачи стали из промежуточного ковша в кристаллизатор в описании способа непрерывной разливки стали (см., например, патент РФ № 2165825, В22Э 41/50, опубл. в БИ 27.04.2001, № 12).

Основной недостаток известного погружного стакана состоит в том, что реализуемый при этом прием в большей мере относится к разливке стали в заготовки с малым отношением В:11. где И - высота сечения заготовки; В - ширина сечения заготовки. Таким образом применение известного погружного стакана не эффективно при непрерывной разливке стали с получением слябов, когда В >> И.

Известно описание погружного стакана для непрерывной разливки стали (см., например, патент РФ №2148469, В22Э 11/10, опубл. в БИ 10.05.2000 г., № 13), в котором на выходе из глуходонного погружного стакана в объем кристаллизатора изменяют направление движения металла и через боковые выходные каналы направляют металл в углы квадратного кристаллизатора. Известному погружному стакану присущи недостатки: имеет место прямой удар струи металла, выходящего из боковых каналов стакана, в стенки кристаллизатора, что нежелательно, т.к. увеличивается вероятность разрушения формирующейся корочки закристаллизовавшегося металла, появляется опасность аварийного прорыва металла; отсутствует закручивание металла в кристаллизаторе, что исключает активное воздействие на формирующиеся дендриты в процессе кристаллизации, снижается качество заготовки; погружной стакан ориентирован на применение только для отливки квадратных заготовок.

Известен погружной стакан, содержащий в нижней части дно и выходные боковые каналы, расположенные веерообразно по окружности со смещением и искривлением их продольных осей относительно продольной оси стакана (см., например, патент РФ № 2167031, В22Э 41/50, опубликован в БИ 20.05.01, № 14).

Известному погружному стакану присущи недостатки, исключающие реализацию в полном объеме задач, возникающих при непрерывной разливке слябов. Эти недостатки следующие: конструкция стакана не исключает прямого силового контакта струй стали, выходящих из стакана, со стенками кристаллизатора, что весьма нежелательно по условиям кристаллизации металла; конструкция выходных боковых каналов в стакане исключает интенсивный охват вращением объема стали, расположенного ниже уровня этих каналов. Таким образом затруднен охват вращением большей части жидкого металла в объеме кристаллизатора.

Известен погружной стакан для непрерывной разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор, содержащий в нижней части дно, боковые каналы и юбку, закрепленную на нижней части стакана выше выходных боковых каналов (см., например, патент РФ № 2236326 с приоритетом от 04.11.2002 г.).

По совокупности существенных признаков указанный погружной стакан наиболее близок предлагаемому, поэтому принят за прототип.

Известному погружному стакану присущ существенный недостаток, состоящий в том, что он не может быть эффективно применен при непрерывной разливке слябов, когда В >> И, так как в этом случае исключен охват вращением основной массы стали в кристаллизаторе. Рассмотренное в рассматриваемом патенте предложение о закручивании подаваемой в кристаллизатор стали за счет использования двух погружных стаканов с юбками, закручивающими сталь по принципу находящихся в зацеплении шестерен, эффективно при малых отклонениях В/И (максимум 2,5-3), не характерных для основных типоразмеров непрерывно разливаемых слябов, когда В/И имеет значения 4,4-7,4 и более.

Предлагаемый погружной стакан свободен от указанных недостатков известного стакана. Применение предлагаемого стакана обеспечивает закручивание основной массы стали и подачу ее в закрученном состоянии в объем кристаллизатора, обеспечивающего получение непрерывнолитых слябов всего диапазона основных типоразмеров, т.е. с отношением В/И >> 3. Технический результат достигается тем, что в погружном стакане, содержащем в нижней части дно, боковые каналы и юбку, закрепленную на нижней части стакана выше выходных боковых каналов, согласно предложению юбка образована двумя параллельными плоскими поверхностями, плавно сопряженными на краях цилиндрическими поверхностями, при этом стакан расположен в центре юбки и имеет два оппозитно расположенных одинаковых боковых канала с единой продольной осью, образующей с параллельными плоскими поверхностями юбки острый угол. При этом острый угол равен 20-45°.

Предлагаемый погружной стакан пояснен чертежами на фиг. 1-4.

На фиг. 1 показан погружной стакан в продольном разрезе; на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б погружного стакана с юбкой на фиг. 1 и его расположение в работе относительно кристаллизатора; на фиг. 4 - расположение погружных стаканов при их числе более одного и их расположение в работе относительно кристаллизатора.

Погружной стакан 1 (фиг. 1 и 2), дно стакана 2, отверстие 3 для поступления жидкого металла из

- 1 015521 промежуточного ковша в кристаллизатор, закрепленная на нижней части стакана юбка 4, два одинаковых боковых канала 5 и 6 (фиг. 3), оппозитно расположенных и имеющих единую продольную ось 7. Юбка выполнена вытянутой вдоль своего поперечного сечения (фиг. 3) вплоть до образования двух параллельных плоских поверхностей 8 и 9, плавно сопряженных на краях цилиндрическими поверхностями 10 и 11 радиуса К, равного половине расстояния Н между параллельными плоскими поверхностями 8 и 9 (фиг. 3). Продольная ось 7 образует острый угол α (фиг. 3) с поверхностями 8 и 9. Значение угла α принимают равным 20-45°. Погружной стакан (стаканы) устанавливают в слябовый кристаллизатор 12 (фиг. 3 и 4).

При угле α<20° из-за увеличения расстояния Ь от выхода металла из бокового канала до параллельной плоскости (фиг. 4) заметно возрастают потери количества движения потока жидкого металла, выходящего из боковых каналов, что снижает крутящий момент при встрече потока с плоской поверхностью юбки, т.е. снижается вращение металла, поступающего из юбки в общий объем кристаллизатора.

При угле α>45° заметно уменьшается составляющая потока жидкого металла, выходящего из боковых каналов, вдоль плоских поверхностей 8 и 9 юбки, тем самым снижается крутящий момент, вращающий металл в юбке и, соответственно, в общем объеме кристаллизатора.

Таким образом в обоих случаях (при α<20° и α>45°) снижается эффективность применения юбки для закручивания металла, подаваемого в закрученном состоянии в объем кристаллизатора.

В случае применения предложенного погружного стакана в процессах отливки широких слябов (с большим соотношением В/Н) используют более чем один погружной стакан, при этом продольную ось 7 боковых каналов разных стаканов располагают навстречу друг другу: 7' и 7 (фиг. 4). Тем самым в процессе непрерывной разливки стали реализуют известный из патента РФ 2236226 прием закручивания потоков стали по принципу находящихся в зацеплении шестерен.

В конечном итоге применение предложенного погружного стакана позволяет при непрерывной разливе слябов максимально использовать эффект закручивания потока металла в ограниченном объеме кристаллизатора (под юбкой) и подачу металла в закрученном состоянии в объем кристаллизатора. Отмеченное, в свою очередь, способствует созданию условий для интенсивного перемешивания стали в объеме кристаллизатора при минимальном воздействии на мениск металла, практически полностью устраняет интенсивные потоки стали в продольном направлении (по высоте) кристаллизующегося металла, исключает удар струи металла в кристаллизующуюся корочку металла. Совокупность отмеченных эффектов от применения предложенного погружного стакана создает необходимые и достаточные условия для получения высококачественных непрерывнолитых слябов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Погружной стакан, содержащий в нижней части дно, боковые каналы и юбку, закрепленную на нижней части стакана выше выходных боковых каналов, отличающийся тем, что юбка образована двумя параллельными плоскими поверхностями, плавно сопряженными на краях цилиндрическими поверхностями, при этом стакан расположен в центре юбки и имеет два оппозитно расположенных одинаковых боковых канала с единой продольной осью, образующей с параллельными плоскими поверхностями юбки острый угол.
2. Погружной стакан по п.1, отличающийся тем, что острый угол равен 20-45°.