EA030053B1

EA030053B1 - Основание ковша и ковш

Info

Publication number: EA030053B1
Application number: EA201600013A
Authority: EA
Inventors: Зара Кёлер; Александер Маранич; Бернхард Шписс
Original assignee: Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2018-06-29
Also published as: HUE025832T2; JP2016529110A; ES2551627T3; SA516370387B1; CL2015003633A1; MX368378B; SI2845667T1; MA38701B1; EP2845667A1; KR20160051692A; EP2845667B1; PL2845667T3; MX2016000494A; TWI564098B; CA2914989A1; MD20160002A2; CA2914989C; WO2015036134A1; CN105451912B; EA201600013A1

Abstract

Изобретение относится к основанию ковша, являющемуся частью металлургического ковша для обработки металлического расплава, а также к соответствующему металлургическому ковшу.

Description

030053 Β1

030053

Такое основание ковша изготовлено из огнеупорного керамического тела, имеющего верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и разливочный канал, простирающийся между верхней поверхностью и нижней поверхностью. В качестве части ковша основание ковша прикреплено в пределах одного конца соответствующей стенной части, причем стенка простирается от внешнего края основания ковша.

Как ковш, так и основание ковша в дальнейшем описаны в положении, когда основание ковша размещено горизонтально и в нижней оконечности ковша.

Металлический расплав льют (разливают) в ковш через открытый верхний конец ковша. Металлический поток вначале соударяется с основанием ковша, прежде чем быть перенаправленным для течения вдоль верхней поверхности основания ковша и к разливочному каналу (к носу литейного ковша), который в нескольких применениях пребывает на этом этапе процесса литья закрытым посредством наполнительной формовочной смеси для предотвращения неконтролируемого оттока металлического расплава. В ходе данного этапа процесса литья возникает несколько проблем, среди прочего

значительное изнашивание огнеупорного материала вдоль области воздействия в результате соударения металлического потока с огнеупорным материалом,

наполнительная формовочная смесь, прежде всего любой наполнительный материал, выступающий над верхней поверхностью основания ковша, неконтролируемым образом смывается потоком расплава, тем самым вызывая неполадки и/или недостатки в дальнейшей разливочной последовательности.

Для решения проблемы изнашивания были внесены многочисленные предложения. Для уменьшения такого изнашивания известно использование для указанной области воздействия огнеупорных материалов, которые являются менее склонными к изнашиванию, и/или размещение обособленного так называемого противоударного уплотнения, которое размещено выше верхней поверхности основания.

Проблема наполнительной формовочной смеси еще не была решена.

Наполнительный материал, кроме того, вызывает проблемы в процессе газовой обработки расплава в ковше. Как правило, такой технологический газ подают в металлический расплав через так называемые газопродувочные копья (по-немецки: Оа88ри181е1пе), размещенные в основании и/или в стенной части ковша, что вызывает турбулентность в пределах объема расплава.

Наполнительная формовочная смесь опять-таки неконтролируемо смывается в результате этой турбулентности прежде начала слива металла.

Это является действительным, прежде всего, для процесса так называемого "жесткого перемешивания", задаваемого газовым объемом >40 м³/ч (как правило, 40-70 м³/ч) для промышленного ковша, содержащего от 100000 до 300000 кг металлического расплава, при этом "мягкое перемешивание" описывает газовую обработку с газовыми объемами ниже указанных 40 м³/ч, прежде всего с объемами 10-30 м³/ч.

Вызванные газовой продувкой проблемы также еще не были решены.

Другой задачей является уменьшение объема какого-либо металла, остающегося в ковше после слива металла (оттока металлического расплава в последующие устройства). Как правило, значительный объем металлического расплава остается на основании ковша, отвердевает и должен быть обработан прежде нового заполнения ковша.

Поэтому изобретение имеет целью обеспечение технического решения для улучшения одного или нескольких из последующих аспектов:

уменьшение или предотвращение неконтролируемого выноса (выдувания) наполнительной формовочной смеси, размещаемой впереди, а зачастую, поверх разливочного канала, который простирается от верхней поверхности основания ковша к его нижней поверхности, и к соответствующим устройствам, таким как разливочные стаканы/затворная задвижка и т.д.

уменьшение объема какого-либо металлического расплава, остающегося в ковше после освобождения ковша.

В процессе интенсивных исследований, включающих в себя водное моделирование и математические расчеты, было обнаружено, что за упомянутые недостатки несут ответственность различные факторы, среди прочего

полная масса расплава и скорость движения расплава. Для типичного металлургического ковша, содержащего от 150000 до 250000 кг стального расплава, время заполнения составляет только около 4-8 мин,

наиболее тяжелые условия наблюдаются в начале процесса разливки и в процессе газовой обработки расплава в ковше,

полный размер основания ковша и расстояние между областью воздействия и разливочным каналом,

маршрут и направление движения расплава, продвигающегося от области воздействия до разливочного канала.

В результате рассмотрения этих и других факторов было обнаружено, что упомянутые недостатки могут быть, по меньшей мере, уменьшены при использовании основания ковша, содержащего следую- 1 030053

щие признаки:

основание изготовлено из огнеупорного керамического тела с верхней поверхностью, нижней поверхностью и разливочным каналом, простирающимся между верхней поверхностью и нижней поверхностью,

основание содержит диффузорный короб, задаваемый углубленным участком указанной верхней поверхности, причем диффузорный короб характеризуется следующими признаками:

короб размещен на расстоянии от поверхностной области основания ковша, используемой в качестве области воздействия для металлического расплава, который выливают на указанное основание ковша, прежде всего, когда короб размещен на расстоянии от каждого газопродувочного элемента в пределах основания ковша и/или

короб имеет уступ, по меньшей мере, вдоль его обращенной к области воздействия границы, причем уступ имеет вертикальную высоту величиной от 40 до 200 мм, и/или

короб имеет минимальную горизонтальную площадь поверхности А_т1П = π/4 (0,37 г)² + 0,3 и максимальную горизонтальную площадь поверхности Атах = π/4 (0,8 г)² + 0,3, причем г = радиус основания ковша и г >0,75 м при гтах = 2 м для всех оснований ковша с эффективным радиусом >2 м, и π = пи = 3,14 (в дальнейшем называются формулами I), и/или

входная оконечность указанного разливочного канала размещена со смещением относительно уступа вдоль его обращенной к области воздействия границы.

Главным признаком является так называемый диффузорный короб. Термин "диффузорный короб" отображает главную задачу этого устройства, а именно, уменьшение скорости металлического расплава, продвигающегося от ковша.

Значительные усовершенствования являются возможными, когда этот диффузорный короб изменяют таким способом, что он содержит дополнительное углубление (углубленный участок в основании диффузорного короба). Такая последовательность расположения (меньший диффузорный короб, следующий за большим диффузорным коробом в направлении оттока металлического расплава) может быть повторена один или несколько раз, например, за углублением может опять-таки следовать заглубленное пространство, простирающееся от части нижней области или от углубления и т.д.

Другими словами: в дополнение к (главному) диффузорному коробу (произвольного размера), как он описан выше, настоящие варианты осуществления характеризуются одним или несколькими дополнительными диффузорными коробами, размещенными следующим образом (при рассмотрении в направлении течения расплава, продвигающегося от ковша через разливочный канал в последующие устройства):

последующий диффузорный короб простирается от основания (его верхней поверхности) предшествующего диффузорного короба,

последующий (вниз по потоку) диффузорный короб имеет меньшее горизонтальное поперечное сечение по сравнению с предшествующим коробом; это означает, что любой последующий диффузорный короб простирается только от части основания (верхней поверхности) предшествующего короба. Горизонтальный размер любого последующего углубленного участка может составлять 10-90%, или 15-85%, или 20-80% от предшествующего участка. Горизонтальный размер самого нижнего углубленного участка (от начала нижнего участка разливочного канала) может составлять 10-50%, например 10-32% от размера главного диффузорного короба.

Было обнаружено, что преобладающая часть остающегося в ковше расплава следует в последовательно размещенные углубленные участки вокруг выходного канала. Это однозначным образом приводит к значительному уменьшению объема металлического расплава, остающегося в ковше после выпуска/высвобождения металла (по-немецки: РГаппспаЬДюН).

Изобретение поэтому относится в его наиболее общем варианте осуществления к основанию ковша, изготовленному из огнеупорного керамического тела с верхней поверхностью, нижней поверхностью и разливочным каналом, простирающимся между верхней поверхностью и нижней поверхностью, и содержащему, кроме того, диффузорный короб, задаваемый углубленным участком на указанной верхней поверхности, причем диффузорный короб характеризуется следующими признаками:

короб размещен на расстоянии от поверхностной области основания ковша, используемой в качестве области воздействия для выливаемого на основание ковша металлического расплава,

короб задает вторичную верхнюю поверхность основания ковша, по вертикали ниже верхней поверхности,

углубление, простирающееся от вторичной верхней поверхности к нижней поверхности основания ковша и задающее третичную верхнюю поверхность основания ковша, по вертикали ниже вторичной верхней поверхности, причем

разливочный канал проходит через диффузорный короб и углубление. Разливочный канал задает выходной канал для металлического расплава, то есть проход, вдоль которого расплав оставляет ковш. Ввиду наличия по меньшей мере двух последующих диффузорных коробов различного размера, верхний участок разливочного канала задается упомянутыми диффузорными коробами (главным диффузорным

- 2 030053

коробом и углублением) и, таким образом, характеризуется верхним концом с большим поперечным сечением (горизонтальным расширением диффузорного короба), промежуточной частью с поперечным сечением среднего размера (углублением) и нижней оконечностью с малым поперечным сечением. Другими словами, согласно изобретению разливочный канал характеризуется ступенчатой верхней частью и обычной нижней частью, по существу, постоянного поперечного сечения.

Как упомянуто выше, такая конструкция может быть дополнена путём добавления в компоновку основания одного или нескольких дополнительных углубленных участков. Соответственно, основание ковша, среди прочего, может, кроме того, содержать

заглубленное пространство, простирающееся от третичной верхней поверхности к нижней поверхности основания ковша и задающее четвертичную верхнюю поверхность основания ковша, по вертикали ниже третичной верхней поверхности, причем

разливочный канал в данном случае в равной мере проникает и через заглубленное пространство.

"Вторичная, третичная, четвертичная верхние поверхности" задают нижнюю область последовательных углубленных участков отточной области.

Варианты осуществления с одним, двумя и тремя углубленными участками представлены и более подробно раскрыты в приложенном чертеже и соответствующем описании.

Эта общая концепция ступенчатых углублений, в рамках которой нижнее по вертикали (нижнее по потоку) углубление, всегда имеет меньший (горизонтальный) размер, чем углубление, размещенное сверху по вертикали (вверх по потоку), может быть изменено/дополнено посредством многочисленных признаков, среди прочего

по меньшей мере одна из последующих поверхностей основания ковша может быть наклонной по отношению к горизонтали: верхняя поверхность, вторичная верхняя поверхность, третичная верхняя поверхность, четвертичная верхняя поверхность. Угол наклона может быть относительно малым с нижним значением 1° и верхним значением 10°, а предпочтительно лежит в диапазоне между 2 и 6°. Направление и степень наклона могут быть различными у вертикально смежных/последовательных верхних поверхностей. Одна или несколько верхних поверхностей могут быть оставлены ориентированными горизонтально,

по меньшей мере одна из последующих поверхностей основания ковша может иметь трехмерный профиль: верхняя поверхность, вторичная верхняя поверхность, третичная верхняя поверхность, четвертичная верхняя поверхность,

профиль может являться по меньшей мере одним из группы, содержащей ребра, выпуклости, призму, углубление, канал. Любые охватываемые или охватывающие профили могут простираться к нижнему вертикально ориентированному участку разливочного канала, радиально по отношению к разливочному каналу, параллельно одному или нескольким прямолинейным участкам нижней части разливочного канала или параллельно внешнему краю нижней части разливочного канала или сочетать вышеприведенные характеристики,

охватываемые профили не должны в каждом случае превосходить соответствующую вертикальную высоту соответствующего диффузорного короба, углубления и/или заглубленного пространства, но могут быть ограничены 2/3 от ее величины,

по меньшей мере одна из последующих поверхностей основания ковша может иметь многоугольную, круглую или овальную форму: вторичная верхняя поверхность, третичная верхняя поверхность, четвертичная верхняя поверхность. В том что касается прямоугольной формы, отношение длина/ширина может, например, составлять >1,5, или >2,0, или >2,5, или >3,0. Те же самые отношения применимы к овальным формам, причем длина и ширина заданы самым большим и самым малым расстоянием между противостоящими участками,

последовательные верхние поверхности основания ковша могут иметь такие размеры, что любая расположенная вниз по потоку поверхность имеет полную площадь <80%, <60% или даже <40% от площади верхней поверхности, размещенной вверх по потоку (сверху),

последовательные верхние поверхности основания ковша могут иметь такие размеры, что они смещены по вертикали, образуя, тем самым, уступ (§) по меньшей мере на части их соответствующих краев. За счёт этого задается уступообразный профиль вдоль внешних стенок полостей основания, вдоль которых протекает расплав,

изобретение предусматривает один или несколько уступов вдоль маршрута, проходимого металлическим потоком после соударения с областью воздействия и прежде его вхождения в нижний участок разливочного канала,

термин "уступ" определен как геометрическая неоднородность. Два прямых угла со смежными участками верхней поверхности описывают идеальный уступ, хотя небольшие отклонения (<±30°, а предпочтительнее <±20°, еще предпочтительнее <±10°) могут быть приняты при соответствующих технических условиях. По меньшей мере часть каждого уступа может также быть выполнена изогнутой или наклонной,

такой уступ значительно уменьшает скорость расплава. Вертикальная высота уступов предпочти- 3 030053

тельно задана величиной между 20 и 200 мм, причем верхний предел может быть задан также в 160 мм, 150 мм, 140 мм, 125 мм или даже в 100 мм, в то время как минимальная высота может быть задана также в 45 мм, 50 мм, 55 мм или 60 мм. Высота менее 20 мм не влияет на скорость металлического расплава в достаточной для защиты наполнительной формовочной смеси в разливочном канале мере, высота более 200 мм противодействует эффекту вследствие чрезмерного расплескивания,

этот уступ может простираться вдоль по меньшей мере части края нижней (нижней по потоку) поверхности, например вдоль по меньшей мере 50% или >70%, >80%, >90% от нее,

согласно одному варианту осуществления вторичная верхняя поверхность (полная площадь основания диффузорного короба) имеет минимальную горизонтальную площадь согласно формулам I. Была доказана выгодность таких размеров,

хороший результат достигнут с помощью диффузорного короба, охватывающего горизонтальную область, которая соответствует от 3,7 до 32,9% от суммарной верхней поверхностной области основания ковша. Минимальное значение может быть задано также в 5,8%, в то время как верхнее значение может быть равным или меньшим 25,5% от суммарной поверхностной области основания ковша,

в качестве выгодного показало себя размещение углубленных участков (диффузорного короба, углубления, заглубленного пространства) со смещением относительно области воздействия ковша и со смещением относительно любых газопродувочных элементов; другими словами поблизости от стенки ковша, причем стенка ковша может частично граничить с одним или несколькими из указанных углубленных участков,

любой размещенный вниз по потоку углубленный участок (углубление, заглубленное пространство и т.д.) должен иметь самое большее два стенных участка, общих с любым размещенным вверх по потоку углубленным участком (углублением, диффузорным коробом).

Положение и конструкция диффузорного короба, углубления и/или заглубленного пространства, равно как и дополнительных углублений, являются существенными для уменьшения кинетической энергии металлического расплава прежде достижения расплавом входной оконечности нижнего участка разливочного канала и тем самым прежде вхождения расплава в контакт с каким-либо наполнительным материалом (наполнительной формовочной смесью) в пределах и/или поверх разливочного канала. Также является важным уменьшение турбулентности расплава в пределах ковша в процессе газопродувочной обработки.

Верхний диффузорный короб размещен на расстоянии от области воздействия для уменьшения эффекта разбрызгивания вокруг области воздействия и для обеспечения достаточного расстояния между областью воздействия и разливочным каналом.

Согласно одному варианту осуществления расстояние между центральной точкой на верхней поверхности области воздействия и центральной точкой на верхней поверхности диффузорного короба составляет около 30-75% от максимальной горизонтальной протяженности основания ковша, с возможными нижними пределами в 40, 45 или 50% и с возможными верхними пределами в 65 и 70%. При минимальном диаметре основания ковша, заданном в 1,5 м, хорошие результаты достигнуты при расстояниях 500-1200 мм. При рассматриваемом в предложенных формулах максимальном диаметре, заданном в 4 м, а также и в случаях с основаниями ковша с эффективным диаметром >4 м, хорошие результаты достигнуты при расстояниях >1500 мм для больших оснований ковша.

"Центральная точка" области воздействия может быть задана как та точка, с которой соударяется центральная продольная ось металлического потока, протекающего в ковш. Центральная точка диффузорного короба является геометрическим центром, который может попасть в область, заданную нижней оконечностью разливочного канала (в соответствующем вертикальном продолжении).

Предложенный полный размер (в м²) диффузорного короба может быть задан согласно формулам I, прежде всего, в случаях без дополнительных углубленных участков. В конструкциях с одним или несколькими (п) дополнительными углубленными участками размер самого верхнего диффузорного короба является менее критичным. Верхние и нижние пределы задают с учетом воздействия газовой продувки в процессе вторичной металлургической обработки расплава в ковше. Эти пределы оказывают влияние на уменьшение турбулентности в заданном диффузорным коробом пространстве и, прежде всего, рядом с его поверхностью.

Как правило, скорость металлического расплава рядом с верхней поверхностью основания ковша составляет 0,3 м/с. Высокие скорости возникают в процессе "жесткого перемешивания", нижние значения могут преобладать в процессе "мягкого перемешивания". Тем самым А_тах находится, главным образом, под влиянием "мягкого перемешивания", в то время как А_т1п задает предпочтительный размер в случае "жесткого перемешивания".

Другими словами, расплав, как правило, подвергают газовой обработке в ковше при чередующихся интервалах "мягкого перемешивания" и "жесткого перемешивания". Тем самым полный размер диффузорного короба задается обоими режимами.

В случаях, когда "жесткое перемешивание" оказывает доминирующее влияние на полный размер, площадь поверхностной области диффузорного короба может быть принята <(А_т1П + А_тах)/2, а наиболее предпочтительно как можно ближе к А_т1п, в то время как площадь может быть принята >(А_т1П + А_тах)/2 в

- 4 030053

случае преобладания "мягкого перемешивания", а кроме того, как можно ближе к А_тах. Поверхностная область размером точно (А_т1п + А_тах)/2 является компромиссом между этими двумя альтернативами. Подобные результаты могут быть достигнуты с полной площадью поверхностной области диффузорного короба в диапазоне ±10% или ±20% от (А_т1п + А_тах)/2.

В случае "жесткого перемешивания" является, кроме того, предпочтительным обеспечения диффузорного короба с высотой уступа на верхнем конце предложенного диапазона, прежде всего >80 мм или >100 мм.

Во всех вариантах осуществления наполнительная формовочная смесь смывается в процессе газовой продувки намного в меньшей степени по сравнению с обычными вышеописанными конструкциями оснований ковша.

Для уменьшения случайного изнашивания наполнительного материала является, кроме того, предпочтительным сохранение минимального расстояния между произвольным газопродувочным элементом и разливочным каналом.

Предпочтительно в области диффузорного короба отсутствуют какие-либо элементы газовой продувки/очистки, а минимальное расстояние задано соответственно минимальному расстоянию между пятном соударения и разливочным каналом.

Последующая таблица показывает выгодные верхние значения и нижние значения так называемой вторичной верхней поверхности диффузорного короба [в м²].

пример	диаметр основания ковша в м	-А-2Α,ηιη В М	-л-2А,_тх В м
А	1,5	0.361	0,583
В	2,5	0,468	1,085
С	3.5	0.829	1,839

Приведенные значения могут быть изменены в зависимости от числа (1...п) последовательных углубленных участков, подобных углублению и заглубленному пространству.

Абсолютное верхнее значение (А_тах) может быть задано величиной в 2,3 м², 2,2 м², 2,1 м² или 2,0 м². Полный размер (А_т1п) диффузорного короба является значимым также для обеспечения распределения металлического расплава по диффузорной области и, таким образом, его дальнейшего замедления. А_тахявляется значимым для обеспечения достаточного (минимального) расстояния между областью воздействия (и/или газопродувочным элементом) и разливочным каналом. То же самое является действительным относительно любых других дополнительных углубленных участков, следующих за диффузорным коробом в направлении вниз по потоку.

Наконец, поскольку положение последовательных углубленных пространств и нижнего участка разливочного канала влияет на требуемый эффект, рекомендуется размещать вертикальную ось нижнего участка разливочного канала со смещением относительно каких-либо уступов и со смещением относительно стенки ковша.

В случае разливочного канала с диаметром х мм (например, 40 мм) минимальное расстояние между нижней частью разливочного канала и произвольным соответствующим уступом должно составлять 3х (например, 120 мм), но может достигать 7х или более.

Изобретение включает в себя ковш, содержащий вышеописанное основание. Как ковш, так и основание ковша показаны на приложенных чертежах.

Изобретение, кроме того, предлагает вариант осуществления, характеризуемый аналогичным выступу порогом между областью воздействия и диффузорным коробом, выполненным с целью дальнейшего уменьшения скорости расплава, протекающего вдоль нижней области от области воздействия к диффузорному коробу. Этот выступ простирается, по существу, перпендикулярно направлению течения металлического расплава при его вытекании из области воздействия в диффузорный короб после соударения с областью воздействия. Другими словами, расплав временно останавливается перед выступом (барьером), и может продолжить свое течение только преодолев данное препятствие.

Кроме того, признаки изобретения могут быть получены из зависимых пунктов формулы изобретения и других заявочных документов. Альтернативно или как дополнительное условие к формулам I, размер диффузорного короба может быть задан посредством следующих формул II. Таким образом, предпочтительная площадь диффузорного короба соответственно характеризуется пересечением формул I и формул II

А_1Ш11 = х + 10/161 · 1η [М]

Атах = 5у + 4/25 1п [М] где х = от 0,16 до 0,20 и у = от 0,20 до 0,18,

М = номинальная масса металлического расплава в ассоциированном ковше (в 1000 кг), а А_т1п, равно как и А_тах приведены в квадратных метрах (м²), с возможными предельными диапазонами

х = от 0,16 до 0,17 и у = от 0,20 до 0,19,

- 5 030053

х = от 0,16 до 0,18 и у = от 0,20 до 0,18.

Фиг. 1 - ковш согласно уровню техники на продольном виде в разрезе и на виде сверху,

фиг. 2 - ковш с одним одинарным диффузорным коробом на продольном виде в разрезе и на виде

сверху,

фиг. 3 - увеличенный продольный разрез немного отличной формы диффузорного короба со смежными компонентами,

фиг. 4 - вариант осуществления на фиг. 3 на еще более схематичном поперечном сечении,

фиг. 5 - другой вариант осуществления с одним дополнительным углублением в представлении согласно фиг. 4,

фиг. 6 - третий вариант осуществления с одним дополнительным углублением и одним дополнительным заглубленным пространством в представлении согласно фиг. 4.

Одинаковые ссылочные обозначения используются для деталей, имеющих одинаковые или, по меньшей мере, подобные признаки.

Ковш на фиг. 1 имеет круговое, горизонтально простирающееся основание 10 с верхней горизонтальной поверхностью 10о и нижней горизонтальной поверхностью 10и. По существу, цилиндрическая стенка 12 ковша простирается вверх от внешнего края 10р основания 10 ковша. Открытый верхний конец ковша обозначен ссылочным обозначением 14.

Обозначенный стрелкой М металлический поток входит в ковш через его открытый конец 14 и протекает вертикально в нижнем направлении до его соударения с областью 10т воздействия верхней поверхности 10о основания 10 ковша.

По меньшей мере часть металлического потока продолжает свое течение (стрелка Р) к размещенному со смещением относительно области 10т воздействия разливочному каналу 16, который разливочный канал 16 проходит от верхней поверхности 10о к нижней поверхности 10и.

Как показано на фиг. 1, разливочный канал 16 заполнен так называемой наполнительной формовочной смесью Р8, причем конус 8С формовочной смеси может быть замечен сверху от канала 18. Наполнительный материал удерживает металлический расплав вне канала в процессе заполнения ковша. Это служит для предотвращения непреднамеренного выпуска металла при заполнении ковша, что является, в известной мере, важной функцией в рамках процесса литья.

В ковше согласно уровню техники согласно фиг. 1 формовочная смесь 8С может быть смыта потоком расплава (стрелка Р), что вызывает серьезные неопределенности и риски в последующем процессе литья. Этот наполнительный материал далее, по меньшей мере частично, смывается в случае газовой обработки расплава газопродувочными копьями, одно из которых показано и обозначено как ОР.

Конструкция ковша согласно фиг. 2, 3 имеет диффузорный короб ΌΒ, расположенный вокруг верхней части разливочного канала 18 и со смещением (на расстоянии) относительно области 10т воздействия.

Диффузорный короб ΌΒ характеризуется выемкой, расположенной в пределах верхней поверхности 10о, то есть участком, углубленным относительно смежных областей верхней поверхности 10о и, тем самым, обеспечивающим уступ 8 вдоль границы (граничной линии, края) В диффузорного короба ΌΒ. Участок верхней поверхности диффузорного короба ΌΒ называется в дальнейшем вторичной верхней поверхностью 10οά. Вертикальная часть уступа 8 образует прямой угол как относительно смежных участков верхней поверхности 10о основания, так и относительно вторичной верхней поверхности 10οά.

Диффузорный короб ΌΒ имеет, по существу, прямоугольную вторичную верхнюю поверхность 10οά. Разливочная горловина 18 (по-немецки: ΡοοΙίδΙοίη). размещена в нижней части 10ά диффузорного короба ΌΒ. Центральное сквозное отверстие разливочной горловины 18 задает нижнюю часть разливочного канала 18, в то время как диффузорный короб ΌΒ как таковой задает расширенную верхнюю часть разливочного канала 18.

По существу, известный внутренний разливочный стакан 20 размещен вниз по потоку в пределах нижней части разливочной горловины 18, за ним обычным способом следуют скользящий затвор с затворными задвижками 24, 26 и внешний разливочный стакан 22.

Нижняя часть разливочного канала 18 заполнена наполнительной формовочной смесью Р8, включая туда конус 8С формовочной смеси сверху от разливочной горловины 18, подобно фиг. 1.

Диффузорный короб ΌΒ имеет следующие размеры: высота Н уступа 8 100 мм, длина 1370 мм, ширина 1085 мм,

диаметр ά разливочного канала 16 в разливочных стаканах 20, 22 80 мм,

расстояние между центральной точкой СР1 области 10т воздействия (на верхней поверхности 10о) и центральной точкой ОР2 на вторичной верхней поверхности диффузорного короба ΌΒ 2200 мм,

внутренний диаметр основания 10 ковша 3530 мм.

Поток М расплава соударяется с областью 108 воздействия (причем СР1 является центральной точкой соударения) обычным способом, но его скорость уменьшается при продвижении к нижнему участку разливочного канала 16 посредством диффузорного короба ΌΒ, а прежде всего посредством уступа 8,

- 6 030053

который одновременно дважды перенаправляет поток М расплава (фиг. 3Р, Ρ', Р").

Посредством этих средств наполнительный материал Р8 защищен от смывания до тех пор, пока ковш не будет заполнен более или менее полностью, а разливочный канал 16 не будет открыт обычным способом.

Наполнительный материал остается более или менее неповрежденным и на своем месте также и в случае (обычной) газовой обработки расплава, поскольку в этом случае вращающийся расплав "переполняет" в значительной степени область диффузорного короба со значительно пониженной скоростью. Одно из нескольких размещенных в основании 10 ковша газопродувочных копий обозначено как ОР. Расстояние между его центральной продольной осью и СР2 составляет 1020 мм.

Фиг. 3 показывает диффузорный короб ΌΒ, размещенный со смещением относительно стенки 12 ковша, то есть с простирающейся по окружности границей/краем В и уступом 8. Кроме того, короб содержит дополнительный признак в виде барьера, сформированного в форме ребра К перед указанным уступом 8 и/или перед разливочным каналом 16 (при рассмотрении в направлении Р течения металлического расплава М8) для дальнейшего уменьшения скорости расплава. Тем самым барьер размещен перпендикулярно прямой линии между СР1 и СР2, являющейся главным направлением перемещения расплава, продвигающегося от области 10Ϊ воздействия к нижней части разливочного канала 18, что обозначено стрелками Ρ, Ρ', Р". Этот барьер может быть заменен одной или несколькими выступающими формами, включающими в себя гофрированные участки поверхности, пороги, призму и т.п.

Фиг. 4 представляет вариант осуществления на фиг. 3 в более схематическом виде для улучшения иллюстративности и для сравнения с вариантами осуществления на фиг. 5, 6.

Основание 10 ковша на фиг. 5 отличается от такового на фиг. 4 следующими признаками.

Вторичная верхняя поверхность 10об (поверхность основания диффузорного короба ΌΒ) содержит дополнительный углубленный участок, называемый в дальнейшем углублением.

Это углубление ΙΝ имеет меньшее горизонтальное поперечное сечение, чем диффузорный короб ΌΒ, и простирается на расстоянии от краевых уступов 8 диффузорного короба ΌΒ, образуя, таким образом, дополнительные уступы 82 и третичную верхнюю поверхность 10οί.

Нижний участок разливочного канала 16 в этом случае простирается от указанной третичной верхней поверхности 10οί в нижнем направлении.

В варианте осуществления на фиг. 6 за углублением В следует (в направлении Ρ вниз по потоку металлического потока) заглубленное пространство К8, которое образует, таким образом, четвертичную верхнюю поверхность 10ог и дополнительные уступы 83 на трех сторонах (четвертая сторона выполнена заподлицо со смежным уступом 82), а также имеет горизонтальное поперечное сечение меньшее, чем таковое углубление ΙΝ. В то время как верхний участок разливочного канала 16 задан полостями диффузорного короба ΌΒ, углубления ΙΝ и заглубленного пространства К8, его нижняя часть в этом случае простирается от заглубленного пространства К8 в нижнем направлении.

В этом варианте осуществления третичная верхняя поверхность 10ог наклонена под углом 4° к горизонтали.

Все варианты осуществления характеризуются несколькими отклонениями металлического потока, продвигающегося к нижней части разливочного канала 18, обеспеченными углубленными участками (соответственно диффузорным коробом ΌΒ, углублением ΙΝ, заглубленным пространством К8) и их соответствующими уступами 8, 82, 83 таким образом, что они уменьшают скорость расплава и позволяют какому-либо остающемуся расплаву покидать ковш почти полностью.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Основание ковша, изготовленное из огнеупорного керамического тела (10) с верхней поверхностью (10о), нижней поверхностью (10и) и разливочным каналом (16), простирающимся между верхней поверхностью (10о) и нижней поверхностью (10и), содержащее, кроме того, диффузорный короб (ΌΒ), задаваемый углубленным участком верхней поверхности (10о), причем диффузорный короб (ΌΒ) характеризуется следующими признаками:

а) короб размещен на расстоянии по горизонтали от поверхностной области (10о) основания ковша, используемой в качестве области (10ί) воздействия для выливаемого на основание ковша металлического расплава,

б) короб задает вторичную верхнюю поверхность (10об) основания ковша по вертикали ниже верхней поверхности (10о),

в) вторичная верхняя поверхность имеет минимальную горизонтальную площадь поверхности А_тш = π/4 (0,37 г)² + 0,3 и максимальную горизонтальную площадь поверхности Атах = π/4 (0,8 г)² + 0,3, где г - радиус основания ковша и г >0,75 м при гтах = 2 м для всех оснований ковша с эффективным радиусом >2 м,

г) углубление (ΙΝ), простирающееся от вторичной верхней поверхности (10об) к нижней поверхности (10и) основания ковша и задающее третичную верхнюю поверхность (10о1) основания ковша, по вертикали ниже вторичной верхней поверхности (10об), причем

д) разливочный канал проходит через диффузорный короб (ΌΒ) и углубление (ΙΝ).

- 7 030053
2. Основание ковша по п.1, кроме того, содержащее:

а) заглубленное пространство (К8), простирающееся от третичной верхней поверхности (10οί) к нижней поверхности (10и) основания ковша и задающее четвертичную верхнюю поверхность (10ог) основания ковша, по вертикали ниже третичной верхней поверхности (10οί), причем

б) разливочный канал (16) проходит также через заглубленное пространство (К8).
3. Основание ковша по п.1 или 2, причем по меньшей мере одна из последующих поверхностей основания ковша наклонена по отношению к горизонтали: верхняя поверхность (10о), вторичная верхняя поверхность (10оН), третичная верхняя поверхность (10οί), четвертичная верхняя поверхность (10ог).
4. Основание ковша по п.1 или 2, причем по меньшей мере одна из последующих поверхностей основания ковша имеет трехмерный профиль: верхняя поверхность (10о), вторичная верхняя поверхность (10ού), третичная верхняя поверхность (10οί), четвертичная верхняя поверхность (10ог).
5. Основание ковша по п.4, причем профиль является по меньшей мере одним из группы, содержащей ребра, выпуклости, призму, углубление, канал.
6. Основание ковша по п.1 или 2, причем по меньшей мере одна из последующих поверхностей основания ковша имеет многоугольную, круглую или овальную форму: вторичная верхняя поверхность (10ού), третичная верхняя поверхность (10οί), четвертичная верхняя поверхность (10οτ).
7. Основание ковша по п.1, причем смежные верхние поверхности (10о, 10ού; 10ού, 10οί; 10οί, 10οτ) основания ковша имеют такие размеры, что верхняя поверхность (10οτ, 10οί, 10ού), расположенная ближе к нижней поверхности (10и) основания ковша, имеет полную площадь <60% от поверхности (10οί, 10ού, 10о), размещенной сверху.
8. Основание ковша по п.1 или 2, причем смежные верхние поверхности (10о, 10ού; 10ού, 10οί; 10οί, 10οτ) основания ковша смещены по вертикали на величину от 20 до 200 мм, образуя, тем самым, уступ (8) по меньшей мере на части их соответствующих краев.
9. Основание ковша по п.8, причем уступ (8) простирается вдоль по меньшей мере 50% края нижней из верхних поверхностей (10ού, 10οί, 10οτ).
10. Основание ковша по п.1 или 2, причем диффузорный короб (ИВ) охватывает горизонтальную область, которая соответствует от 3,7 до 32,9% от суммарной верхней поверхностной области (10о) основания ковша.
11. Основание ковша по п.1 или 2, причем расстояние между центральной точкой (СР1) на верхней поверхности области (10т) воздействия и центральной точкой (СР2) на верхней поверхности (10ού) диффузорного короба (ИВ) составляет 30-75% от максимальной горизонтальной протяженности основания ковша.
12. Основание ковша по п.1 или 2, причем расстояние между центральной продольной осью газопродувочного копья (ОР), размещенного в основании (10) ковша, и центральной точкой (СР2) на верхней поверхности (10ού) диффузорного короба (ИВ) составляет 30-75% от максимальной горизонтальной протяженности основания ковша.
13. Металлургический ковш с основанием ковша по одному из пп.1-12.

- 8 030053

- 9 030053

ά