PL201357B1 - Wylew kadziowy oraz jego zastosowanie - Google Patents

Abstract

1. Wylew kadziowy kieruj acy stopiony metal ze zbiornika metalu do formy krystalizatora zawieraj acy kana l przebiegaj acy wzd lu z osi zorientowanej pio- nowo podczas pracy, który to wylew kadziowy ma, co najmniej jeden górny otwór wlotowy, co najmniej dwa dolne otwory wylotowe odchylone wzgl edem osi i co najmniej jeden dolny osiowy otwór wylotowy usytu- owany zwykle osiowo mi edzy odchylonymi otworami wylotowymi, znamienny tym, ze zawiera ponadto zbiornik (45) usytuowany osiowo mi edzy odchylony- mi otworami wylotowymi (17), który to zbiornik (45) ma otwór górny (21) i jest ograniczony przez scianki boczne (14, 36), które s a równoleg le i/lub, które zbiegaj a si e w kierunku dolnego ko nca (13) wylewu kadziowego (10), za s w zbiorniku (45) zatrzymuje si e czesc stopionego metalu, zanim wydostanie si e z wylewu kadziowego (10). 15. Zastosowanie wylewu kadziowego okre slo- nego zastrze zeniem 1, do prowadzenia roztopione- go metalu p lyn acego ze zbiornika metalu (44) do formy (40). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wylew kadziowy oraz jego zastosowanie.

Wynalazek ten dotyczy w szczególności tak zwanego wylewu kadziowego zanurzonego, określanego również mianem dyszy odlewniczej, kierującej roztopiony metal, przykładowo roztopioną stal, w procesie odlewania cią g ł ego do produkcji stali. Niniejszy wynalazek dotyczy również zastosowania tego wylewu do prowadzenia roztopionego metalu ze zbiornika do formy krystalizatora.

W trakcie odlewania cią g ł ego w procesie wytapiania stali stopioną stal wlewa się z kadzi do dużego zbiornika, zwanego kadzią pośrednią. Kadź pośrednia ma jeden albo więcej otworów wylotowych, przez które stopiona stal wypływa do jednej lub więcej form odlewniczych, w których stopiona stal stygnie i krzepnie, tworząc odlewane w sposób ciągły lite odcinki metalu. Wylew kadziowy zanurzony, który ma zwykle postać wydłużonego przewodu (wyglądającego jak sztywna rurka), jest umieszczony między kadzią pośrednią a każdą formą odlewniczą, i kieruje stal przezeń płynącą z kadzi pośredniej do formy.

Poniżej przedstawiono podstawowe funkcje idealnego wylewu kadziowego zanurzonego. Po pierwsze, wylew zabezpiecza przed kontaktem płynnej stali z powietrzem w trakcie jej przepływu z kadzi pośredniej do formy, jako że powietrze spowodowałoby utlenianie się stali, co jest niepożądane. Po drugie, jest wysoce pożądane, aby wylew wprowadzał stopioną stal do formy w możliwie łagodny i nie-turbulentny sposób, ponieważ turbulencja w formie powoduje, że topnik na powierzchni stopionej stali w formie jest ściągany w głąb stali (znane jako „porywanie), co powoduje powstawanie zanieczyszczeń w odlewanej stali. Turbulencja w formie przerywa ponadto smarowanie boków formy. Jedną z funkcji topniku do formy (poza zabezpieczaniem powierzchni ciekłej stali przed kontaktem z powietrzem) jest smarowanie boków formy, aby zapobiec przywieraniu stali do formy i krzepnię ciu jej na powierzchni formy. Topnik ponadto pomaga zapobiec późniejszemu powstawaniu wad powierzchni staliwa. Minimalizacja turbulencji za pomocą zanurzonego wylewu kadziowego jest, zatem istotna także z tego względu. Ponadto, turbulencja może powodować naprężenia w samej formie, ryzykując jej uszkodzenie. Turbulencja w formie może też powodować nierówny rozkład ciepła w formie, w konsekwencji powodując nierównomierne krzepnięcie stali, a także powodując zmiany jakości i składu odlewanej stali. Ten ostatni problem odnosi się do trzeciej podstawowej funkcji wylewu kadziowego zanurzonego, którą jest wprowadzanie stopionej stali do formy w równomierny sposób, aby uzyskać powstawanie równomiernie zastygłej powłoki (stal krzepnie najszybciej w obszarach najbliższych ścianom formy) oraz jednolitej jakości i składu odlewanej stali. Czwartą funkcją idealnego wylewu kadziowego zanurzonego jest zmniejszenie lub wyeliminowanie występowania drgań w fali stojącej w menisku stali w formie. Wprowadzenie stopionej stali do formy zwykle wiąże się z powstawaniem fali stojącej przy powierzchni stali, a wszelkie nieregularności albo drgania w przepływie stali wprowadzanej do formy mogą powodować narastanie drgań w fali stojącej. Takie drgania mogą wywoływać podobny skutek do turbulencji w formie, powodując porywanie topniku do odlewanej stali, przerywając skuteczne smarowanie boków formy topnikiem i w niekorzystnie wpływając na rozkład ciepła w formie.

Należy zauważyć, że zaprojektowanie i wyprodukowanie wylewu kadziowego zanurzonego, który spełnia wszystkie wymienione wyżej funkcje tak dobrze jak to jest możliwe, jest zadaniem szczególnie trudnym. Nie tylko wylew kadziowy musi być zaprojektowany i wytworzony tak aby przeciwstawił się siłom oraz temperaturom towarzyszącym szybko płynącej stopionej stali, ale potrzeba wytłumienia turbulencji w połączeniu z potrzebą równomiernego rozprowadzenia płynnej stali w formie stwarza znaczne złożone problemy w dziedzinie dynamiki płynów.

W opisie patentowym US 5 785 880 ujawniono dysze, w których otwór spustowy podzielony jest na dwa otwory za pomocą rozdzielacza przepływu. Taka konstrukcja dyszy ma rozpraszać i zmniejszać prędkości przepływu stopionej stali oraz zapewniać zasadniczo jednolity rozkład prędkości przepływu wzdłuż długości i szerokości króćców wylotowych. Taka konstrukcja dyszy ma w konsekwencji zmniejszać wielkość drgań fali stojącej w obrębie menisku stali w formie.

Opis patentowy US 5 944 261, będący kontynuacją w części opisu patentowego US 5 785 880, ujawnia wylew kadziowy zanurzony, w którym każdy z dwóch króćców wylotowych jest podzielony sam na dwie części za pomocą przegrody w taki sposób, że największa część strumienia stopionej stali wypływa przez dwa środkowe króćce. Szczególny kształt i położenie przegród służyć ma rozpraszaniu strumieni środkowych oraz ponownemu łączeniu strumieni środkowych z ich odpowiednimi strumieniami zewnętrznymi po wydostaniu się z dyszy. Konsekwencja tego ma być redukcja prędkości stopionej stali wydostającej się z Dyszy, a także zmniejszenie turbulencji powstających w formie.

PL 201 357 B1

Opis patentowy US 6 027 051, będący częściową kontynuacją opisu patentowego US 5 944 261, ujawnia odmianę konstrukcji przedstawionej w opisie US 5 944 261, w którym zastrzega się, że skuteczny kąt wypływu zewnętrznych strumieni stopionej stali zmienia się w zależności od przepływu.

Stwierdza się, że daje to efekt gładkiego, stojącego menisku w całym zakresie drogi przepływu.

Kolejny opis zgłoszeniowy WO 98/35774 dotyczy wylewu kadziowego zanurzonego, zawierającego podłużną rurkę z górnym otworem wlotowym i wieloma dolnymi otworami wylotowymi. Dolne otwory przebiegają promieniowo na zewnątrz tworząc szczególny szyk ujść przy dolnym końcu rurki.

Jedną z konkluzji, którą będzie najłatwiej wyciągnąć z rozpatrywanych wyżej opisów patentowych, jest taka, że pozornie drugorzędne, albo nawet pozornie nieznaczące, zmiany w konstrukcji wylewu kadziowego zanurzonego mogą mieć niezwykle istotny wpływ na model przepływu stopionej stali, płynącej przez i wypływającej z wylewu. Jest to konsekwencją chaotycznego charakteru dynamiki płynów, zgodnie z którym małe zmiany konstrukcji kanału transportującego płyn mogą mieć poważny wpływ na model przepływu płynu, a nawet mogą całkowicie zmienić charakter przepływu cieczy.

Celem niniejszego wynalazku jest przedstawienie wylewu kadziowego zanurzonego, który spełnia, o ile to możliwe, wszystkie podstawowe funkcje idealnego wylewu kadziowego zanurzonego, wspomniane wyżej. Wynalazek proponuje osiągnięcie, owego celu w sposób całkowicie odmienny od sposobów przedstawionych we wspomnianych wyżej opisach patentowych.

Wylew kadziowy kierujący stopiony metal ze zbiornika metalu do formy, zawierający kanał przebiegający wzdłuż osi zorientowanej pionowo podczas pracy, który to wylew kadziowy ma, co najmniej jeden górny otwór wlotowy, co najmniej dwa dolne otwory wylotowe odchylone względem osi i co najmniej jeden dolny osiowy otwór wylotowy usytuowany osiowo mię dzy odchylonymi otworami wylotowymi, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że zawiera ponadto zbiornik usytuowany osiowo między odchylonymi otworami wylotowymi, który to zbiornik ma otwór górny i jest ograniczony przez ścianki boczne, które są równoległe i/lub, które zbiegają się w kierunku dolnego końca wylewu kadziowego, zaś w zbiorniku zatrzymuje się część stopionego metalu, zanim wydostanie się z wylewu kadziowego.

Korzystnie, co najmniej dwie ścianki boczne zbiornika zbiegają się w kierunku dolnego końca wylewu kadziowego

Korzystnie, zbiornik jest ograniczony przez cztery ścianki boczne.

Korzystnie, wszystkie cztery ścianki boczne zbiornika zbiegają się w kierunku dolnego końca wylewu kadziowego.

Korzystnie, wylew kadziowy jest zaopatrzony w dwa dolne, osiowo usytuowane, otwory wylotowe.

Korzystnie, minimalna łączna powierzchnia przekroju poprzecznego odchylonych otworów wylotowych jest co najmniej dwa razy większa od minimalnej łącznej powierzchni przekroju poprzecznego, zwykle usytuowanych osiowo, otworów wylotowych.

Korzystnie, minimalna łączna powierzchnia przekroju poprzecznego odchylonych otworów wylotowych jest co najmniej trzy razy większa od minimalnej łącznej powierzchni przekroju poprzecznego, zwykle usytuowanych osiowo, otworów wylotowych.

Korzystnie, każdy, usytuowany zwykle osiowo, otwór wylotowy rozszerza się w kierunku wyjścia otworu wylotowego.

Korzystnie, każdy, usytuowany zwykle osiowo, otwór wylotowy jest odchylony ku dołowi pod kątem 0°-30° do osi wylewu.

Korzystnie, każdy, usytuowany zwykle osiowo, otwór wylotowy między odchylonymi otworami wylotowymi jest odchylony ku dołowi pod kątem 5°-25° do osi wylewu.

Korzystnie, odchylone otwory wylotowe są nachylone ku dołowi pod kątem 40°-60° do osi wylewu.

Korzystnie, odchylone otwory wylotowe mają stałą powierzchnię przekroju poprzecznego przynajmniej na części swej długości.

Korzystnie, każdy z odchylonych otworów wylotowych ma zwężenie przy swoim wewnętrznym zakończeniu, poza którym, w kierunku swego zewnętrznego zakończenia, otwór wylotowy jest szerszy niż przy zwężeniu.

Korzystnie, zbiornik jest ograniczony przez cztery ścianki boczne, przy czym dwie przeciwległe ścianki boczne zbiornika są zapewnione przez ścianki boczne samego wylewu kadziowego, a pozostałe dwie ścianki boczne są zapewnione przez konstrukcję usytuowaną wewnątrz wylewu kadziowego.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie wylewu kadziowego określonego wyżej, do prowadzenia roztopionego metalu płynącego ze zbiornika metalu do formy.

PL 201 357 B1

Korzystnym skutkiem stosowania wynalazku jest to, że całkowita ilość stopionego metalu, który wydostaje się przez nachylone otwory wylotowe, jest zasadniczo znacznie większa niż ilość metalu, który wydostaje się z otworów wylotowych rozmieszczonych zasadniczo wzdłuż osi. W szczególności, co najmniej 55% (korzystnie 60%) stopionego metalu wydostaje się przez nachylone otwory wylotowe, zaś nie więcej niż 45% (korzystnie 40%) stopionego metalu wydostaje się przez otwory wylotowe usytuowane wzdłuż osi. Ze względu na nachylenie względem pionu nachylonych otworów wylotowych, skierowana pionowo w dół składowa prędkości stopionego metalu wydostającego się przez otwory wylotowe tego rodzaju jest mniejsza niż w przypadku pionowo skierowanych otworów wylotowych. Powoduje to ograniczenie prędkości większości metali kierowanych w dół do wnętrza formy, a w rezultacie ograniczenie turbulencji powstających we wnętrzu formy.

Dzięki temu, że każdy pionowo skierowany otwór wylotowy rozszerza się w kierunku ujścia, zmniejsza się prędkość stopionego metalu wydostającego się z otworu wylotowego, a przez to zmniejsza się jego oddziaływania na formę, a także ogranicza się turbulencje powstające wewnątrz formy.

Zbiornik umieszczony w wylewie, do którego dostaje się część stopionego metalu przepływającego przez wylew przed wydostaniem się go do formy, pełni funkcję bufora, który tłumi drgania lub wahania natężenia przepływu stopionego metalu wydostającego się z wylewu do formy. Dzięki temu ogranicza się prawdopodobieństwo występowania drgań fali stojącej w menisku metalu znajdującego się w formie. Wiąże się to z ograniczeniem zjawiska porywania topiku w głąb odlewanego metalu, co zakłócałoby proces smarowania formy oraz rozkład ciepła wewnątrz formy.

Dzięki zastosowaniu zbiornika o szczególnym kształcie i usytuowaniu go wzdłuż osi między nachylonymi otworami wylotowymi, cała siła wywierana przez znaczną część stopionego metalu przepływającego przez wylew działa na ten zbiornik. Zbiornik pochłania zatem znaczną część pędu ciekłego metalu, dostającego się do jego wnętrza. Stopiony metal wypływający ze zbiornika do nachylonych otworów wylotowych przemieszcza się zasadniczo w równomierny sposób.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wylew kadziowy zanurzony, w rzucie aksonometrycznym; fig. 2 - wylew z fig. 1, w widoku z góry; fig. 3 - wylew z fig. 1, w przekroju podł u ż nym wzdł u ż linii 3-3 na fig 2; fig. 4 - wylew z fig. 1, w przekrój poprzecznym wzdł u ż linii 4-4 na fig. 2; fig. 5 - wylew z fig. 1, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 5-5 na fig. 3; fig. 6 - przekrój poprzeczny jak na fig. 5 z uwzględnieniem odmiennej konfiguracji kanału; fig. 7 - wylew z fig. 1, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 7-7 na fig. 3; fig. 8 - wylew z fig. 1, w przekroju poprzecznym wzdł u ż linii 8-8 na fig. 3, zaś fig. 9 przedstawia wylew z fig. 3 umieszczony w formie w taki sposób, żeby jego otwory wylotowe były zanurzone (to jest żeby znajdowały się poniżej poziomu stopionego metalu w formie), w przekroju poprzecznym.

Rysunki przedstawiają wylew kadziowy 10, według wynalazku, który zawiera kanał 11 przebiegający wzdłuż jego osi, który w trakcie pracy skierowany jest zasadniczo pionowo. Wylew 10 ma, co najmniej jeden górny otwór wlotowy 12, dwa dolne otwory wylotowe 17, które są nachylone względem osi, oraz dwa dolne otwory wylotowe 23, które są usytuowane zasadniczo osiowo między nachylonymi otworami wylotowymi 17. Minimalne sumaryczne pole przekroju poprzecznego nachylonych otworów wylotowych 17 jest w przybliżeniu cztery razy większe od minimalnego sumarycznego pola przekroju poprzecznego, usytuowanych zasadniczo osiowo, otworów wylotowych 23. Ponad usytuowanymi zasadniczo osiowo otworami wylotowymi 23 a między dwoma nachylonymi otworami wylotowymi 17 znajduje się zbiornik 45. Zbiornik 45 ma górny otwór 21 i jest ograniczony przez ścianki boczne 14 i 36, które zbiegają się w kierunku dolnego końca 13 wylewu 10. Zbiornik 45 przyjmuje część roztopionego metalu płynącego przez wylew, zanim ten metal wypłynie z wylewu 10.

Wylew 10 składa się zasadniczo z trzech sekcji. Górna sekcja wylewu ma postać rury o okrągłym przekroju poprzecznym, zakończonej na jej najwyższym końcu górnym otworem wlotowym 12. Poniżej górnej sekcji znajduje się sekcja środkowa zawierająca kanał 11, która jest poszerzona na zewnątrz w jednej płaszczyźnie równolegle do osi wylewu, a spłaszczona w płaszczyźnie prostopadłej. Poniżej sekcji środkowej znajduje się sekcja dolna 16 zawierająca otwory wylotowe 17 i 23 oraz zbiornik 45.

Kanał 11 jest rozszerzony na zewnątrz w sekcji dolnej 16 obejmującej dwa zewnętrzne otwory wylotowe 17, z których każdy ma centralny punkt wyrzutu 18 i urojoną oś przechodzącą przez urojony centralny punkt wyrzutu 18, a tworzącą kąt α względem poziomu, jak przedstawiono na fig. 3. Kąt α, korzystnie, ma około 35°-45°, zaś kąt dopełniający między osią a kierunkiem wydłużenia 15 ma około

55°-45°.

PL 201 357 B1

Wylew 10 zawiera również konstrukcję oznaczoną numerem 20, znajdującą się między zewnętrznymi otworami wylotowymi 17, która ogranicza zbiornik oznaczony numerem 45. Zbiornik 45 ma dostateczną objętość i jest tak ukształtowany i usytuowany, że stabilizuje on przepływ stopionego metalu wypływającego z otworów wylotowych 17 (oraz z innych otworów wylotowych, co będzie opisane poniżej). Przykładowo, w rozwiązaniu, którego całkowita długość 22 wylewu 10 wynosi około 50,8 do 76,2 cm, zbiornik 45 może mieć objętość od 16,39 cm³ do 32,77 cm³.

Wylew 10 zawiera także, co najmniej jeden, a korzystnie dwa, otwory wylotowe 23 w dolnym końcu 13 wylewu, z których każdy ma centralny punkt wyrzutu 24 i co najmniej jeden kanał transportujący 25 stopiony metal, przebiegający od zbiornika 45 do każdego z otworów wylotowych 23 (dwa takie kanały 25 są przedstawione na fig. 3).

Dwa kanały 25 są, korzystnie, uformowane przez rozdzielacz 28 (fig. 3) oraz konstrukcję 20. Rozdzielacz 28 i konstrukcja 20 wyznaczają kanały 25 tak, żeby odchylały się na zewnątrz względem kierunku wydłużenia 15, to jest w taki sposób, żeby urojona oś poprowadzona przez centralny punkt wyrzutu 24 tworzyła względem poziomu kąt β równy około 70-80°, zaś kąt dopełniający między osią a kierunkiem wydłużenia 15 wynosił około 20°-10°. Korzystnie, kąty β i α różnią się, co najmniej o około 30°, zaś wylew 10 jest skonstruowany tak, by strumienie stopionego metalu wypływającego z zewnętrznych otworów wylotowych 17 nie mieszały się (zanim wszystkie strumienie nie rozproszą się wewnątrz formy) ze strumieniami wypływającymi z otworów wylotowych 23.

Chociaż dolny koniec 13 wylewu i kanał 11 mogą być wykonane oddzielnie, korzystnym jest, aby elementy te były zintegrowane, tj. wszystkie komponenty powinny być wytworzone z tego samego materiału ogniotrwałego.

Aby zwiększyć wydajność wylewu 10, korzystnym jest mieć konstrukcję taką, jaka została przedstawiona w opisach patentowych US 5 205 343 i US 5 402 993, a także w publikacjach patentowych DE 195 05 390 i DE 43 19 195. Zastosowano tam zmianę geometrii między górną a środkową sekcją kanału przy jednoczesnym wzroście przekroju poprzecznego. To znaczy, że pierwsza część 31 kanału 11, która ma (jak pokazano na fig. 2 i 3) zasadniczo kołowy przekrój poprzeczny oraz druga część 32 (fig. 3 i 4) mająca pole przekroju poprzecznego kanału 11 większe niż część pierwsza 31 oraz różniące się, co do kształtu. Przykładowo, jak pokazano na fig. 5, kanał 11 w części drugiej 32 może mieć zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny albo, jak pokazano na fig. 6, kanał 11 może mieć ukształtowanie owalne. Trzecia część 33 (fig. 3 i 4) wylewu 10 obejmuje rozszerzającą się ku dołowi sekcję dolną 16 kanału 11, sąsiadującą z dolnym końcem 13 wylewu.

Figury 7 i 8 przedstawiają przykładowe przekroje poprzeczne wylewu 10 tuż nad zbiornikiem 45. Mimo że na fig. 7 i 8 zbiornik 45 jest przedstawiony jako mający zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny, w postaci otworów prowadzących do otworów wylotowych 17, inne przekroje poprzeczne mogą być zastosowane. Obejmuje to również owal lub inne wielokąty oprócz prostokąta.

Korzystnie ścianki boczne 36 stanowiące część konstrukcji 20, które ograniczają zbiornik 45, są nachylone w kierunku kanałów 25, lub zakrzywione. Ponadto, zewnętrzne części 37 tej części konstrukcji 20, która ogranicza zbiornik 45, są nachylone lub (jak pokazano na fig. 3) zakrzywione, aby ułatwić właściwe kierowanie strumieni stopionego metalu przez otwory wylotowe 17.

Otwory wylotowe 17, 23 mają takie wymiary i są tak korzystnie usytuowane względem kanału 11, konstrukcji 20, względem siebie i zbiornika 45, że około 55-80% (korzystnie około 60-70%) stopionego metalu przepływającego przez kanał 11 wydostaje się z wylewu 10 przez zewnętrzne otwory wylotowe 17. Natomiast, około 20-45% (korzystnie około 30-40%) stopionego metalu przepływającego przez kanał 11 wydostaje się z wylewu 10 przez wewnętrzne otwory wylotowe 23.

Figura 9 przedstawia schematycznie wylew 10, jaki zaprezentowano na figurach 1-8, wykorzystywany do wprowadzania stopionego metalu (takiego jak stopiona stal) do wnętrza formy 40 (takiej jak urządzenie do ciągłego odlewania wlewków płaskich), gdzie poziom cieczy 41 jest poziomem stopionego metalu. Wylew 10 ustawia się w zbiorniku 40 (za pomocą konwencjonalnego mechanizmu pozycjonowania) tak, żeby wszystkie otwory wylotowe 17, 23 znajdowały się poniżej poziomu cieczy 41, następnie stopiony metal wprowadza się do wylewu, aby spływał w dół. Tradycyjny czop 43 może regulować szybkość przepływu stopionego metalu z kadzi pośredniej 44 lub innego zbiornika do górnego otworu wlotowego 12 wylewu 10, a następnie do formy 40 (lub innego zbiornika) urządzenia do ciągłego odlewania wlewków płaskich. Następnie stopiony metal tworzy jeziorko metalu w zbiorniku 45 odbierającym metal, przedstawionym na fig. 3 powyżej wewnętrznych otworów wylotowych 23, a korzystnie powyżej centralnych punktów wyrzutu 18 zewnętrznych otworów wylotowych 17, a zasadniczo współosiowo z kanałem 11 w taki sposób, aby stabilizować przepływ stopionego metalu przez

PL 201 357 B1 otwory wylotowe 17, 23. Następnie stopiony metal przez otwory wylotowe 17, 23 wprowadzany jest do formy 40. Odbywa się to w taki sposób, że około 55-80% (korzystnie około 60-70%) stopionego metalu wydostaje się z wylewu 10 przez zewnętrzne otwory wylotowe 17, a około 20-45% (korzystnie około 30-40%) wydostaje się z wylewu 10 przez wewnętrzne otwory wylotowe 23. Korzystnie stopiony metal wydostaje się wewnętrznymi otworami wylotowymi 23 pod kątem β wynoszącym około 70-80° względem poziomu, a zewnętrznymi otworami wylotowymi 17 pod kątem α wynoszącym około 35-45° względem poziomu.

Niniejsze rozwiązanie korzystnie stosuje się aby spowodować, że prędkość stopionej stali wydostającej się przez wewnętrzne otwory wylotowe 23 zmniejsza się znacznie zaraz po opuszczeniu wylewu 10 (np. o co najmniej 50% w porównaniu z prędkością ciekłego metalu tuż przed jego dostaniem się do zbiornika 45), a ponadto spowodować, że strumienie stopionego metalu opuszczające dwa wewnętrzne otwory wylotowe 23 ponownie łączą się przed osiągnięciem dna formy 40. Strumienie stopionego metalu wypływające przez wewnętrzne otwory wylotowe 23 nie łączą się ze strumieniami wypływającymi przez zewnętrzne otwory wylotowe 17, co zapewnia lepsze wymieszanie ostatnio wprowadzonego stopionego metalu z tym, który już znajduje się w formie 40. Ponadto, kąt przepływu stopionego metalu wydostającego się przez otwory wylotowe 17 zasadniczo nie zmienia się wraz ze wzrostem przepustowości (to znaczy kąt przepływu przez otwór wylotowy 17 zawsze wynosi około 60-70° względem poziomu w korzystnym przykładzie wykonania i nie zmienia się w zależności od przepustowości), mimo że średnia prędkość stopionego metalu wypływającego przez otwory wylotowe 17, 23 wzrasta zasadniczo proporcjonalnie ze wzrostem przepustowości.

Wylew według wynalazku wykonany jest z materiału ogniotrwałego. Korzystnie materiał ogniotrwały stanowi materiał ceramiczny, przykładowo materiał ceramiczny o wiązaniach węglowych.

Wylew wytwarzany jest w procesie prasowania izostatycznego, stanowiącego tradycyjną technikę produkcji materiałów ceramicznych o wiązaniach węglowych.

Chociaż wynalazek został przedstawiony i opisany w oparciu o szczególnie praktyczny, a zarazem korzystny przykład wykonania, będzie oczywiste dla specjalisty w tej dziedzinie, że wiele modyfikacji można dokonać w zakresie tego wynalazku, który jest wyznaczony w dołączonych zastrzeżeniach patentowych.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wylew kadziowy kierujący stopiony metal ze zbiornika metalu do formy krystalizatora zawierający kanał przebiegający wzdłuż osi zorientowanej pionowo podczas pracy, który to wylew kadziowy ma, co najmniej jeden górny otwór wlotowy, co najmniej dwa dolne otwory wylotowe odchylone względem osi i co najmniej jeden dolny osiowy otwór wylotowy usytuowany zwykle osiowo między odchylonymi otworami wylotowymi, znamienny tym, że zawiera ponadto zbiornik (45) usytuowany osiowo między odchylonymi otworami wylotowymi (17), który to zbiornik (45) ma otwór górny (21) i jest ograniczony przez ścianki boczne (14, 36), które są równoległe i/lub, które zbiegają się w kierunku dolnego końca (13) wylewu kadziowego (10), zaś w zbiorniku (45) zatrzymuje się część stopionego metalu, zanim wydostanie się z wylewu kadziowego (10).
2. 2. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej dwie ścianki boczne (14, 36) zbiornika (45) zbiegają się w kierunku dolnego końca (13) wylewu kadziowego (10).
3. 3. Wylew kadziowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zbiornik (45) jest ograniczony przez cztery ścianki boczne (14, 36).
4. 4. Wylew kadziowy według zastrz. 3, znamienny tym, że wszystkie cztery ścianki boczne (14, 36) zbiornika (45) zbiegają się w kierunku dolnego końca (13) wylewu kadziowego (10).
5. 5. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zaopatrzony w dwa dolne, osiowo usytuowane, otwory wylotowe (23).
6. 6. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że minimalna łączna powierzchnia przekroju poprzecznego odchylonych otworów wylotowych (17) jest co najmniej dwa razy większa od minimalnej łącznej powierzchni przekroju poprzecznego, zwykle usytuowanych osiowo, otworów wylotowych (23).
7. 7. Wylew kadziowy według zastrz. 6, znamienny tym, że minimalna łączna powierzchnia przekroju poprzecznego odchylonych otworów wylotowych (17) jest co najmniej trzy razy większa od

   PL 201 357 B1 minimalnej łącznej powierzchni przekroju poprzecznego, zwykle usytuowanych osiowo, otworów wylotowych (23).
8. 8. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy, usytuowany zwykle osiowo, otwór wylotowy (23) rozszerza się w kierunku wyjścia (24) otworu wylotowego.
9. 9. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy, usytuowany zwykle osiowo, otwór wylotowy (23) jest odchylony ku dołowi pod kątem 0°-30° do osi wylewu.
10. 10. Wylew kadziowy według zastrz. 9, znamienny tym, że każdy usytuowany zwykle osiowo otwór wylotowy (23) między odchylonymi otworami wylotowymi (17) jest odchylony ku dołowi pod kątem 5°-25° do osi wylewu.
11. 11. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że odchylone otwory wylotowe (17) są nachylone ku dołowi pod kątem 40°-60° do osi wylewu.
12. 12. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że odchylone otwory wylotowe (17) mają stałą powierzchnię przekroju poprzecznego przynajmniej na części swej długości.
13. 13. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy z odchylonych otworów wylotowych (17) ma zwężenie przy swoim wewnętrznym zakończeniu, poza którym, w kierunku swego zewnętrznego zakończenia, otwór wylotowy jest szerszy niż przy zwężeniu.
14. 14. Wylew kadziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik (45) jest ograniczony przez cztery ścianki boczne, przy czym dwie przeciwległe ścianki boczne zbiornika (45) są zapewnione przez ścianki boczne samego wylewu kadziowego (10), a pozostałe dwie ścianki boczne są zapewnione przez konstrukcję usytuowaną wewnątrz wylewu kadziowego.
15. 15. Zastosowanie wylewu kadziowego określonego zastrzeżeniem 1, do prowadzenia roztopionego metalu płynącego ze zbiornika metalu (44) do formy (40).