PL70040B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: USS Engineers and Consultants, Inc., Pittsburgh (Stany Zjednoczone Ameryki Sposób usuwania skrzepów metalu w wylewie dennym kadzi odlewniczej oraz zasuwa zamykajaca wylew denny kadzi odlewniczej Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania skrzepów metalu w wylewie dennym kadzi odlewniczej oraz zasuwa zamykajaca wylew denny kadzi odlewniczej. • W procesie ciaglego odlewania stali, wlewa sie stopiony metal z kadzi odlewniczej do posredniej kadzi odlewniczej lub kadzi prózniowej, a nastepnie do krystalizatora chlodzonego woda. W dnie kadzi posredniej i j — w plaszczu i w wykladzinie z materialów ogniotrwalych wykonany jest otwór, w którym umieszczony jest wylew, a jego wylot jest zamykany za pomoca zasuwy.Metal, który pierwszy osiaga otwór wyplywowy wylewu oddaje duzo ciepla wykladzinie kadzi odlewni¬ czej. Metal ten przedostaje sie nastepnie do otworu w plycie górnej, zamknietego plyta zawieradla zasuwy oddaje dodatkowo cieplo otaczajacej wykladzinie i zaczyna krzepnac. Stopiony metal znajdujacy sie nad otwo¬ rem wylewu nie zawiera wystarczajacego nadmiaru ciepla, aby powtórnie stopic zakrzepniety metal. Otwieranie zablokowanego wylewu wymaga zastosowania lancy tlenowej, co jest niekorzystne w praktyce.gdyz moze pogor¬ szyc jakosc metalu i uszkodzic wykladzine ceramiczna kadzi odlewniczej. Gdy odlewanie zostaje przerwane przez powstanie strzepu metalu w otworach wylewu, stopiony metal znajdujacy sie ponad wylewem krzepnie predzej niz metal znajdujacy sie nad nim, poniewaz ma wieksza powierzchnie styku z otaczajaca wykladzina ceramiczna. Dzialanie chlodzace wykladziny z materialów ogniotrwalych moze spowodowac wytworzenie sie skrzepu w okolicy wylewu i wstrzymac wyplyw strumienia, gdy wylew jest znowu otwarty.Gazy obojetne moga byc wprowadzane do stopionego metalu w celu zapewnienia róznego rodzaju obró¬ bek. Na przyklad gaz moze byc wdmuchiwany przez porowaty korek w zasuwie dla mieszania stopionego metalu w kadzi odlewniczej. Okazalo sie jednak w praktyce, ze przez przedmuchiwanie gazem obojetnym nie udaje sie w zadawalajacy sposób zapewnic droznosci otworów w wylewie i zasuwie.Zagadnieniem technicznym do rozwiazania jest problem usuwania skrzepów metalu, powstajacych w otwo¬ rach wyplywowych wylewu dennego kadzi i zasuwy zamykajacej ten wylew, a zwlaszcza w plycie górnej tej zasuwy, w sposób bezpieczny dfa obslugi i nie niszczacy dla wykladziny kadzi i tych otworów.Problem ten rozwiazano przez opracowanie sposobu polegajacego na tym, ze po napelnieniu kadzi odlewniczej metalem, zwlaszcza stala, przerywa sie wdmuchiwanie gazu obojetnego okolo 15 sekund przed rozpoczeciem odlewania do krystalizatora, wdmuchuje sie gaz bogaty w tlen zachowujac natezenie przeplywu od 0,1415 do2 70 040 V 0,4245 m3 /minute poprzez porowaty korek w ciagu 5 do 15 sekund, bezposrednio po przerwaniu wdmuchiwania gazu obojetnego, w celu przegrzania stali w obszarze wylewu i usuniecia kazdego skrzepu metalu, jaki sie wytwo¬ rzyl, otwiera sie zasuwe i odlewa stal z kadzi do krystalizatora natychmiast po zakonczeniu wdmuchiwania gazu bogatego wtlen. ' Problem ten zostal rozwiazany przez zaprojektowanie zasuwy zamykajacej wylew denny kadzi odlewniczej, w której w segmencie srodkowym plyty zawieradla zasuwy jest umieszczony porowaty korek, zamykajacy wy¬ lew denny kadzi odlewniczej, który wraz z segmentem zawieradla tworzy komore gazowa polaczona rura ze zródlem gazu obojetnego oraz zródlem gazu bogatego w tlen. Pomiedzy rurami odprowadzajacymi gazy u ich zródel, a rura odprowadzajaca gaz do zasuwy znajduje sie zawór doprowadzajacy selektywnie jeden z wymienio¬ nych gazów, a nad plyta zawieradla zasuwy znajduje sie plyta górna zasuwy z wkladka cyrkonowa, w której jest wykonany otwór.W znanych rozwiazaniach koniecznym bylo przegrzewanie wkladki otworu wylotowego do okolo 1320°C w celu zapewnienia dostatecznej ilosci ciepla, aby nie nastapilo krzepniecie stali przy wprowadzaniu jej do kadzi posredniej. Rozwiazanie wedlug wynalazku spowodowalo, ze przegrzewanie wkladki otworu wylotowego jest ^au^ejnie riJefrofrzeblne.\ ^'* Sposób wedltu wynalazku zapewnia przeplyw metalu przez wylew denny kadzi odlewniczej w kazdym Inomencie, bez^il^dwania wyplywu przez skrzepy metalu. - ^fedmiot wytlilazku zostal przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, przedstawiajacym fra- glpefti lcatfzl odlewniczej z wylewem dennym wyposazonej w zasuwe, w której zastosowano porowaty korek dla przeplywu gazu ponizej wylewu kadzj oraz urzadzenie do wdmuchiwania gazu.Kadz odlewnicza 10 z wykladzina z materialów ogniotrwalych 11 zawiera wylew denny, przez który wyplywa metal przy otwartej zasuwie. Metal wyplywa przez otwory 12, 13 ksztaltki muflowej wylewu dennego kadzi odlewniczej 10 i przez otwór 14-plyty górnej zasuwy wylewu dennego, gdy plyta zawieradla 15 zasuwy jest ustawiona otworem wyplywowym 25 pod otworami 12, 13, 14 w ksztalcie muflowej i plycie górnej. Zasuwa moze byc zamocowana do kadzi i uruchamiana w dowolny sposób, w zwiazku z czym nie zostaly pokazane obudowa zasuwy i mechanizm napedowy.Na rysunku uwidoczniono plyte górna z otworem wyplywowym 14 oraz plyte zawieradla zasuwy, skla¬ dajaca sie z trzech segmentów. Segment srodkowy 16, otoczony stalowym plaszczem 17 zawiera porowaty korek 18, wykonany z materialu ogniotrwalego, umieszczony centralnie w górnej czesci segmentu. Rura 19 dopro¬ wadzajaca gaz jest zamocowana swym górnym koncem do plaszcza 17, tworzac wraz z korkiem 18 walcowa komore rozdzielcza 20 dla gazu. Rura 19 laczy sie ze zródlami 21, 22 gazu obojetnego lub gazu bogatego w tlen, przy czym kazdy z nich moze byc do niej doprowadzany przez trójdrogowy zawór 23. Jezeli plaszcz 17 jest wykonany z wiecei niz jednego elementu, to musi byc szczelnie zespawany, aby uniemozliwic ulatniania sie gazu poprzez plaszcz, lub na styku plaszcza i rury 19.Przy ciaglym odlewaniu stali, zwlaszcza przy operacji wielostrumieniowej, zalewanie krystalizatora przy¬ najmniej jednym strumieniem rozpuszcza sie okolo 60 sekund po napelnieniu kadzi. Podczas wypelniania kadzi, do kapieli metalowej wprowadza sie gaz obojetny, zwykle argon, poprzez porowaty korek 18 w celu mieszania stopionego metalu w obszarze wylewu. Miedzy piata, a pietnasta sekunda, przed zalewaniem krystalizatora je¬ dnym strumieniem, przestawia sie zawór 23 zmieniajac przeplyw przez porowaty korek z gazu obojetnego na gaz bogaty w tlen, korzystnie na czysty tlen. Natezenie przeplywu tlenu wynosi od 0,1415 do 0,4245 m3/minute.Stal w obszarze wylewu ulega podgrzaniu o okolo 1,1°C na kazde 28,3 dm3 wdmuchiwanego tlenu. Tlen reaguje egzotermicznie ze stopionym metalem, usuwajac kazdy skrzep powstajacy w otworach wylewu. Natychmiast po wprowadzeniu tlenu przesuwa sie plyte zawieradla zasuwy tak, aby miejsce segmentu srodkowego 16 zajal segment boczny 24, a tuleja z otworem wyplywowym 25 ustawila sie w osi otworów 12, 13, 14, umozliwiajac wyplywmetalu. y Najkorzystniejsze jest stosowanie natezenia przeplywu tlenu wynoszacym 0,226—0,283 m3/minute przez okres 7—10 sekund. Jako^przyklad stosowania sposobu wedlug wynalazku w kadzi posredniej z czterema wyle- ^ wami wdmuchiwano argon, jako czynnik mieszajacy stal, do wylewu dennego przez 4 minuty, a nastepnie wpro¬ wadzano technicznie czysty tlen przez 10 sekund przy wydajnosci 0,226 m3/minute. Otrzymany strumien stali wykazywal dobra plynnosc.Wymienione wyzej warunki sa krytyczne dla pomyslnego stosowania sposobu wedlug wynalazku w pra¬ ktyce. Natezenie przeplywu tlenu nizsze od 0,1415 m3/minute albo wdmuchiwanie tlenu w czasie krótszym niz 5 sekund nie zapewniaja droznosci wylewu. Odwrotnie przeplyw tlenu o natezeniu wiekszym niz 0,4245 m3/mi¬ nute lub wdmuchiwanie tlenu przez czas dluzszy niz 15 sekund przegrzewa stal i po napelnieniu krystalizatorem ciekla stal topi kolki chlodzace w plytach podkrystalizatorowych draga startowego. Wskutek tego, gdy zaczyna70 040 3 sie ruch w dól draga startowego, plyta bedzie sie oddzielala od odlewu wlewka ciaglego. Poza tym nadmiar tlenu utlenia wegiel wstali na dwutlenek wegla wywoluje jego wydzielania sie ze stali w postaci gazu. Gdy elementy tworzace tlenki w stali zanikna, obniza sie szybkosc krzepniecia, a przerwania wlewka ponizej krysta I i- zatora sa nie tylko czeste, ale zdarzaja sie nieomal kazdorazowo.Korek porowaty 18 w plycie zawieradla 15 zasuwy musi miec srednice mniejsza od otworu wyplywowego 14 w plycie górnej zasuwy i musi lezec w osi otworu 14. Korzystnie tuleja z otworem wyplywowym 14 jest wykonana z cyrkonu, który jest odporny na dzialanie temperatury do okolo 1650°C, a powyzej tych temperatur nastepuje jego erozja. Przeplyw tlenu przez stopiony metal w tym obszarze wypali wkladke cyrkonowa, jezeli srednica zewnetrzna korka porowatego 18 jest równa lub wieksza niz srednica otworu 14 wkladki cyrkonowej.Chociaz na rysunku pokazano zamkniecie korkiem porowatym kadzi posredniej z pojedynczym wylewem, jest on czesciej stosowany korzystnie wedlug wynalazku do kadzi z wieloma wylewami. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezeniapatentowe 1. Sposób usuwania skrzepów metalu w wylewie dennym kadzi odlewniczej, który zamyka sie zasuwa za pomoca plyty zawieradla majacej korek porowaty usytuowany w osi wylewu, po napelnieniu stala kadzi prze¬ dmuchiwanej gazem obojetnym poprzez ten porowaty korek w celu mieszania stali krótko przed tym, zanim zacznie sie odlewanie do krystalizatorów, z-namienny tym, ze przerywa sie wdmuchiwanie gazu obojetne¬ go okolo 15 sekund przed rozpoczeciem odlewania do krystalizatora, nastepnie wdmuchuje sie gaz bogaty w tlen, zachowujac natezenie przeplywu od 0,1415 do 0,4245 m3/minute, poprzez porowaty korek w ciagu 5 do 15 sekund bezposrednio po przerwaniu wdmuchiwania gazu obojetnego, w celu przegrzania stali w obszarze wylewu i usuniecia powstalego skrzepu, a natychmiast po zakonczeniu wdmuchiwania gazu bogatego w tlen otwiera sie zasuwe i zalewa krystalizator stala z kadzi. -

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny t y,m, ze jako gaz bogaty w tlen stosuje sie technicznie czysty tlen.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, ze wdmuchuje sie tlen poprzez korek, zacho¬ wujac korzystnie natezenie przeplywu od 0,2264 do 0,2830 m3 /minute w ciagu 7 do 10 sekund.

4. Zasuwa zamykajaca wylew denny kadzi odlewniczej, skladajaca sie z ceramicznej plyty górnej w plasz¬ czu metalowym, przytwierdzonej do kadzi poprzez plyte montazowa, segmentowej plyty zawieradla zasuwy w plaszczach metalowych, obudowy zasuwy i mechanizmu napedowego, znamienna tym, ze w segmen¬ cie srodkowym (16), umieszczanym do przedmuchiwania metalu, zwlaszcza stali, pod plyta górna z otworem wyplywowym (14) i otworem wyplywowym (12, 13) wylewu w ksztalcie muflowej kadzi, umieszczony w niej porowaty korek (18), tworzy wraz z plaszczem metalowym (17) segmentu (16) komore gazowa (20), polaczona za pomoca rury (19) ze zródlem gazu obojetnego (21) i zródlem gazu bogatego w tlen (22) poprzez zawór trójdrogowy (23), rozdzielajacy selektywnie jeden z wymienionych gazów.

5. Zasuwa wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze w plycie górnej umieszczona jest wkladka cyrko¬ nowa z otworem (14).

6. Zasuwa wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze otwór (14) wkladki cyrkonowej ma srednice wieksza od srednicy porowatego korka (18).70 040 10 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL