RU2308353C2 - Submersible dead-bottom nozzle - Google Patents
Submersible dead-bottom nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308353C2 RU2308353C2 RU2005102044/02A RU2005102044A RU2308353C2 RU 2308353 C2 RU2308353 C2 RU 2308353C2 RU 2005102044/02 A RU2005102044/02 A RU 2005102044/02A RU 2005102044 A RU2005102044 A RU 2005102044A RU 2308353 C2 RU2308353 C2 RU 2308353C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- axis
- diffuser
- constant cross
- walls
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к погружным стаканам для литья блюмовых заготовок круглого, квадратного и прямоугольного сечения.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to submersible glasses for casting bloom blanks of round, square and rectangular cross-section.
В глуходонном погружном стакане выходные каналы выполнены по периметру стакана и состоят из участка постоянного сечения и диффузорного участка, расположенных со смещением их продольных осей относительно продольной оси проводящего канала на 0,5...1,0 его диаметра. Протяженность диффузорного участка составляет 0,5...1,5 длины участка постоянного сечения. Угол наклона стенок, образующих диффузорный участок, составляет 10...85° к оси выходных каналов.In the deep-sea submersible nozzle, the outlet channels are made around the perimeter of the nozzle and consist of a constant section and a diffuser, located with a shift of their longitudinal axes relative to the longitudinal axis of the conductive channel by 0.5 ... 1.0 of its diameter. The length of the diffuser section is 0.5 ... 1.5 the length of the section of constant cross section. The angle of inclination of the walls forming the diffuser section is 10 ... 85 ° to the axis of the output channels.
Изобретение может быть использовано для литья заготовок круглого, квадратного и прямоугольного сечения с соотношением сторон а/в не более 1,3...1,4 и обеспечивает снижение неметаллических включений и газовых пузырей.The invention can be used for casting billets of round, square and rectangular cross-section with an aspect ratio of a / c not more than 1.3 ... 1.4 and ensures the reduction of non-metallic inclusions and gas bubbles.
Известен глуходонный погружной стакан (авт. свид. СССР № 1565573, В22D 11/10, 07.08.87), выполненный с подводящим каналом и расположенными в его боковой стенке выходными каналами, которые выполнены в поперечном сечении в виде щели, угол наклона которой к наружной поверхности стакана составляет 90°, а смещение продольной оси подводящего канала равно 1,1 его радиуса. Недостатком известного погружного стакана является то, что с его использованием можно обеспечить вращение расплава только в круглой заготовке малых размеров, что связано с быстрым гашением кинетической энергии щелевых струй. Это определяет очень узкую область его применения.Known deep-sea submersible cup (ed. Certificate of the USSR No. 1565573, B22D 11/10, 08/08/87), made with a feed channel and output channels located in its side wall, which are made in cross section in the form of a slit, the angle of which of which is to the outer the surface of the glass is 90 °, and the offset of the longitudinal axis of the inlet channel is 1.1 of its radius. A disadvantage of the known submersible nozzle is that with its use it is possible to ensure the rotation of the melt only in a round billet of small dimensions, which is associated with the rapid quenching of the kinetic energy of the slotted jets. This defines a very narrow area of its application.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является принятый за ближайший аналог глуходонный погружной стакан, выполненный с проводящим и расположенными в его боковой стенке выходными каналами, выполненными по периметру стакана веерообразно со смещением их продольных осей относительно продольной оси проводящего канала стакана на 0,3...0,7 его диаметра. При этом площадь поперечного сечения выходных каналов на входе в них составляет 1,2...2,3 площади поперечного сечения проводящего канала. Выходные каналы выполнены постоянного поперечного сечения или с расширением поперечного сечения в направлении подачи металла. Продольные оси выходных каналов расположены в плоскости, составляющей угол не более 30° с перпендикулярной продольной оси стакана плоскостью. (RU 2167031 C1, 7 B22D 41/50, 20.05.01)The closest in technical essence and the achieved result is a deep-sea submersible nozzle adopted for the closest analogue, made with output channels that are conductive and located in its side wall, fan-shaped along the circumference of the glass with a shift of their longitudinal axes relative to the longitudinal axis of the glass conducting channel by 0.3. ..0.7 of its diameter. Moreover, the cross-sectional area of the output channels at the entrance to them is 1.2 ... 2.3 cross-sectional areas of the conductive channel. The output channels are made of constant cross section or with the expansion of the cross section in the direction of metal supply. The longitudinal axis of the output channels is located in a plane making an angle of not more than 30 ° with a plane perpendicular to the longitudinal axis of the glass. (RU 2167031 C1, 7 B22D 41/50, 05.20.01)
Недостатком ближайшего аналога является то, что выполнение выходных каналов постоянного поперечного сечения или с постоянным расширением обеспечивает низкую величину смещения канала, величина которого не превышает, как заявлено 0,3-0,7 диаметра подводящего канала, а фактически не может превышать 0,5 диаметра подводящего канала без уменьшения механической прочности стенки стакана и следовательно не обеспечиваются условия для устойчивого вращения расплава.The disadvantage of the closest analogue is that the implementation of the output channels of constant cross-section or with constant expansion provides a low channel displacement, the value of which does not exceed, as stated 0.3-0.7 of the diameter of the supply channel, but in fact cannot exceed 0.5 diameter the supply channel without reducing the mechanical strength of the wall of the glass and therefore, conditions are not provided for the stable rotation of the melt.
Если, как заявлено в ближайшем аналоге, выходные каналы выполнены с постоянным расширением поперечного сечения в направлении подачи металла, то в теоретически предельном случае угол наклона диффузорной стенки к участку постоянного сечения может достигать 75° (фиг.1). В этом случае величина смещения продольной оси канала Δx может достигать 0,5 диаметра подводящего канала d, а тангенсальная составляющая скорости ωт может достигать 0,5 от скорости потока на выходе из выходных каналов ω. То есть, как следует из фиг.1, в предельном случае при α=75° Δx=0,5d и ωт=0,5ω.If, as stated in the closest analogue, the output channels are made with a constant expansion of the cross section in the direction of metal supply, then in the theoretical limit case, the angle of inclination of the diffuser wall to the constant section can reach 75 ° (Fig. 1). In this case, the displacement of the longitudinal axis of the channel Δx can reach 0.5 of the diameter of the supply channel d, and the tangential component of the velocity ω t can reach 0.5 of the flow velocity at the outlet of the output channels ω. That is, as follows from figure 1, in the limiting case at α = 75 ° Δx = 0.5d and ω t = 0.5ω.
Причем тангенсальная составляющая скорости ωт связана со скоростью потока на выходе из каналов ω и величиной смещения их продольных осей относительно оси подводящего канала Δx следующим соотношениемMoreover, the tangential component of the velocity ω t is related to the flow velocity at the exit from the channels ω and the displacement of their longitudinal axes relative to the axis of the supply channel Δx by the following relation
ωт=ωΔx/(r+Δr),ω t = ωΔx / (r + Δr),
где r - радиус подводящего канала, Δr - толщина стенки канала.where r is the radius of the supply channel, Δr is the thickness of the channel wall.
Выполнение выходных каналов с расширением поперечного сечения в направлении подачи металла, т.е. выполнение выходного канала в виде диффузора по всей длине, приводит к снижению скорости расплава уже в канале за счет увеличения площади канала начиная от входа. Кроме того, особенностью диффузорной области является возникновение обратного тормозящего потока вдоль наклонной стенки, что приводит к существенным гидравлическим потерям уже в начале канала и, следовательно, к снижению тангенсальной составляющей скорости расплава и эффекта закручивания потока. Кроме того, такое выполнение каналов не может обеспечить смещение каналов более чем 0,7 диаметра подводящего канала d.The implementation of the output channels with the expansion of the cross section in the direction of metal supply, i.e. the execution of the output channel in the form of a diffuser along the entire length leads to a decrease in the melt speed already in the channel by increasing the channel area starting from the entrance. In addition, a feature of the diffuser region is the occurrence of reverse braking flow along the inclined wall, which leads to significant hydraulic losses already at the beginning of the channel and, consequently, to a decrease in the tangential component of the melt velocity and the effect of swirling the flow. In addition, such a design of the channels cannot provide a channel offset of more than 0.7 of the diameter of the supply channel d.
Ближайший аналог характеризуется также низкой стойкостью стенок за счет уменьшения расстояния между каналами за счет размывающего действия обратного потока в диффузорной зоне (фиг.1), расположенной по всей длине каналов.The closest analogue is also characterized by low wall resistance by reducing the distance between the channels due to the erosive action of the reverse flow in the diffuser zone (Fig. 1) located along the entire length of the channels.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффекта вращения расплава в кристаллизаторе и качества металла, расширении номенклатуры отливаемых заготовок по сечению и повышении стойкости стаканов.The technical result of the invention is to increase the effect of rotation of the melt in the mold and the quality of the metal, expanding the range of cast billets in cross section and increasing the resistance of the glasses.
Результат достигается тем, что в глуходонном погружном стакане, имеющем подводящий канал и выполненные в его боковой стенке выходные каналы, состоящие из участка постоянного сечения и диффузорного участка, расположенные со смещением их продольных осей относительно продольной оси подводящего канала, угол наклона стенок диффузорного участка выходного канала составляет 10...85° к оси участка постоянного сечения. При этом одна стенка диффузорного участка расположена параллельно оси участка постоянного сечения, другая - под углом к ней или две стенки диффузорного участка расположены под разными углами к оси участка постоянного сечения.The result is achieved in that in a deep-sea submersible nozzle having an inlet channel and outlet channels made in its side wall, consisting of a constant section section and a diffuser section located with a displacement of their longitudinal axes relative to the longitudinal axis of the inlet channel, the angle of inclination of the walls of the diffuser section of the outlet channel makes 10 ... 85 ° to an axis of a site of constant section. In this case, one wall of the diffuser section is parallel to the axis of the constant section section, the other at an angle to it or two walls of the diffuser section are located at different angles to the axis of the section of constant section.
Заявленная совокупность признаков, а именно: величина смещения продольных осей выходных каналов, конфигурация и размеры выходных каналов, определяемые протяженностью и углами диффузорной зоны, обеспечивают замкнутую траекторию вращательного движения по всей высоте кристаллизатора круглого, квадратного и прямоугольного сечений за счет повышения тангенсальной составляющей скоростей потоков расплавов на выходе из каналов. Это позволяет улучшить условия для всплытия неметаллических включений, уменьшить вероятность захвата частиц шлака с поверхности металла в кристаллизаторе, повысить однородность металла по химическому составу.The claimed combination of features, namely: the magnitude of the displacement of the longitudinal axes of the output channels, the configuration and dimensions of the output channels, determined by the length and angles of the diffuser zone, provide a closed path of rotational motion along the entire height of the mold of round, square and rectangular sections due to an increase in the tangential component of the velocities of the flow of the melts at the exit of the channels. This makes it possible to improve the conditions for the ascent of non-metallic inclusions, to reduce the likelihood of trapping slag particles from the metal surface in the mold, and to increase the uniformity of the metal in chemical composition.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.2 изображен погружной стакан; на фиг.3 и 4 - варианты выполнения разреза «а-а» фиг.2 выходных каналов; на фиг.5 - схема движения металла в поперечном сечении кристаллизатора.The invention is illustrated by drawings, where figure 2 shows a submersible glass; figure 3 and 4 - embodiments of the section "aa" of figure 2 of the output channels; figure 5 is a diagram of the movement of metal in the cross section of the mold.
Погружной стакан (фиг.2) имеет подводящий канал, заканчивающийся дном 2, которое может иметь зумпфовую часть 3, служащую для равномерного распределения потока расплава по выходным каналам 4, расположенным по периметру в стенке 5. Оси выходных каналов смещены относительно оси проводящего канала 1 на величину Δx, равную 0,5...1,0 его диаметра d.Submersible glass (figure 2) has a feed channel ending in bottom 2, which may have a
Выходные каналы (фиг.3 и 4) имеют участок постоянного сечения Lп и диффузорный участок Lд протяженностью 0,5...1,5 длины участка постоянного сечения. Угол наклона стенок, образующих диффузорную зону, составляет 10...85° к оси выходных каналов. На фиг.3 приведено сечение канала, в котором одна стенка диффузорного участка параллельна оси участка постоянного сечения, а другая направлена под углом α к ней по направлению тангенсальной составляющей потока. На фиг.4 приведено сечение канала, в котором две стенки диффузорного участка под разными углами α1 и α2 к оси участка постоянного сечения. Причем α1>α2.The output channels (figures 3 and 4) have a constant section section L p and a diffuser section L d with a length of 0.5 ... 1.5 of the length of the constant section section. The angle of inclination of the walls forming the diffuser zone is 10 ... 85 ° to the axis of the output channels. Figure 3 shows the cross section of the channel, in which one wall of the diffuser section is parallel to the axis of the constant section section, and the other is directed at an angle α to it in the direction of the tangential component of the flow. Figure 4 shows the cross section of the channel in which two walls of the diffuser section at different angles α 1 and α 2 to the axis of the constant section section. Moreover, α 1 > α 2 .
На фиг.3, 4 показаны примеры выполнения конфигураций выходных каналов и установлена взаимосвязь между протяженностью диффузорного участка, углами наклона стенок на величину смещения канала.Figure 3, 4 shows examples of configurations of the output channels and the relationship between the length of the diffuser section, the angles of inclination of the walls by the amount of displacement of the channel.
Например, как следует из фиг.3, при α=75° Lд=0,85Lп имеем величину смещения Δx=0,92d и тангенсальную составляющую скорости ωт=0,85ω или, как следует из фиг.4, при α1=75°, α2=50° и Lд=1,17 Lп имеем Δx=d и ωт=0,92ω. Таким образом, величина смещения Δx и тангенсальная составляющая скорости потока ωт значительно превосходят соответствующие значения при использовании ближайшего аналога. Предлагаемая конструкция позволяет получить величину смещения, равную диаметру подводящего канала и даже выше при достаточной толщине стенки между выходными каналами, не снижающей стойкости разливочного стакана. При этом, как показывают результаты физического моделирования, уже практически на уровне выходных каналов создаются касательные потоки, переходящие один в другой и создающие замкнутые траектории вращения расплава (фиг.5) как вдоль наружной поверхности стакана, так и вдоль внутренней поверхности кристаллизатора.For example, as follows from figure 3, at α = 75 ° L d = 0,85L p we have the displacement Δx = 0,92d and the tangential component of the velocity ω t = 0,85ω or, as follows from figure 4, with α 1 = 75 °, α 2 = 50 °, and L d = 1.17 L p, we have Δx = d and ω t = 0.92ω. Thus, the displacement Δx and the tangential component of the flow velocity ω t significantly exceed the corresponding values when using the closest analogue. The proposed design allows to obtain a displacement equal to the diameter of the supply channel and even higher with a sufficient wall thickness between the output channels, which does not reduce the resistance of the pouring glass. At the same time, as the results of physical modeling show, tangential flows are created almost at the level of the output channels, passing one into another and creating closed trajectories of rotation of the melt (Fig. 5) both along the outer surface of the glass and along the inner surface of the mold.
При отливке заготовок квадратного и прямоугольного сечений оси выходных каналов направлены по нормали к стенкам кристаллизатора (фиг.5) или под углом в пределах 5° по ходу вращения расплава.When casting billets of square and rectangular sections, the axis of the output channels are directed normal to the walls of the mold (figure 5) or at an angle of 5 ° along the rotation of the melt.
Погружной стакан работает следующим образом: подаваемый в стакан расплав веерообразно распределяется в жидкой фазе заготовки. Благодаря сложению тангенсальных составляющих скоростей потоков из выходных каналов, направленных в одну сторону, в жидкой фазе заготовки создается устойчивое и однородное круговое движение, которое ограничивает область вынужденной циркуляции потока, обеспечивает однородность температурного поля расплава, коагуляцию и всплывание неметаллических включений.Submersible glass works as follows: the melt fed into the glass is fan-shaped distributed in the liquid phase of the workpiece. Due to the addition of the tangential components of the flow velocities from the output channels directed in one direction, a stable and uniform circular motion is created in the liquid phase of the workpiece, which limits the region of forced circulation of the flow, ensures uniformity of the temperature field of the melt, coagulation and floating of non-metallic inclusions.
Величина смещения оси выходных каналов и углы наклона диффузорных участков зависят от формы и размеров поперечного сечения отливаемой заготовки. Изобретение может быть использовано при производстве заготовок круглого, квадратного и прямоугольного сечений с диаметром или шириной широкой грани до 800 мм.The magnitude of the displacement of the axis of the output channels and the angles of inclination of the diffuser sections depend on the shape and size of the cross section of the cast billet. The invention can be used in the manufacture of blanks of round, square and rectangular sections with a diameter or width of a wide facet up to 800 mm.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102044/02A RU2308353C2 (en) | 2005-01-28 | 2005-01-28 | Submersible dead-bottom nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102044/02A RU2308353C2 (en) | 2005-01-28 | 2005-01-28 | Submersible dead-bottom nozzle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005102044A RU2005102044A (en) | 2006-07-10 |
| RU2308353C2 true RU2308353C2 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=36830330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005102044/02A RU2308353C2 (en) | 2005-01-28 | 2005-01-28 | Submersible dead-bottom nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308353C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102958629A (en) * | 2010-07-02 | 2013-03-06 | 维苏威坩埚公司 | Submerged entry nozzle |
| RU2551742C2 (en) * | 2009-10-21 | 2015-05-27 | Везувиус Груп С.А. | Pouring nozzle and mounting assembly including it |
| RU2680554C2 (en) * | 2013-11-07 | 2019-02-22 | Везувиус Крусибл Компани | Nozzle and casting installation |
-
2005
- 2005-01-28 RU RU2005102044/02A patent/RU2308353C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551742C2 (en) * | 2009-10-21 | 2015-05-27 | Везувиус Груп С.А. | Pouring nozzle and mounting assembly including it |
| CN102958629A (en) * | 2010-07-02 | 2013-03-06 | 维苏威坩埚公司 | Submerged entry nozzle |
| RU2680554C2 (en) * | 2013-11-07 | 2019-02-22 | Везувиус Крусибл Компани | Nozzle and casting installation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005102044A (en) | 2006-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6152336A (en) | Submerged nozzle for the continuous casting of thin slabs | |
| EP2172290B1 (en) | Submerged nozzle | |
| JP3662973B2 (en) | Discharge nozzle for continuous casting | |
| RU2308353C2 (en) | Submersible dead-bottom nozzle | |
| JP2013240826A (en) | Submerged nozzle of continuous casting apparatus | |
| KR19990081822A (en) | Submused Inlet Nozzle | |
| AU2007329897B2 (en) | Molten metal continuous casting method | |
| JPH0852547A (en) | Immersion casting pipe | |
| RU2127171C1 (en) | Submersible casting tube | |
| JP2002239690A (en) | Immersion nozzle for continuous casting and continuous casting method | |
| RU2634813C2 (en) | Submersible pouring shell | |
| RU2236326C2 (en) | Method for continuous casting of steel from intermediate ladle to mold and submersible nozzle for performing the same | |
| US20030141324A1 (en) | Nozzle for continuous casting | |
| JP2008540131A (en) | Immersion nozzle for continuous casting | |
| JPH03110048A (en) | Tundish stopper | |
| RU2204461C1 (en) | Dead-bottom immersible nozzle | |
| RU2167031C1 (en) | Solid-bottom immersible cup | |
| WO2013068296A1 (en) | Method for continuous casting of steel and submersible nozzle for the same | |
| RU2004123355A (en) | CASTING SYSTEM AND METHOD FOR Pouring non-ferrous metal melts | |
| RU2381086C1 (en) | Method of continuous casting of rectangular steel ingots | |
| KR100485404B1 (en) | Partial Immersion Nozzle for Continuous Casting of Thin Slabs | |
| RU2323062C1 (en) | Slab continuous casting mold | |
| RU2098223C1 (en) | Ladle submersible nozzle | |
| RU2077409C1 (en) | Device for continuous casting of blocks | |
| JPH0716715A (en) | Molten metal pouring nozzle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130129 |