RU99108991A

RU99108991A - Погружной стакан с обратно направленной ромбовидной внутренней геометрией, составной погружной стакан с изменяющимися эффективными углами разгрузки и способ пропускания жидкого металла через него

Info

Publication number: RU99108991A
Application number: RU99108991/02A
Authority: RU
Inventors: Лоуренс Джон ХИСЛИП; Джеймс Дерек ДОРРИКОТТ
Original assignee: Визувиус Крусибл Компани
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 2001-02-27

Claims

1. Погружной стакан для пропускания через него жидкого металла, содержащий удлиненный канал, имеющий центральную ось, по меньшей мере, одно впускное окно и, по меньшей мере, одно выпускное окно, причем канал имеет увеличенную часть с площадью ее поперечного сечения, которая больше вблизи центральной оси, чем вблизи краев канала, и увеличенная часть имеет, по меньшей мере, две поворотные грани, каждая из которых проходит от точки на плоскости, проходящей практически параллельно центральной оси и пересекающей ее, в направлении нижнего края канала.

2. Погружной стакан по п.1, дополнительно содержащий разделитель потока, который разделяет, по меньшей мере, одно выпускное окно на два выпускных окна и разделят поток жидкого металла, проходящий через канал, на две струи, выходящие из погружного стакана через два выпускных окна.

3. Погружной стакан по п.2, в котором каждая поворотная грань имеет верхнее ребро.

4. Погружной стакан по п.3, в котором, по меньшей мере, два верхних ребра примыкают друг к другу и образуют вершину, обращенную, преимущественно в направлении, по меньшей мере, одного впускного окна.

5. Погружной стакан по п.4, в котором поворотные грани прилегают друг к другу на центральном ребре.

6. Погружной стакан по п.5, в котором центральное ребро каждой поворотной грани больше удалено от продольной горизонтальной оси погружного стакана, чем верхнее ребро поворотной грани в горизонтальном поперечном сечении.

7. Погружной стакан по п.3, в котором каждое верхнее ребро проходит в направлении выпускного окна под углом, практически совпадающим с углом разгрузки выпускного окна.

8. Погружной стакан по п.7, в котором угол разгрузки каждого выпускного окна составляет около 45 - 80° вниз от горизонтали.

9. Погружной стакан по п.7, в котором угол разгрузки каждого выпускного окна составляет около 60 - 70° вниз от горизонтали.

10. Погружной стакан по п.1, в котором, по меньшей мере, одно выпускное окно имеет верх и низ, причем выпускное окно шире внизу, чем вверху.

11. Погружной стакан для пропускания через него жидкого металла, содержащий удлиненный канал, имеющий, по меньшей мере, одно впускное окно и, по меньшей мере, первое выпускное окно и, по меньшей мере, одну направляющую перегородку, расположенную вблизи первого выпускного окна, для разделения потока жидкого металла на, по меньшей мере, две отдельные струи и разделитель потока, расположенный вблизи, по меньшей мере, одного выпускного окна.

12. Погружной стакан по п.11, дополнительно содержащий, по меньшей мере, второе выпускное окно, позволяющее, по меньшей мере, части жидкого металла выходить из погружного стакана, и вторую направляющую перегородку, расположенную вблизи второго выпускного окна, причем направляющие перегородки разделяют поток жидкого металла на две внешние струи и центральную струю.

13. Погружной стакан по п.12, в котором направляющие перегородки содержат верхние поверхности и нижние поверхности, причем верхние поверхности отклоняют внешние струи практически в противоположных направлениях.

14. Погружной стакан по п.13, в котором разделитель потока выполнен с возможностью разделения центральной струи на две внутренние струи, и разделитель потока и нижние поверхности отклоняют две внутренние струи практически в том же направлении, в котором отклоняются внешние струи.

15. Погружной стакан по п.14, в котором внешние и внутренние струи объединяются перед их выходом из, по меньшей мере, одного из выпускных окон.

16. Погружной стакан по п.14, в котором внешние и внутренние струи объединяются после их выхода из, по меньшей мере, одного из выпускных окон.

17. Погружной стакан по п.13, в котором направляющие перегородки содержат, преимущественно, расходящиеся нижние поверхности, рассеивающие центральную струю.

18. Погружной стакан по п.17, в котором разделитель потока выполнен с возможностью разделения рассеянного потока на две внутренние струи, причем разделитель потока и нижние поверхности отклоняют две внутренние струи в направлении, отличающемся от направления, в котором отклоняются две внешние струи.

19. Погружной стакан по п.13, в котором верхние поверхности отклоняют внешние струи под углом отклонения приблизительно 20 - 90° от вертикали.

20. Погружной стакан по п.19, в котором верхние поверхности отклоняют внешнюю струю под углом приблизительно 30° от вертикали.

21. Погружной стакан по п.19, в котором направляющие перегородки выполнены с возможностью отклонения двух внешних струй под углом приблизительно 45° от вертикали и отклонения двух внутренних струй под углом приблизительно 30° от вертикали.

22. Погружной стакан по п.12, в котором удлиненный канал содержит секцию впускной трубы, имеющую первую площадь поперечного сечения потока с практически осевой симметрией, и секцию рассеивающего переходного участка, связанного по течению с секцией впускной трубы, причем секция переходного участка выполнена и расположена с возможностью практически непрерывного изменения площади поперечного сечения потока в секции переходного участка от первой площади поперечного сечения потока до второй площади, преимущественно, удлиненного поперечного сечения потока, которая больше первой площади поперечного сечения потока, и с возможностью практически непрерывного изменения симметрии погружного стакана в переходном участке от в основном осевой симметрии до в основном плоскостной симметрии, при этом, по меньшей мере, первое и второе выпускные окна сообщаются по течению с переходным участком.

23. Погружной стакан по п.12, в котором имеются два верхних выпускных окна, две направляющие перегородки, причем одна направляющая перегородка расположена вблизи верхнего выпускного окна для разделения потока жидкого металла, проходящего через канал, на две внешние струи и центральную струю, при этом внешние струи проходят через соответствующие верхние выпускные окна, а центральная струя проходит в направлении разделителя потока, и разделитель потока расположен по ходу центральной струи для образования, по меньшей мере, двух нижних выпускных окон и разделения центральной струи на, по меньшей мере, две внутренние струи, каждая из которых выходит из погружного стакана через одно из нижних выпускных окон, направляющие перегородки выполнены с возможностью распределения части жидкого металла, разделенного между внешними струями и центральной струей, таким образом, чтобы эффективный угол разгрузки внешних струй, выходящих через верхние выпускные окна, изменялся в зависимости от объема потока жидкого металла, пропускаемого через погружной стакан.

24. Погружной стакан по п. 23, в котором эффективный угол разгрузки внешней струи возрастает с увеличением объема пропускаемого потока.

25. Погружной стакан по п.23, в котором при увеличении объема пропускаемого потока внешние струи, выходящие из верхних выпускных окон, отклоняются в направлении внутренних струй, выходящих из нижних выпускных окон.

26. Погружной стакан по п.23, в котором при увеличении объема пропускаемого потока внутренние струи, выходящие из нижних выпускных окон, отклоняются в направлении внешних струй, выходящих из верхних выпускных окон.

27. Погружной стакан по п.23, дополнительно содержащий, по меньшей мере, одну боковую стенку, ограждающую канал, при этом каждое верхнее выпускное окно расположено между нижней поверхностью соответствующей боковой стенки и верхней поверхностью соответствующей направляющей перегородки, причем нижняя часть, по меньшей мере, одной боковой стенки и верхняя поверхность каждой направляющей перегородки образуют (i) верхний выпускной канал, ведущий к каждому верхнему выпускному окну, при этом площадь поперечного сечения каждого верхнего выпускного канала практически одинакова по всей длине канала, и (ii) теоретический угол разгрузки от горизонтали для каждой внешней струи, вытекающей из верхних выпускных окон.

28. Погружной стакан по п.27, в котором эффективный угол разгрузки внешних струй, выходящих из выпускных окон, расходится с теоретическим углом разгрузки верхних выпускных окон, возрастая при увеличении объема пропускаемого потока, нижние выпускные окна выполнены с возможностью обеспечения теоретического угла разгрузки от горизонтали для каждой внутренней струи, вытекающей из нижних выпускных окон, причем эффективный угол разгрузки внутренних струй уменьшается к горизонтали при увеличении объема пропускаемого потока, и теоретический угол разгрузки верхних выпускных окон расходится с теоретическим углом разгрузки нижних выпускных окон, по меньшей мере, на 15°.

29. Погружной стакан по п.28, в котором теоретический угол разгрузки верхних выпускных окон составляет около 0 - 25° вниз от горизонтали или около 7 - 10° вниз от горизонтали, и теоретический угол разгрузки нижних выпускных окон составляет 45 - 80° вниз от горизонтали или около 60 - 70° вниз от горизонтали.

30. Погружной стакан по п.23, в котором направляющие перегородки выполнены таким образом, что (i) около 15 - 45% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, приходится на внешние струи, и около 55 - 85% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, приходится на центральную струю, (ii) около 25 - 40% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, приходится на внешние струи, и около 60 - 75% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, приходится на центральную струю, или (iii) части жидкого металла, приходящиеся на каждую внешнюю струю, практически равны.

31. Способ пропускания жидкого металла через погружной стакан, заключающийся в том, что пропускают жидкий металл в погружной стакан, разделяют поток жидкого металла, выходящего из погружного стакана, на, по меньшей мере, одну внешнюю струю и одну центральную струю и распределяют часть жидкого металла, разделенного между внешней струей и внутренней струей, таким образом, чтобы эффективный угол разгрузки внешней струи изменялся в зависимости от объема пропускаемого через погружной стакан потока жидкого металла.

32. Способ по п. 31, в котором поток жидкого металла разделяют на две внешние струи и центральную струю, а центральную струю разделяют на, по меньшей мере, две внутренние струи.

33. Способ по п.32, в котором эффективный угол разгрузки внешних струй возрастает при увеличении объема пропускаемого потока.

34. Способ по п.33, в котором при увеличении объема пропускаемого потока (i) внешние струи отклоняют в направлении внутренних струй, или (ii) внутренние струи отклоняют в направлении внешних струй.

35. Способ по п. 34, в котором дополнительно отклоняют внешние струи, преимущественно, в противоположных направлениях.

36. Способ по п. 35, в котором дополнительно рассеивают центральную струю.

37. Способ по п. 36, в котором дополнительно отклоняют две внутренние струи практически в том же радиальном направлении, в котором отклоняют две внешние струи.

38. Способ по п.34, в котором внешние струи отклоняют под теоретическим углом разгрузки, причем эффективный угол разгрузки внешних струй расходится с теоретическим углом разгрузки, возрастая при увеличении объема пропускаемого потока, и внутренние струи отклоняют на теоретический угол разгрузки.

39. Способ по п.38, в котором теоретический угол разгрузки внешних струй составляет (i) около 0 - 25° вниз от горизонтали или (ii) около 7 - 10° вниз от горизонтали, и теоретический угол разгрузки внутренних струй составляет (i) около 45 - 80° вниз от горизонтали или (ii) около 60 - 70° вниз от горизонтали.

40. Способ по п.38, в котором теоретический угол разгрузки внешних струй расходится с теоретическим углом разгрузки внутренних струй, по меньшей мере, на 15°.

41. Способ по п.40, в котором при увеличении объема пропускаемого потока эффективный угол разгрузки внутренних струй уменьшают в направлении горизонтали.

42. Способ по п. 32, в котором около 15 - 45% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, образуют внешние струи, и около 55 - 85% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, образуют центральную струю, около 25 - 40% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, образуют внешние струи и около 60 - 75% всего потока жидкости, проходящего через погружной стакан, образуют центральную струю, или части жидкого металла, выделяемые каждой внешней струе, практически равны.

43. Способ пропускания жидкого металла через погружной стакан, заключающийся в том, что пропускают жидкий металл через удлиненный канал, имеющий впускное окно и, по меньшей мере, одно выпускное окно, разделяют поток жидкого металла на две внешние струи и центральную струю, отклоняют две внешние струи практически в противоположных направлениях, разделяют центральную струю на две внутренние струи и отклоняют две внутренние струи практически в том же направлении, в котором отклоняют внешние струи.

44. Способ по п.43, в котором дополнительно объединяют внешние и внутренние струи перед их выходом из, по меньшей мере, одного выпускного окна.

45. Способ по п.43, в котором дополнительно объединяют внешние и внутренние струи после их выхода из, по меньшей мере, одного выпускного окна.

46. Способ по п.43, в котором две внутренние струи отклоняют в направлении, отличающемся от направления, в котором отклоняют две внешние струи.

47. Способ по п.43, в котором дополнительно отклоняют внешние струи под углом отклонения приблизительно 20 - 90° от вертикали или отклоняют внешние струи под углом, приблизительно 30° от вертикали.

48. Способ по п.46, в котором дополнительно отклоняют две внешние струи под углом приблизительно 45° от вертикали и отклоняют две внутренние струи под углом, приблизительно, 30° от вертикали.