SK166399A3 - Method and device for producing slabs - Google Patents

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby obdĺžnikových predvalkov, s hrúbkou D>100 mm pri liacich rýchlostiach v < 3m/min, v zariadení na plynulé odlievanie, pri ktorom sa kokile zo zásobnej nádrže ponornou výlevkou privádza tavenina a zo strany ústia sa kôra zliatku, obklopujúca kaluž taveniny, odvádza do vodidla predliatkov valcovacej stolice, predovšetkým zariadení na plynulé odlievanie s ohybom zliatku, a príslušného zariadenia na to.

Doterajší stav techniky

Zo Steel research 66 (1995), č. 7, strany 287 až 293 „Flow dynamics in thin slab cater moulds“ je známa pokusná konštrukcia, pri ktorej ponorná výlevka, upevnená na medzipanve, vyčnieva do kokily. Tu použitá kokila má s hrúbkou približne 60 mm typický rozmer pre zariadenie na výrobu tenkých obdĺžnikových predvalkov a znázorňuje pri použití ponornej výlevky majúcej otvorené ústie (obr. 10) centrálny paprsok, ktorý vyčnieva hlboko do kaluže taveniny obdĺžnikového predvalku.

V ďalšom uskutočnení (obrázok 4) je na ústí ponornej výlevky upravený nárazový prvok, ktorý tekutú taveninu vychyľuje k dvom otvorom na úzkych stranách ponornej výlevky. Obrázok 5 ukazuje, že vznikajú dva dielčie prúdy, ktoré s vysokou energiou vedú každé jednotlivé prúdové vlákno k víreniu taveniny.

Z DE 43 20 723 je známa ponorná výlevka, predovšetkým na liatie tenkých obdĺžnikových predvalkov, ktorá má dolný úsek z paralelne vedených bočných stien. Pred vstupom do dolného úseku je upravený priečny mostík, ktorý vychyľuje prúdenie taveniny v smere rozšírenia dolnej prúdiacej šachty. Úzke strany tejto ponornej výlevky, upravené predovšetkým pre zariadenia na liatie tenkých obdĺžnikových predvalkov, sú vedené paralelne.

Ponorné výlevky, známe z uvedených spisov, zhotovujú liací prúd, ktorý relatívne vysokou rýchlosťou preniká až do príslušných hĺbok do kaluže taveniny.

Podstata vynálezu

S ohľadom na známy stav techniky je cieľom vynálezu vytvoriť spôsob a príslušné zariadenie na výrobu obdĺžnikových predvalkov, v ktorom je zamedzené koncentrácii nečistôt a v ktorých sú predovšetkým akostné ocele, odolné proti kyslým plynom, zlievateľné tiež na zariadení na odlievanie s ohybom zliatku.

Cieľ vynálezu sa dosahuje význakovými znakmi nároku 1, týkajúceho sa spôsobu, a význakovými znakmi nároku 5, týkajúceho sa zariadenia.

Podľa vynálezu tekutá tavenina, privádzaná kokile, v širokom fronte rýchlosťami, vyššími v porovnaní s rýchlosťou odvádzania predliatku, vstupuje do kaluže taveniny obdĺžnikového predvalku. Vzhľadom na prierez má privádzaná tavenina obdĺžnikový profil a má v hĺbke, ktorá nie je väčšia než 2 m, už v kaluži taveniny rovnakú rýchlosť ako obdĺžnikový predvalok.

Rýchlosť v_K privádzanej taveniny, ktorá vstupuje do kokily, má k rýchlosti odvádzania predliatku v_B pomer v_K: v_B = 6 :1 až 60 :1.

Vo výhodnom uskutočnení vynálezu sa privádzaná tekutá tavenina vedie do kaluže taveniny vstupným profilom, ktorý je vytvorený ako obdĺžnik, pričom má svetlá šírka d obdĺžnika k úzkej strane kokily D pomer d : D = 1 : 3 až 1 : 40 a šírka b obdĺžnika k širokej strane kokily B pomer b : B = 1 : 7 až 1 :1,2.

Prúdové vlákna, opúšťajúce ponornú výlevku, prúdia v širokom uhle a = 15 až 30° k smeru odvádzania obdĺžnikových predvalkov do kaluže taveniny. Vzhľadom na stranu D úzkej strany kokily dopadá privádzaná tekutá tavenina na kaluž taveniny v hĺbke T = 0,1 až 1,5 x D. Na to použitá ponorná výlevka má úzke bočné steny, ktoré sa vzhľadom na stredné osi kónický otvárajú pod uhlom a od 15 do 30°. Voľný prierez a ústie liacej časti ponornej výlevky má k vnútornému prierezu A kokily vzťah a : A = 1 : 30 až 1 : 300. Pritom je pomer svetlej šírky d liacej časti ponornej výlevky k úzkej strane D kokily d : D = 1 : 2 až 1 :40.

Profil, vyrobený navrhovaným spôsobom v kokile, má okrem toho pozitívny vplyv na pohyb taveniny v oblasti hladiny taveniny v kokile a na chovanie vzhľadom k liatemu prášku.

Pri odlievaní podľa vynálezu sa prekvapujúcim spôsobom zistilo, že nedochádza ku známym rozdielom v koncentrácii po priereze obdĺžnikových predvalkov a stupeň čistoty vzhľadom k nekovovým vtrúseninám bol podstatne vylepšený.

Navrhnutým spôsobom je možná výroba obdĺžnikových predvalkov pre akostné ocele s vysokými požiadavkami ako na nekovový stupeň čistoty, tak i na voľnosť od vyciedzania, ako je napríklad vyžadované pri akostných oceliach, odolných proti kyslému plynu.

Ďalej sa pri odlievaní podľa vynálezu redukovanou rýchlosťou vtekania ocele do kaluže taveniny, nachádzajúcej sa v kôre zliatku, redukuje čas stuhnutia. Tým sa môže jednak zvýšiť špecifický liací výkon zariadení alebo sa môže redukovať špecifické sekundárne chladenie vzhľadom na vylepšenú povrchovú kvalitu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom konkrétnych príkladov uskutočnenia znázornených na výkresoch, na ktorých predstavuje obr. 1 oblasť ponornej výlevky/kokily zariadenia pre plynulé odlievanie a obr. 2 bočný pohľad na zariadenie pre plynulé odlievanie s ohybom zliatku.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obrázok 1 znázorňuje zásobnú nádrž 11. na ktorej je upevnená ponorná výlevka 12. Ponorná výlevka 12 má trúbkovitú časť 13 a zo strany ústia rýľovitú časť 14 s úzkymi stranami 16 a širokými stranami 17. V prechodovej oblasti oboch častí ponornej výlevky je škrtiaci ventil 15.

Zo strany ústia siaha rýľovitá časť 14 až do hĺbky Ty do kokily 21, ktorá je naplnená taveninou S a má úzke strany 22 a široké strany 23.

V hornej časti sú prúdové vlákna taveniny S znázornené privádzanou taveninou a kalužou taveniny Sg. Je vidieť, že prúdové vlákna v pohľade na široké strany prenikajú až do hĺbky L do taveniny S, obklopenej kôrou K zliatku. Privádzané prúdové vlákna majú rýchlosť νκ. V oblasti úzkych strán 16 ponornej výlevky majú prúdové vlákna uhol a ku strednej osi j a pohybujú sa relatívne skôr smerom k úzkym stranám 22 kokily a dostávajú sa v oblasti hladiny P_taveniny ku stredu kokily 21

V dolnej oblasti je znázornený pohľad AA s kokilou 21, ktorá má úzke strany 22 a široké strany 23, ktoré tvoria obdĺžnik so šírkou B, ako i hrúbku D a plochou A.

Centrický je v dutom priestore kokily 21 upravená ponorná výlevka 12. so širokými stranami 17 a úzkymi stranami 16, ktoré tvoria obdĺžnik so šírkou b, ako i hrúbkou d a plochou a.

Obrázok 2 znázorňuje schematicky rez zariadením pre plynulé odlievanie, tu zariadenie na plynulé odlievanie s ohybom zliatku, so zásobnou nádržou H a ponornou výlevkou 12 s trúbkovitou časťou 13 a rýľovitou časťou 14, tu so širokými stranami 17. V prechodovej oblasti 13,14 ponornej výlevky je upravený škrtiaci ventil 15. Ústie časti 14 ponornej výlevky vyčnieva do taveniny S, nachádzajúcej sa v kokile 21, do hĺbky Tj.

Z kokily 21 sú zobrazené široké bočné steny 23, ktorej ústiace konce od obdĺžnikového predvalku vytvorili kôru K zliatku, ktorá taveninu S obklopuje až ku špičke S§ kaluže taveniny.

Kokile 21 sú priradené vodiace valčeky 24 na predliatky.

Privádzaná tavenina Ss preniká rýchlosťou Vk do taveniny Sb, nachádzajúcej sa v kokile, a síce v hĺbke T vzhľadom na široké strany 23. Potom má kaluž taveniny rýchlosť Vb, ktorá sa zhoduje s rýchlosťou odvádzania obdĺžnikového predvalku a tým tiež kôry K zliatku.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby obdĺžnikových predvalkov, s hrúbkou D > 100 mm pri liacich rýchlostiach v < 3 m/min, v zariadení na plynulé odlievanie, v ktorom sa kokile (21) zo zásobnej nádrže (11) ponornou výlevkou (12) privádza tavenina a zo strany ústia sa kôra zliatku, obklopujúca kaluž taveniny, odvádza do vodidla predliatkov valcovacej stolice, predovšetkým do zariadení na plynulé odlievanie s ohybom zliatku, vyznačujúci sa tým, že privádzaná tavenina vstupuje do kokily (21) rýchlosťou (v_K), ktorá má k rýchlosti (v_B) odvádzania predliatku pomer v_K : v_B = 6 : 1 až 60 : 1, a že privádzaná tavenina sa vedie tak, že vzhľadom na hladinu taveniny preniká do taveniny v širokom fronte v dĺžke L < 2 m majúc v priereze obdĺžnikový profil.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že privádzaná tekutá tavenina prúdi vstupným profilom, vytvoreným ako obdĺžnik, do kaluže taveniny, pričom má svetlá šírka (d) obdĺžnika k úzkej strane (D) kokily pomer d : D= 1 : 3 až 1 : 40 a šírka (b) obdĺžnika k širokej strane kokily (B) pomer b : B = 1 : 7 až 1 : 1,2.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že tavenina, privádzaná privrátené úzkym stranám (D) kokily, prúdi pod uhlom (a) = 15 až 30° ku smeru odvádzania obdĺžnikového predvalku do kaluže taveniny.
4. 4. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že ponornou výlevkou (12) privedená tekutá tavenina v hĺbke (T) dopadá na kaluž taveniny s T = 0,1 až 1,5 x D.
5. 5. Zariadenie na plynulé odlievanie na výrobu obdĺžnikových predvalkov spôsobom podľa nároku 1 so zásobnou nádržou (11), z ktorej sa tavenina ponornou výlevkou (12) privádza do kokily (21) sa svetlou šírkou (D) >100 mm a táto ponorná výlevka (12) má aspoň jednu liacu časť s pozdĺžnym prierezom včítane škrtiaceho ventilu (15), ktorý znižuje hlavný prúd taveniny, vstupujúci do tejto liacej časti, v rýchlosti a forme prúdenia, vyznačujúci sa tým, že liaca časť, majúca pozdĺžny prierez, je vytvarovaná tak, že úzke bočné steny (22) majú ku strednej ose uhol a = 15 až 30°, otvárajúce sa v smere prúdenia.
6. 6. Zariadenie na plynulé odlievanie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že volný prierez (a) ústia liacej časti ponornej výlevky (12) má k vnútornému prierezu (A) kokily (21) pomer a : A = 1 : 30 až 1 : 300, pričom svetlá šírka (d) liacej časti ponornej výlevky (12) má k úzkej strane (D) kokily pomer d : D= 1 : 2 až 1 : 40.