SK287958B6 - Continuous casting nozzle with pressure modulator - Google Patents

Abstract

A nozzle for transferring a flow of liquid metal between metallurgical vessels or molds comprising an entry portion for receiving the liquid metal. A flow regulator, such as a stopper rod, is movable from an open position to a closed position with respect to the entry portion for respectively permitting and prohibiting flow through the nozzle. The entry portion and the flow regulator define a control zone therebetween. A pressure modulator, downstream of the control zone, is adapted to minimize a pressure differential across the control zone. The pressure modulator constricts flow downstream of the control zone.

Description

Vynález sa týka výlevky na prevádzanie prúdenia tekutého kovu v smere prúdenia, prispôsobenej na využitie s regulátorom na reguláciu prúdenia tekutého kovu.

Doterajší stav techniky

Počas kontinuálneho liatia prúdi tekutý kov, najmä tekutá oceľ, z jednej nádoby, ako je napríklad medzipanva, do ďalšej nádoby, ako je napríklad forma, a to v dôsledku pôsobenia gravitačnej sily. Výlevka môže viesť a obsahovať prechádzajúci prúd tekutého kovu počas jeho prechodu z jednej nádoby do druhej.

Regulácia množstva prúdenia tekutého kovu počas kontinuálneho liatia je podstatná. Na tento účel je používané regulátorov alebo prietokových regulátorov, umožňujúcich nastavenie množstva prúdiaceho tekutého kovu.

Bežným takým regulátorom je zátková tyč, pričom však je možné využiť akýhokoľvek typ prietokového regulátora, čo je pre odborníka z danej oblasti techniky všeobecne známe.

Typický proces kontinuálneho liatia ocele teda umožňuje prúdenie tekutého kovu z medzipanvy do formy cez výlevku s využitím zátkovej tyče na reguláciu prietoku.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 1, tak pri takom typickom procese kontinuálneho liatia ocele je medzipanva 15 umiestená priamo nad formou 20, pričom na medzipanvu 15 je pripojená výlevka 25. Výlevka 25 vytvára kanál, ktorým tekutý kov H) prúdi z mezipanvy 15 do formy 20. Zátková tyč 30 v medzipanve 15 reguluje prietokové množstvo, prúdiace výlevkou 25.

Na vyobrazení podľa obr. 2 je znázornený v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad na vstupnú časť 35 a na spodnú časť 40 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25 podľa obr. 1.

Ako je vidieť na vyobrazení podľa obr. 2, tak vstupná časť 35 sa rozprestiera medzi bodmi j. a 2. Spodná časť 40 sa rozprestiera medzi bodmi 2 a 3. Vstupná časť 35 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25 je prepojená s tekutým kovom 10, obsiahnutým v medzipanve 15. Spodná časť 40 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25 je čiastočne ponorená do tekutého kovu 10 vo forme 20.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 2, tak na reguláciu prietokového množstva tekutého kovu, prúdiaceho z medzipanvy 15 do formy 20, je zátková tyč 30 zdvihnutá alebo spustená. Prietok tekutého kovu 10 je napríklad zastavený, pokiaľ je zátková tyč 30 plne spustená tak, že nos 50 zátkovej tyče 30 blokuje vstupnú časť 35 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25. Pokiaľ je zátková tyč 30 zdvihnutá nad plne spustenú polohu, môže tekutý kov prúdiť výlevkou 25. Veľkosť prietoku výlevkou 25 je regulovaná prostredníctvom nastavenia polohy zátkovej tyče 30. Pokiaľ je zátková tyč 30 zdvíhaná, tak nos 50 zátkovej tyče 30 sa vzďaľuje od vstupnej časti 35 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25, v dôsledku čoho sa zväčšuje otvorená oblasť medzi ponorom 50 zátkovej tyče 30 a výlevkou 25, takže je umožnené väčšie prietokové množstvo.

Na vyobrazení podľa obr. 3 je znázornené iné usporiadanie prúdenia tekutého kovu z medzipanvy 15 do formy 20.

Toto usporiadanie má regulačnú oblasť 55, umiestenú medzi nosom 50 zátkovej tyče 30 a vstupnou časťou 35 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25. Regulačná oblasť 55 je najužšou časťou otvoreného kanála medzi zátkovou tyčou 50 a vstupnou časťou 35 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25. Tekutý kov 10 v medzipanve 15 má statický tlak, ktorý je spôsobený gravitáciou. Pokiaľ zátková tyč 30 neblokuje vstup tekutého kovu 10 do vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25. tak Statický tlak tekutého kovu 10 v medzipanve 15 núti tekutý kov H) prúdiť von z medzipanvy 15 do výlevky 25.

Pokiaľ je prúdenie menšie než maximum, sú charakteristiky otvorenej oblasti regulačnej oblasti 55 primárnymi faktormi pri regulácii množstva prietoku do výlevky 25 a následne do formy 20.

Na vyobrazení podľa obr. 4 sú graficky znázornené zmeny tlaku tekutého kovu 10, prúdiaceho von z medzipanvy 15 cez regulačnú oblasť 55 a do výlevky 25.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 3, tak bod 60 predstavuje všeobecné miesto v tekutom kove 10, obsiahnutom v medzipanve 15, v smere prúdenia pred regulačnou oblasťou 55. Bod 65 predstavuje všeobecné miesto v otvorenom vypúšťacom otvore 45 výlevky 25 v smere prúdenia za regulačnou oblasťou 55.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 4, tak všeobecný trend tlaku tekutého kovu 10 medzi bodmi 60 a 65 predstavuje prudký pokles tlaku pri prechode cez regulačnú oblasť 55. Tlak v bode 60 je všeobecne vyšší než atmosférický tlak. Tlak v bode 65 je všeobecne nižší než atmosférický tlak, dôsledkom čoho je čiastočný podtlak.

Na vyobrazení podľa obr. 5 je znázornená dvojzložková výlevka, ktorá obsahuje vstupnú vložku 70 a hlavné teleso 75. Vstupná časť 35 vypúšťacieho otvoru 45 sa rozprestiera od bodov 21 k bodom 22 a k bodom 23, pričom spodná časť 40 sa rozprestiera od bodov 23 do bodov 24.

Na vyobrazení podľa obr. 6 je znázornené usporiadanie prúdenia tekutého kovu z medzipanvy 15 do formy 20 s využitím výlevky podľa obr. 5.

Na vyobrazení podľa obr. 7 je znázornený tlakový trend od bodu 60 do bodu 65 pri uskutočnení podľa obr. 6.

Tlakový trend pri uskutočnení podľa obr. 6 je v podstate rovnaký ako pri uskutočnení podľa obr. 3, pričom zahrnuje prudký pokles tlaku pri prechode cez regulačnú oblasť 55.

Súhrnne je teda možné konštatovať, že výlevky podľa obr. 1, obr. 3 a obr. 6 spôsobujú prudký pokles tlaku cez príslušné regulačné oblasti. Tento prudký pokles tlaku spôsobuje, že zariadenia na reguláciu prietoku sú príliš citlivé.

Tieto príliš citlivé zariadenia na reguláciu prietoku spôsobujú, že obsluha musí neprestajne strážiť regulačné zariadenie a manipulovať alebo pohybovať s ním na dosiahnutie správnej polohy tak, aby bola riadne nastavená veľkosť a/alebo geometria regulačnej oblasti na stabilizáciu prietoku na požadovanom množstve. Manipulácia na účely dosiahnutia riadnej regulácie prietoku spôsobuje turbulencie vo vstupnej časti 35 a vo vypúšťacom otvore 45 výlevky 25.

Turbulencie, spôsobené pohybom regulátora a tiež čiastočným podtlakom, vytváraným v smere prúdenia za regulačnou oblasťou 55, urýchľujú eróziu v tejto regulačnej oblasti 55. Môže napríklad dôjsť k erózii nosa 50 zátkovej tyče 30, ako aj vstupnej časti 35 vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25. K najvyššej erózii všeobecne dochádza v smere prúdenia bezprostredne za regulačnou oblasťou 55.

Erózia v regulačnej oblasti 55 a v jej tesnej blízkosti prehlbuje ťažkosti, vyskytujúce sa pri regulácii prietokového množstva tekutého kovu. Nežiaduce zmeny kritickej geometrie regulačnej oblasti 55 v dôsledku erózie vedú k nepredvídateľnému kolísaniu prietokového množstva, čo môže spôsobiť aj celkové poškodenie prietokového regulačného systému.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 5, tak na zníženie korózie a na zdokonalenie regulácie prietoku sú pri niektorých výlevkách vstupné vložky 70 všeobecne vytvorené zo žiaruvzdorného materiálu, odolného proti erózii. Ale pridanie vstupnej vložky 70 do vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25 neovplyvňuje prudký pokles tlaku v regulačnej oblasti 55, ako je znázornené na vyobrazeniach podľa obr. 4 a podľa obr. 7.

Regulácia prietoku pri bežne známych výlevkách tak zostáva príliš citlivá na pohyby regulátora v dôsledku rozmerov a tvaru tu vytvorenej regulačnej oblasti, takže je veľmi zložité dosiahnuť stabilizácie prietokového množstva.

Podstata vynálezu

Existuje preto potreba vyvinúť takú výlevku, ktorá by minimalizovala tlakový rozdiel v regulačnej oblasti výlevky, prispievala na znižovanie korozívnych účinkov a k stabilizácii veľkosti a tvaru regulačnej oblasti, čím by bolo dosiahnuté zníženie potreby manipulácie s regulátorom a zvýšenie stability prietoku.

V súlade s predmetom tohto vynálezu bola teda vyvinutá výlevka na prevádzanie prúdenia tekutého kovu v smere prúdenia, prispôsobená na využitie s regulátorom na reguláciu prúdenia tekutého kovu, pričom výlevka obsahuje vnútornú plochu, vymedzujúcu prietokový otvor na prevádzanie prúdenia, a vstupnú časť, prispôsobenú na spoluprácu s regulátorom a vymedzujúcu regulačnú oblasť medzi nimi, pričom modulátor tlaku v smere prúdenia za regulačnou oblasťou obsahuje stranu, vyrovnanú so smerom prúdenia, a dno, zvierajúce so stranou uhol (Φ), ktorý je menší než 135°.

Regulátorom je výhodne zátková tyč.

Modulátor tlaku výhodne obsahuje vložku.

Vložka výhodne vymedzuje vstupnú časť a obsahuje aspoň jednu zúženú oblasť na zúženie prúdenia za vstupnou časťou a modulátorom tlaku.

Zúžená oblasť má výhodne dĺžku (L2), vyrovnanú so smerom prúdenia, a šírku (A), kolmú na smer prúdenia, pričom časť modulátora tlaku má dĺžku (Ll), vyrovnanú so smerom prúdenia, a šírku (B), kolmú na smer prúdenia.

Šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, pričom dĺžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (Ll/B) tlakového priestoru, pričom dĺžka (L2), delená šírkou (A), definuje pomer (L2/A) relatívnej dĺžky zúženia, pričom tieto pomery boli zvolené na zníženie oddelenie prúdu.

Pri výhodnom uskutočnení šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, ktorý je väčší než 1,4.

Pri ďalšom výhodnom uskutočnení šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, ktorý leží v rozmedzí od 1,7 do 2,5.

Pri výhodnom uskutočnení dĺžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (Ll/B) tlakového priestoru, ktorý je väčší než 0,7 a menší než 8,0.

Pri ďalšom výhodnom uskutočnení dĺžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (Ll/B) tlakového priestoru, ktorý leží v rozmedzí od 1,0 do 2,5.

Pri výhodnom uskutočnení dĺžka (L2), delená šírkou (A), definuje pomer (L2/A) relatívnej dĺžky zúženia, ktorý je menší než 6,0.

Pri ďalšom výhodnom uskutočnení dĺžka (L2), delená šírkou (A), definuje pomer (L2/A) relatívnej dĺžky zúženia, ktorý leží v rozmedzí od 0,3 do 1,5.

Uhol (Φ) leží výhodne v rozmedzí od 80° do 100°.

Strana a dno výhodne vymedzujú medzi sebou polomer (R), ktorý je menší než (B-A)/2.

Pri ďalšom výhodnom uskutočnení je polomer (R) menší než (B-A)/4.

Výlevka podľa tohto vynálezu slúži na reguláciu prietoku tekutého kovu medzi hutníckymi nádobami alebo formami, pričom obsahuje vstupnú časť na prijímanie tekutého kovu.

Regulátor prietoku, ako je napríklad zátková tyč, je pohyblivý z otvorenej polohy do uzavretej polohy vzhľadom na vstupnú časť na príslušné umožňovanie alebo znemožňovanie prietoku výlevkou.

Vstupná časť a regulátor prietoku vymedzujú medzi sebou regulačnú oblasť.

Časť na moduláciu tlaku, umiestená v smere prúdenia za regulačnou oblasťou, je prispôsobená na minimalizáciu tlakového rozdielu cez regulačnú oblasť.

Táto časť na moduláciu tlaku obmedzuje prietok v smere prúdenia za regulačnou oblasťou.

Predmet tohto vynálezu znižuje prudký pokles tlaku cez regulačnú oblasť prostredníctvom modulácie tlaku vo výlevke v smere prúdenia za regulačnou oblasťou, znižuje turbulencie prúdenia bezprostredne za regulačnou oblasťou a odstraňuje prílišnú citlivosť regulácie prietoku.

Výlevka podľa tohto vynálezu prispieva na obmedzenie erózie v regulačnej oblasti a k stabilizácii regulácie prietoku, čím je zdokonalená regulácia prietoku a regulácia hladiny tekutého kovu vo forme pri kontinuálnom liatí.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude v ďalšom podrobnejšie objasnený na príkladoch jeho konkrétneho uskutočnenia, ktorých opis bude podaný s prihliadnutím k priloženým obrázkom výkresov, kde:

obr. 1 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, ktoré je vybavené lejacou výlevkou, bežne známou z doterajšieho stavu techniky, obr. 2 znázorňuje v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad v reze na vstupnú časť a na spodnú časť otvoru výlevky, bežne známe z doterajšieho stavu techniky podľa obr. 1, obr. 3 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, ktoré je vybavené druhým uskutočnením lejacej výlevky na kontinuálne liatie, bežne známej z doterajšieho stavu techniky, obr. 4 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 3, obr. 5 znázorňuje v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad v reze na alternatívne uskutočnenie vstupnej časti a spodnej časti otvoru výlevky, bežne známej z doterajšieho stavu techniky podľa obr. 1, obr. 6 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, vybavenej výlevkou podľa obr. 5, obr. 7 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 6, obr. 8 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, vybavené prvým uskutočnením výlevky na kontinuálne liatie podľa tohto vynálezu, obr. 9 znázorňuje v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad v reze na vstupnú časť, časť na moduláciu tlaku a spodnú časť pri uskutočnení podľa obr. 8, obr. 10 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 8, obr. 11 až obr. 16 znázorňujú schematické pohľady na alternatívne uskutočnenie časti na moduláciu tlaku pre usporiadanie podľa obr. 8 a podľa obr. 9, obr. 17 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, vybavené druhým uskutočnením výlevky na kontinuálne liatie podľa tohto vynálezu, obr. 18 znázorňuje v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad na vstupnú časť, časť na moduláciu tlaku a spodnú časť pri uskutočnení podľa obr. 17, obr. 19 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 17 a obr. 20 až obr. 26 znázorňujú čiastočné schematické pohľady v reze na alternatívne uskutočnenie vstupných častí a spodných častí otvoru výlevky na kontinuálne liatie podľa tohto vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na vyobrazeniach podľa obr. 8 a podľa obr. 9 je znázornené prvé uskutočnenie výlevky 100 podľa tohto vynálezu.

Na vyobrazení podľa obr. 8 je znázornené zariadenie na zaisťovanie prúdenia tekutého kovu z medzipanvy 15 do formy 20, ktoré obsahuje výlevku 100.

Na vyobrazení podľa obr. 9 je znázornený v zväčšenom meradle pohľad v reze na výlevku 100.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 9, tak výlevka 100 obsahuje dve súčasti, a to vstupnú vložku 105 na moduláciu tlaku a hlavné teleso 110. Výlevka 100 je vybavená otvorom 115, ktorý je rozdelený do troch častí, ktorými sú: vstupná časť 120. rozprestierajúca sa od bodu 121 do bodu 122. časť 130 na moduláciu tlaku, rozprestierajúca sa od bodu 122 cez body 123. 124 a 125 do bodu 126 a spodnú časť 140, rozprestierajúcu sa od bodu 126 do bodu 127.

Časť 130 na moduláciu tlaku vytvára náhlu a silnú kompresiu prietoku. Táto kompresia minimalizuje tlakový rozdiel v regulačnej oblasti výlevky 100, ako už bolo uvedené, znižuje príslušné korozívne účinky a prispieva k stabilizácii rozmerov a tvaru regulačnej oblasti. Tým dochádza na zníženie nutnosti manipulácie s regulátorom a na zvýšenie stability prietoku.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 8, tak výlevka 100 má regulačnú oblasť 55, umiestenú medzi nosom 50 zátkovej tyče 30 a vstupnou časťou 120 otvoru 115 vo výlevke 100, ležiacom proti nosu 50 zátkovej tyče 30. Pre odborníka z danej oblasti techniky je celkom zrejmé, že namiesto zátkovej tyče 30 môže byť použitý akýkoľvek iný známy regulátor.

Každá regulačná oblasť 55 je najužšou časťou otvoreného kanála medzi vstupnou časťou 120 otvoru 115 vo výlevke a nosom 50 zátkovej tyče 30. Všeobecne je možné povedať, že každá regulačná oblasť 55 je umiestená nad časťou 130 na moduláciu tlaku, pričom je vymedzená akoukoľvek konštrukciou, schopnou modifikovať regulačnú oblasť 55 a regulovať prietok tekutého kovu do časti 130 na moduláciu tlaku.

Modulácia tlaku pri výlevke 100 je uskutočňovaná s použitím zúženej oblasti. Systém prúdenia tekutého kovu podľa obr. 8 má zúženú oblasť 150 umiestenú v smere prúdenia za regulačnou oblasťou 55 výlevky 100. Zúžená oblasť 150 je umiestená cez úzku časť otvoru 115 vo výlevke 100, vymedzenú vstupnou vložkou 105 na moduláciu tlaku.

Pokiaľ zátková tyč 30 neblokuje vstupnú časť 120 otvoru 115 vo výlevke 100, takže je regulačná oblasť 55 otvorená na umožnenie prúdenia, potom tlak tekutého kovu 10, spôsobený gravitáciou v medzipanve 15, spôsobí prúdenie tekutého kovu 10 von z medzipanvy 15 do výlevky 100. Pokiaľ je prietok menší než maximálny, potom sú charakteristiky otvorenej oblasti regulačnej oblasti 55 primárnymi faktormi pri regulácii prietokového množstva do výlevky 100 a následne do formy 20.

Zmeny tlaku tekutého kovu 10 pri jeho prúdení von z medzipanvy 15 cez regulačnú oblasť 55 do vstupnej časti 120 výlevky 100, a potom cez zúženú oblasť 150 do spodnej časti 140 sú schematický znázornené na vyobrazení podľa obr. 10.

Bod 60 predstavuje všeobecné miesto v tekutom kove 10, obsiahnutom v medzipanve 15, v smere prúdenia pred regulačnou oblasťou 55.

Bod 65 predstavuje všeobecné miesto v otvorenom otvore 115 výlevky 100 v smere prúdenia za regulačnou oblasťou 55, ale v smere prúdenia pred zúženou oblasťou 150 v časti 130 na moduláciu tlaku otvoru 115 výlevky 100.

Bod 80 predstavuje všeobecné miesto v otvorenom otvore 115 výlevky 100 v smere prúdenia za zúženou oblasťou 150 v spodnej časti 140 otvoru 115 výlevky 100.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 10, tak malý počiatočný pokles tlaku cez regulačnú oblasť 55 je nasledovaný ďalším poklesom tlaku cez zúženú oblasť 150.

Body 60 a 65 na vyobrazeniach podľa obr. 8, obr. 10, obr. 17 a obr. 19 sú analogické bodom 60 a 65 na vyobrazeniach podľa obr. 3, obr. 4, obr. 6 a obr. 7. Pri porovnaní vyobrazenia podľa obr. 10 s vyobrazeniami podľa obr. 4 a obr. 7 je možné demonštrovať, že zúžená oblasť 150. spôsobená časťou 130 na moduláciu tlaku, znižuje veľkosť poklesu tlaku cez regulačnú oblasť 55. Takže tlak v bode 65 je modulovaný tak, že pokles tlaku cez regulačnú oblasť 55 je znížený.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 9, tak časť 130 na moduláciu tlaku pri dýze 100 má konštrukčné parametre A, B, L1 a L2.

Na zjednodušenie sú na vyobrazeniach podľa obr. 11 až obr. 16 znázornené schematické pohľady na rôzne usporiadania, odvodené v dôsledku menenia uvedených parametrov.

Vzťahovou značkou Aje označená veľkosť zúženej oblasti 150.

Vzťahovou značkou B je označená veľkosť otvoreného kanála v časti 130 na moduláciu tlaku v otvore v zúženej oblasti 150 alebo v smere prúdenia bezprostredne pred touto zúženou oblasťou 150.

Vzťahovou značkou Li je označená dĺžka časti 130 na moduláciu tlaku nad zúžením.

Vzťahovou značkou L2 je označená dĺžka zúženej oblasti 150.

Oblasť prúdenia, ktorá leží v smere prúdenia pred zúžením v časti 130 na moduláciu tlaku, je tlakovým priestorom. Pomer zúženia je definovaný ako B/A. Pomer tlakového priestoru je definovaný ako Ll/B. Pomer relatívnej dĺžky zúženia je definovaný ako L2/A.

Tlak v bode 65 je ovplyvňovaný pomerom zúženia, pomerom tlakového priestoru a pomerom relatívnej dĺžky zúženia časti 130 na moduláciu tlaku. Na účely efektívneho ovplyvňovania a modulovania tlaku v bode 65 musí byť odtrhnutie prúdu v tlakovom priestore minimalizované, čo všeobecne vyžaduje, aby pomer B/A zúženia bol väčší než zhruba 1,4, pomer Ll/B tlakového priestoru bol väčší než zhruba 0,7, a menší než zhruba 8,0, a pomer L2/A relatívnej dĺžky zúženia bol menší než zhruba 6,0.

Na vyobrazeniach podľa obr. 11 až obr. 16 je tiež znázornený uhol Φ medzi plochou zúženia a v smere prúdenia pred ním ležiacou stenou otvoru výlevky. Veľkosť uhla Φ môže ovplyvňovať účinnosť zúženia prietoku, a tým aj celkovú účinnosť modulácie tlaku. Na prijateľnú účinnosť musí byť veľkosť uhla Φ menšia než zhruba 135°, pričom výhodne leží v rozmedzí zhruba od 80° do zhruba 100°.

Pokiaľ je uhol Φ príliš veľký alebo príliš malý, tak časť na moduláciu tlaku je menej schopná zaistiť náhle zúženie prietoku alebo silný tlakový gradient, v dôsledku čoho je menej schopná modulovať tlak.

Pokiaľ je časť na moduláciu tlaku neschopná modulovať tlak, potom rovnako ako pri známych výlevkách nebude môcť výlevka zaisťovať zníženie tlakového rozdielu cez regulačnú oblasť výlevky.

Znížený tlakový rozdiel znižuje korozívne účinky a prispieva k stabilizácii veľkosti a tvaru regulačnej oblasti, čím je znížená nutnosť manipulácie s regulátorom a zvýšená stabilita prietoku.

Pokiaľ je uhol Φ napríklad príliš malý, ak je výlevka usporiadaná podľa vyobrazenia na obr. 13, kde sa steny v časti na moduláciu tlaku v smere prúdenia pred zúžením rozširujú smerom k zúženej oblasti, môže modulácia tlaku trpieť v dôsledku toho, že v tlakovom priestore môže dochádzať k silnému odtrhávaniu prúdu. Toto odtrhávanie prúdu v tlakovom priestore znižuje schopnosť časti na moduláciu tlaku modulovať tlak.

Pokiaľ je obdobne uhol Φ príliš malý, ak je výlevka usporiadaná podľa vyobrazenia na obr. 15, potom môže dochádzať k silnému odtrhávaniu prúdu v tlakovom priestore. Zmenšovanie veľkosti uhla Φ zvyšuje riziko odtrhávania prúdu.

Na vyobrazení podľa obr. 16 je znázornený polomer R prechodu medzi hornou plochou zúženia a pred ňou ležiacou stenou otvoru výlevky. Tu tiež pre prijateľnú účinnosť musí byť tento polomer R menší než (B-A)/2, pričom výhodne menší než (B-A)/4.

Prietok tekutého kovu 10 vstupuje do časti na reguláciu tlaku v blízkosti časti, vymedzujúcej dĺžku Ll, ktorá má všeobecnú veľkosť B, takže pomer Ll/B leží v rozmedzí zhruba od 0,7 do zhruba 8,0, pričom výhodné rozmedzie je zhruba 1,0 do zhruba 2,5.

Prietok je zúžený na ploche 135 časti 130 na moduláciu tlaku, takže všeobecná veľkosť B sa znižuje na veľkosť A. Pomer B/A musí byť väčší než zhruba 1,4, pričom výhodne leží v rozmedzí zhruba od 1,7 do zhruba 2,5.

Ako už bolo uvedené, tak plocha zúženia zviera uhol Φ medzi touto plochou a v smere prúdenia pred ňou ležiacou stenou otvoru časti na moduláciu tlaku. Veľkosť uhla Φ musí byť menšia než zhruba 135°, pričom výhodne leží v oblasti zhruba od 80° do zhruba 100°.

Zúženie časti na moduláciu tlaku má dĺžku L2. pričom pomer L2/A je menší než zhruba 6,0, pričom výhodne leží v rozmedzí zhruba od 0,3 do zhruba 0,5.

Na vyobrazení podľa obr. 17 je znázornené druhé uskutočnenie zariadenia na zaisťovanie prúdenia tekutého kovu z medzipanvy 15 do formy 20, ktoré obsahuje druhé uskutočnenie výlevky 200 podľa tohto vynálezu.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 18, tak výlevka 200 obsahuje tri súčasti, a to vstupnú vložku 203, vložku 205 na moduláciu tlaku a hlavné teleso 210.

Rovnako ako v prípade výlevky 100 je aj výlevka 200 vybavená otvorom 215, ktorý je rozdelený na tri časti, ktorými sú: vstupná časť 220. rozprestierajúca sa od bodu 221 do bodu 223, časť 230 na moduláciu tlaku, rozprestierajúca sa od bodu 223 do bodu 227, a spodná časť 240, rozprestierajúca sa od bodu 227 do bodu 228.

Vstupná vložka 203 je vytvorená ako samostatná súčasť, oddelená od vložky 205 na moduláciu tlaku, pretože pri každej z týchto súčastí dochádza na opotrebenie rôznou rýchlosťou. Vstupná vložka 203 a vložka 205 na moduláciu tlaku môžu tak byť v prípade potreby vymenené celkom nezávisle.

Rovnako tak v prípade časti 130 na moduláciu tlaku, ako aj v prípade časti 230 na moduláciu tlaku dochádza k náhlej silnej kompresii tekutiny, čo minimalizuje tlakový rozdiel a koróziu v regulačnej oblasti výlevky 200 a výrazne zvyšuje stabilitu prietoku.

Predmet tohto vynálezu môže byť tiež vytvorený v usporiadaní podľa obr. 20 až obr. 26, pričom všetky tieto usporiadania obsahujú výlevky 300. 400. 500. 600. 700. 800 a 900. ktoré sú prispôsobené na moduláciu tlaku, ako bolo opísané.

Každá z výlevok 300. 400. 500. 600. 700. 800 a 900 má tri časti, ktoré zodpovedajú trom častiam podľa obr. 8 a obr. 17, a to vstupnú časť 320, 420, 520, 620, 720, 820 alebo 920, časť 330, 430. 530. 630, 730, 830 alebo 930 na modulácii tlaku, a spodnú časť 340, 440, 540.640. 740. 840 alebo 940.

Na vyobrazeniach podľa obr. 20 až 23 sú znázornené uskutočnenia so spodnými časťami za moduláciou, ktoré majú rozdielne usporiadania na rôzne účely.

Na vyobrazeniach podľa obr. 24 až obr. 26 sú znázornené uskutočnenia so vstupnými časťami pred moduláciou, ktoré majú rozdielne usporiadania na rôzne účely.

Pretože modulácia tlaku sa uskutočňuje tak, ako už bolo opísané, tak rôzne konštrukčné usporiadania za moduláciou alebo pred moduláciou zaisťujú dosiahnutie výhodných účinkov.

Napriek tomu, že bol predmet tohto vynálezu opísaný vo vzťahu k jeho určitým konkrétnym uskutočneniam, je pre odborníka z danej oblasti techniky celkom zrejmé, že je možné uskutočňovať rôzne ďalšie varianty a modifikácie, rovnako ako rôzne ďalšie využitia. Predmet tohto vynálezu teda nieje nijak obmedzený iba na tu uvedené konkrétne uskutočnenia.

Claims (15)

1. Výlevka na prevádzanie prúdenia tekutého kovu v smere prúdenia, prispôsobená na využitie s regulátorom na reguláciu prúdenia tekutého kovu, pričom výlevka (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) obsahuje vnútornú plochu, vymedzujúcu prietokový otvor (115) na prevádzanie prúdenia, a vstupnú časť(120, 220, 320,420, 520, 620, 720, 820, 920), prispôsobenú na spoluprácu s regulátorom (30) a vymedzujúcu regulačnú oblasť (55) medzi nimi, vyznačujúca sa tým, že modulátor (130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930) tlaku v smere prúdenia za regulačnou oblasťou (55) obsahuje stranu, vyrovnanú so smerom prúdenia a dno (135), zvierajúce uhol (Φ) so stranou, tento uhol (Φ) je menší než 135°.

2. Výlevka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že regulátorom (30) je zátková tyč.

3. Výlevka podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že modulátor (130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930) tlaku obsahuje vložku (105, 205).

4. Výlevka podľa nároku 3, vyznačujúca sa tým, že vložka (105) vymedzuje vstupnú časť (120) a obsahuje aspoň jednu zúženú oblasť (150) na zúženie prúdenia za vstupnou časťou (120) a modulátorom (130) tlaku.

5. Výlevka podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že zúžená oblasť (150) má dĺžku (L2), vyrovnanú so smerom prúdenia, a šírku (A), kolmú na smer prúdenia, pričom časť modulátora (1) tlaku má dĺžku (Ll), vyrovnanú so smerom prúdenia, a šírku (B), kolmú na smer prúdenia.

6. Výlevka podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, pričom dĺžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (Ll/B) tlakového priestoru, pričom dĺžka (L2), delená šírkou (A), definuje pomer (L2/A) relatívnej dĺžky zúženia, pričom tieto pomery boli zvolené na zníženie oddelenia prúdu.

7. Výlevka podľa nároku 5 alebo 6, vyznačujúca sa tým, že šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, ktorý je väčší než 1,4.

8. Výlevka podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 7, vyznačujúca sa tým, že šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, ktorý leží v rozmedzí od 1,7 do 2,5.

9. Výlevka podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 8, vyznačujúca sa tým, že dĺžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (Ll/B) tlakového priestoru, ktorý je väčší než 0,7 a menší než 8,0.

10. Výlevka podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 9, vyznačujúca sa tým, že dĺžka (L 1), delená šírkou (B), definuje pomer (Ll/B) tlakového priestoru, ktorý leží v rozmedzí od 1,0 do 2,5.

11. Výlevka podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 10, vyznačujúca sa tým, že dĺžka (L2), delená šírkou (A), definuje pomer (L2/A) relatívnej dĺžky zúženia, ktorý je menší než 6,0.

12. Výlevka podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 11, vyznačujúca sa tým, že dĺžka (L2), delená šírkou (A), definuje pomer (L2/A) relatívnej dĺžky zúženia, ktorý leží v rozmedzí od 0,3 do 1,5.

13. Výlevka podľa nároku 12, vyznačujúca sa tým, že uhol (Φ) leží v rozmedzí od 80° do 100°.

14. Výlevka podľa nároku 12 alebo 13, vyznačujúca sa tým, že strana a dno vymedzujú medzi sebou polomer (R), ktorý je menší než (B-A)/2.

15. Výlevka podľa nároku 14, vyznačujúca sa tým, že polomer (R) je menší než (B-A)/4.