SK5472000A3 - Ladle nozzle for continuous casting - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka trubky určenej na výtok ocele z lejárskej panve pri kontinuálnom liati ocele.

Doterajší stav techniky

Je známych niekoľko typov trubiek používaných v oceliarňach pri kontinuálnom liatí, ktoré umožňujú výtok roztavenej ocele z lejárskej panve smerom k rozdeľovaču. Medzi velmi rozšírenými typmi týchto trubiek je možné uviesť ako rovné trubky, tak i konvergentné trubky, ďalej trubky v tvare zvonu (Bell Shape) a trubky v tvare slonej nohy (Elephant Foot).

Pretože je nevyhnutne potrebné, aby trubky na výtok ocele z lejárskej panve odolávali agresívnym vplyvom roztavenej ocele, sú vyrobené z odolných žiaruvzdorných materiálov s vysokými úžitkovými vlastnosťami. Geometria výtoku roztavenej ocele je velmi zložitá a podlieha mnohým premenným. Výtok roztavenej ocele totiž neprebieha rovnomerne; v dôsledku toho často dochádza k narušeniu vrstiev trubky, najmä v tých oblastiach, kde sa rýchlosť výtoku ocele znižuje, pričom celková priemerná rýchlosť sa pohybuje v rádoch jedného metra za sekundu. Celý postup závisí na mnohých parametroch, medzi iným na hlavici trubky (najmä na posúvači lejárskej panve) a na špeciálnej trubky. Dynamika liatia ocele spôsobuje vibrácie, ktoré sú na spodok silnejšie geometrii rozdeľovača v prípade, ak je trubka konvergentná. Vibrácie totiž nevyhnutne vedú k vzniku pnutí, ktoré spolu s agresivitou prostredia môže spôsobiť až zlom trubky a to najmä vtedy, keď je trubka pevne napojená na posúvač, pričom nie je umožnený jej rotačný pohyb.

V prípade, kedy trubka na výtok ocele nemôže plniť riadne svoju funkciu, je nutné ju vymeniť, čo je obtiažna a nákladná operácia, s ktorou je spojený rad praktických obtiaží, zvlášt pokial ide o výkon oceliarne.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za ciel vytvoriť zdokonalenú trubku na výtok roztavenej ocele, ktorá nebude vykazovať vyššie uvedené nevýhody.

Naviac má byť podlá vynálezu umožnené napojiť trubku na posúvač lejárskej panve, ktorá uzatvára priechod výtoku z lejárskej panve smerom k trubke.

Každá lejárska panva naplnená roztavenou ocelou obsahuje zátku zo žiaruvzdorného piesku, ktorá je vložená medzi roztavenú ocel a uzáver tak, že zahradí výstupný otvor z lejárskej panve. Pri otvorení tohto uzáveru sa musí zátka odstrániť priechodom cez uzáver; pritom sa lejárska panva nesmie upchať, aby bolo vylúčené akékolvek vychýlenie tlakovej vlny spojené s výtokom ocele (blow-back).

Vynález má ďalej za ciel umožniť, aby posúvač mohol byť otvorený vtedy, keď je koniec trubky ponorený do ocele v rozdelovači a to bez rizika upchania.

Ďalej má vynález zaistiť zníženie vstrekovej rýchlosti ocele medzi lejárskou panvou a rozdelovačom pri zachovaní rovnakého výkonu. Prihlasovatel dospel k záveru, že je možné potlačiť nestabilné dynamické efekty, ktoré vznikajú pri náraze prúdu ocele na dno rozdeľovača a tak obmedziť alebo dokonca vylúčiť nežiadúce vibrácie trubky a tým i riziko, že sa trubka naruší alebo zlomí. Modifikácia štruktúry výtoku roztavenej ocele naviac tiež priaznivo ovplyvnila dekantáciu v rozdeľovači. Forma trubky rovnako umožňuje vylúčiť blokovanie žiaruvzdorným pieskom, ktorý tvorí zátku lejárskej panve.

Predmetom vynálezu je preto zdokonalená trubka na výtok ocele z lejárskej panve pri kontinuálnom liatí vyznačená tým, že v spodnej časti je upravený prvý diel s konštantným prierezom, ktorý pokračuje smerom nahor druhým dielom s relatívne divergentným prierezom.

Najskôr je potrebné uviesť, že prvý diel s prierezom v podstate konštantným, môže byť i mierne divergentný alebo konvergentný. V ďalšom texte je uvedený podobný príklad.

Pokial ide o druhý diel, je jeho prierez relatívne divergentný, čo znamená, že je viac divergentný než prvý diel. Jeho priečny vnútorný spodný rez je identický s priečnym spodným rezom hornej časti prvého dielu, preto sa vytvorí pravidelný priechod.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie charakteristiky a výhody vynálezu budú ďalej viditeľné z popisu vynálezu založeného na týchto pripojených obrázkoch:

obr. 1 zobrazuje pozdĺžny rez jedného spôsobu uskutočnenia trubky podľa vynálezu a obr. 2 znázorňuje priečny rez trubkou podía obr. 1.

Obrázky predstavujú iba jedno z možných konkrétnych uskutočnení, zatial čo vynález sa týka všeobecného riešenia. Obrázky ale poslúžia ako k lepšiemu pochopeniu vynálezu, tak i k jeho definícii.

Popis

Obr. 1 prestavuje pozdĺžny osový rez trubky na výtok ocele z lejárskej panve pri kontinuálnom liatí, ktorá - ako býva obvyklé - opatrená spojovacím nástavcom £ k napojeniu na lejársku panvu a potrubím £ s kruhovitým variabilným prierezom.

Potrubie 2_ pozostáva z prvého spodného dielu £ s prierezom v podstate konštantným na strane rozdelovača a z druhého horného divergentného dielu £ na strane lejárskej panve. Diely £ a £ sa spájajú v rovine £, kde sú aspoň ich vnútorné prierezy identické.

V zobrazenom uskutočnení je prvý spodný diel £ s prierezom v podstate konštantným mierne divergentný s vrcholovým uhlom 2°. Druhý spodný diel £ je divergentný s vrcholovým uhlom 10°.

V znázornenom uskutočnení je ako prvý spodný diel 3_, tak druhý horný diel £ v podstate konštantné divergentný a zodpovedá tvarom zrezaných kuželov.

Pokial ide o vnútorné vytvorenie trubky, je možné uvažovať rovnako o odlišnej divergencii, napr. namiesto riadiacej priamky zrezaného kužela je možné aplikovať exponenciálnu krivku alebo všeobecne akúkolvek krivku za predpokladu, že celkovo definuje potrebnú divergenciu.

Naviac hrúbka steny trubky v prvom spodnom diele 3^ je s výhodou v podstate konštantná. Rovnako tak je tomu u druhého horného dielu £. Vonkajší tvar trubky ale môže byť upravený podía potreby alebo podía požiadaviek, ktoré nie sú spojené s výtokom ocele z lejérskej panve.

Je nutné ešte poznamenať, že na druhom hornom diele 4_ je trubka na výtok ocele z lejárskej panve tvorená dielom (j v blízkosti spojovacieho nástavca 1^, ktorý - ako prvý spodný diel 3^ - má v podstate konštantný prierez. Diely 4_ a 6^ sa spájajú v rovine T_, kde je spodný prierez dielu 6^ aspoň vo vnútri identický s horným prierezom dielu £.

Ľavý koniec trubky je s výhodou z vonkajšej strany opatrený plechom v tvare plášťa.

Dĺžka prvého spodného dielu 3^ trubky sa s výhodou rovná trojnásobku jeho spodného priemeru. DÍžka druhého spodného dielu £ je funkciou jeho divergentného uhlu a požadovaného priemeru výtoku ocele.

Trubka môže byť zhotovená z grafitového oxidu hlinitého alebo z iných žiaruvzdorných materiálov použiteľných v prevádzke oceliarní.

Bolo pozorované, že roztavená ocel vstupujúca do trubky z nej vystupuje rýchlosťou nižšou než je rýchlosť vstupná. Pomer priemerných rýchlostí výtoku sa rovná pomeru prierezov trubky a v dôsledku toho druhej mocnine priemerov, ak má trubka kruhovitý prierez. Vzhladom k tvaru trubky nemôže byť žiadna tuhá práškovitá alebo zrnitá hmota (najmä hmota

použitá na zátku blokovaná.	výtokového	otvoru) v	žiadnom	prípade
Vynález je zvlášť významný	v prípade,	kedy sa	používa
posúvač lejárskej	panve. Tvar trubky	je s	výhodou

prispôsobený charakteristikám výtoku z posúvača lejárskej panve.

Napriek tomu, že by bolo vhodné zhotoviť trubku podľa vynálezu ako monoblok izostatickým lisovaním, dáva sa aspoň v niektorých prípadoch prednosť zhotoveniu trubky z dvoch častí alebo i viac častí, ktoré sú potom známym spôsobom napevno spojené. Niektoré z týchto častí ale môžu byť s výhodou vytvorené izostatickým lisovaním.

Predovšetkým tvary sú, najmä tvary vnútorné, velmi dôležité, no vynález nie je obmedzený na príklad uskutočnenia, ktorý môže byť priemerným odborníkom vhodne modifikovaný, najmä pokial ide o rozmery.

V popísanom príklade uskutočnenia vynálezu je prvý spodný diel .3 divergentný s vrcholovým uhlom 2°. Je možné ale uvažovať i o inom, s výhodou malom alebo žiadnom či konvergentnom uhle za predpokladu, že ide o uhol nižší než 2°.

Všeobecne povedané druhý horný diel 4_ je divergentný s vrcholovým uhlom medzi 1° a 20°, prednostne medzi 3° a 14° a s výhodou medzi 6° a 10°.

Vynález je možné rovnako aplikovať v prípade, kedy je použitý uzáver iného typu alebo posúvač lejárskej panve.

Pokial ide všeobecne o rozmery, rozmer prvého spodného dielu 3^ zodpovedá približne jeho jednému až päťnásobnému priečnemu rozmeru, prednostne jeho dvojnásobnému až päťnásobnému priečnemu rozmeru, s výhodou približne dvojnásobnému až štvornásobnému najväčšiemu priečnemu priemeru.

Tvar priečnych prierezov prvého spodného dielu 3_ a druhého horného dielu £ kolmých na os môže byť akýkoľvek pod podmienkou zachovania dostatočnej kontinuity. Napriek tomu sa ale dáva prednosť oválnemu, napr. takmer eliptickému alebo presnejšie povedané v podstate kruhovitému tvaru.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Trubka na výtok ocele z lejárskej panve, pri kontinuálnom liatí, vyznačujúca sa tým, že pozostáva v spodnej časti z prvého dielu (3) s v podstate konštantným prierezom, na ktorý je smerom nahor napojený druhý diel (4) s relatívne divergentným prierezom.
2. 2. Trubka podlá nároku 1, vyznačujúca sa tým, že priemerný vrcholový uhol prvého dielu (3) je menší než 2°.
3. 3. Trubka podlá jedného z nárokov la 2, vyznačujú c a sa t ý m, že druhý diel (4) je divergentný s vrcholovým uhlom približne medzi 1° a 20°.
4. 4. Trubka podlá nároku 3, vyznačujúca sa tým, že druhý diel (4) je divergentný s vrcholovým uhlom približne medzi 3° až 14°.
5. 5. Trubka podlá nároku 4, vyznačujúca sa tým, že druhý diel (4) je divergentný s vrcholovým uhlom medzi 6° a 10°.
6. 6. Trubka podlá jedného z nárokov la 5, vyznačujú c a sa t ý m, že dĺžka prvého dielu (3) sa rovná jej jednému až päťnásobnému najväčšiemu priečnemu rozmeru.
7. 7. Trubka podlá nároku 6, vyznačujúca sa tým, že dĺžka prvého dielu (3) sa rovná jej dvojnásobnému až päťnásobnému najväčšiemu priečnemu rozmeru.

   s a
8. 8. Trubka podlá tým, že dvojnásobnému rozmeru.

   nároku 7, vyznačujú dĺžka prvého dielu (3) sa až štvornásobnému najväčšiemu
9. 9. Trubka podlá jedného z nárokov 1 až 8, v y z c a sa t ý m, že aspoň jeden z prvých (3 (4) dielov má priečny prierez v podstate oválny
10. 10. Trubka podlá jedného z nárokov 1 až 8, v júca sa tým, že aspoň jeden z a druhých (4) dielov má priečny prierez kruhovitý.

    : a rovná jej priečnemu n a č u j ú ) a druhých f z n a č u prvých (3) v podstate