SU833371A1

SU833371A1 - Apparatus for discharging metal from ladle

Info

Publication number: SU833371A1
Application number: SU792859005A
Authority: SU
Inventors: Герман Сергеевич Ложкин; Николай Иванович Ковалев; Валентин Иванович Коваленко; Вячеслав Егорович Вириенко
Original assignee: Краматорский Научно-Исследователь-Ский И Проектно-Технологический Инсти-Тут Машиностроения
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1979-12-26
Publication date: 1981-05-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО дл ВЫПУСКА МЕТАЛЛА . ИЗ КОВША(54) DEVICE FOR ISSUE OF METAL. FROM BUCKET

Изобретение относитс к металлур гии, в частности к литейным ковшам с выпускным отверстием в днище и промежуточной камерой. Известен стопорный ковш дл заливки металла в литейные формы, содержащий промежуточную камеру с дон ным отверстием, а также основной, и дополнительный стопорные затворы Недостатками этого устройства в л ютс неполное гашение металлостатического давлени струи вытекающего из ковша металла, так как донное отверстие промежуточной камеры расположено по оси выпускного отверсти ковша; увеличенные трудозатраты , расход материалов и топлив на изготовление, ремонт и разогрев промежуточной камеры, поскольку ее объем состйвл ет 20-30 от объема ковша; необходимость использовани специального механизма дл передвижени дополнительного стопора, что в сочетании с основным стопором и его механизмом значительно усложн ет услови эксплуатации и ремонта; низка стойкость стопоров из-за разъедани стопорных трубок и деформации их стержней, поскольку стопоры имеют больную ипощадь контакта с расплавленным металлом. Известно также устройство дл выпуска металла из ковша , содержащее огнеупорную головку стопора и соединенное с ней несущее устройство с двум вертикальными опорными стержн ми, которые проход т через дно ковша в участках, диаметрально противоположных по отношению к выпускному отверстию ковша. Достоинство устройства - уменьшенное загр знение лсидкого металла вклю чени ми размываемого огнеупора 3ai счет уменьшенной площади контакта с расплавленным металлом f2j. Недостатками устройства вл ютс использование дорогих жаростойких материалов дл несущего устрой38 ства, опорных стержней и направл ющи втулок; низка эксплуатационна надежность , поскольку возможно заклинивание опорных стержней как за счет перекосов от эксцентричного размещени управл ющего устройства, так и за счет образовани на опорных стержн х настылей, а также попадани расплавленного металла в зазор между опорными стержн ми и направл кщими втулками; необходимость использовани вспомогательных инструментов, наприйер молотка, монтировки в случае заклинивани опорных стержней, невозможность использовани в сочетании с промежуточной .камерой так как в том случае , когда промежуточна камера будет закреплена под днищем ковша, .невозможно будет предупредить аварийную ситуацию по ликвидации заклинивани опорных срежней, поскольку к ним будет перекрыт доступ Дл воздействи вспомогательныьш инструментами . Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл выпуска металла из ковша, содержащее промежуто ную камеру с внутренним выступом, имеющим сквозное отверстие, и донным отверстием, размещенным -эксцентрично выпускному отверстию ковша,, пробку и направл ющую. . Это устройство имеет самую минима ную площадь соприкосновени пробки с расплавленным металлом, что обесп чивает наименьшее размывание огнеупорного материала и загр знение ме талла неметаллическими включени ми, А благодар тому, что оно имеет промежуточную камеру с эксцентричньм донным отверстием, достигаетс уменьшение скоростного напора струи .металла. Это преимущество вл етс наиболее важным дл получени качес венных йтливок и слитков З. Недостатки такого устройства заключаютс в низкой эксплуатационной надежности из-за того, что возможно заклинивание промежуточной ка меры в направл ющей, поскольку межд ними предусмотрен зазор, достаточны дп сообщени с окружающей атмосферой , а промежуточна камера имеет возможность обкручиватьс на кулачк и становитьс на перекос, а также в том,что перекосы промежуточной каме ры привод т к значительному смещени пробки от оси вьтускного отверсти ковша, и следовательно, к неравномерному распределению усилий, действую-, щих на пробку при закрывании стакана, отчего возможны сколы огнеупорного материала , пробки или его неравномерна пластическа деформаци , которые вл ютс причиной неконтролируемой утечки металла из ковша и возможной аварийной ситуации. После некоторого периода работы между пробкой и стаканом образуетс зазор от размывани огнеупоров жидким металлом, который невозможно устранить без ремонта, поскольку в исходном положении закрепленный в промежуточной камере анкер жестко упираетс в кулачок, что преп тствует спусканию пробки дл ликвидации зазора . Кроме того, дл подн ти промежуточной камеры требуетс большое усилие или использование передаточного механизма, поскольку она имеет значительный вес, который становитс еще большим при наличии в этой камере жидкого металла. Значительный вес способствует износу кулачка и нижнего торца анкера, поскольку износ пр мо пропорционален удельному давлению. Недостатком этого устройства вл етс , также низкий уровень безопасности из-за того, что низка посадка пробки в стакане может привести к аварийной ситуации в случае недостаточной температуры металла или длительной задержки с разливкой, поскольку при этом по днищу ковша и в том числе над пробкой образуетс сплошна корка затвердевшего металла, котора вл етс преп тствием дл подн ти пробки. Не исключено переполнение промежуточной камеры жидким металлом, поскольку нет условий дл наблюдени за истечением металла из ковша. В устрйостве не предусмотрена.-возможность дп перекрыти вьтускного отверсти ковша в слзгчае выхода из стро запирающей части пробки. Кроме того, к недосткам известно-, го устройства относитс ухудшение качества разливаемого металла от вторичного окислени из-за того, что стру металла, поступа в промежуточную камеру, в несколько раз увеличивает площадь контакта с воздухом , поскольку между промежуточной самерой и направл ющей предусмотрен 5 . зазор, достаточный дл сообщени с окружающей средой. Промежуточна камера может заполн тьс на высоту , соизмеримую с диаметром донног отверсти промежуточной камеры и поэтому истекающа из него стру ;металла имеет разрывы сплошности, что увеличивает площадь контакта с воздузом, а следовательно - окис пение. Цель изобретени - повьшение эксплуатационной надежности и безо пасности обслуживани . - Указанна цель достигаетс тем, что на пробке дополнительно укрепл рассекатель со штоком, установленным в канале выступа, при этом диаметр рассекател превышает диамет ры внутреннего выступа и выпускного отверсти ковша, шток подпружинен со стороны днища промежучной камеры, а. в штоке выполнены осевые и радиальные каналы дл подвода инертного газа к нижнему, торцу рас секател . На фиг. 1 показано устро.йств6 д выпуска металла из ковша, общий вид. Устройство содержит ковш 1 с составным стаканом 2, имеющим выпускное отверстие 3, над которым размещена пробка 4. Под выпускным отверстием 3 размещены контактирующий с пробкой 4 рассекатель 5 и промежуточна камера 6, соединенна с ковшом 1 посредством элементов 7 креплени и распорных втулок 8. Донное отверстие 9 промежуточной камеры 6 расположено эксцентри но по отношению к выпускному отвер тию 3 ковша 1. Промежуточна камера 6 выполнен с внутренним выступом 10, имеющим направл ющую 11, в которой установ лен соединенный с пробкой 4 и рассе кателем 5 посредством болта 12 шток 13, выполненный с осевым 14, а такж радиальным 15 каналами в нижней его части и радиальными каналами 16 в верхней части дл подвода инертного газа к нижнему торцу рассекател 5 В исходном положении шток 13 посред ством пружины 17 прижимает пробку 4 к стакану, 2. Дл опускани пробки 4, по мере износа контактных поверх ностей стакана 2 и пробки 4, между нижним торцом рассекател 5 и верхним торцом внутреннего выступа 10 1 предусмотрен зазор 18. Такой же за зор 19 предусмотрен между нижним торцом штока 13 и кулачком 20. Кулачок 20 находитс на управл ющем валике 21, установленном в прикрепленных к днищу промежуточной камеры 6 кронштейнах 22. Дл облегчени условий наблюдени за истечением металла из стакана 2 и уровнем металла в промежуточной камере 6, между ней и ковшом 1 предусмотрен зазор 23, а в промежуточной камеры 6, выполнен проем 24. Стрелками показано направление движ;ени инертного газа. Устройство работает следующим образом . Перед выпуском металла из ковша через каналы 14-16 штока 13 подают инертный газ, например аргон, с целью вытеснени воздуха из промежуточной камеры 6. При нажатии кулачка 20 на нижний торец штока 13 пробка 4 поднимаетс и жидкий металл из ковша 1 устремл етс через выпускное отверстие 3 по наклонной поверхности рассекател 5 и кольцевойструей стекает в промежуточную камеру 6. В зто врем инертный газ обрабатывает струю жидкого металла от вредных газов и защищает ее .от вторичного окислени благодар избыточному его давлению в промежуточной камере 6. Через зазор 23 и проем 24 наблюдают за процессом истечени жидкого металла из стакана 2 и след т за его уровнем в промежуточной камере 6. При этом на донное отверстие 9 не действует полное металлостатическое давление жидкого металла, наход щегос в ковше 1, а лишь металлостатическое давление наход щегос в промежуточной камере жидкого металла. При необходимости прекращени раз-, ивки металла из ковша 1 кулачок 20 озвращают в исходное положение. В аварийной ситуации, в случае зноса контактных поверхностей стаана Е и пробки 4 вьш1е допустимого редела, возможно перекрытие выпуского отверсти 3 с помощью рассекаел 5. Дп этого рассекатель 5 пеемещают с помощью кулачка 20 до онтакта с нижним торцом стакана 2. Использование предлагаемого устойства обеспечивает повьш1ение экслуатационной надежности благодар The invention relates to metallurgy, in particular, to casting ladles with an outlet in the bottom and an intermediate chamber. Known locking bucket for pouring metal into molds, containing an intermediate chamber with a bottom hole, as well as a main and additional locking closures. The disadvantages of this device are incomplete quenching of the metalostatic pressure of the jet of metal flowing out of the bucket, since the bottom hole of the intermediate chamber is located along the axis of the outlet of the bucket; increased labor costs, consumption of materials and fuels for the manufacture, repair and heating of the intermediate chamber, since its volume is 20-30 of the volume of the bucket; the need to use a special mechanism for moving an additional stopper, which, in combination with the main stopper and its mechanism, greatly complicates the conditions of operation and maintenance; the resistance of the stoppers is low due to the corrosion of the stopper tubes and the deformation of their rods, since the stoppers have a sore point of contact with the molten metal. A device for tapping metal from a ladle is also known, comprising a stopper refractory head and a supporting device connected thereto with two vertical support rods that pass through the bottom of the ladle in areas diametrically opposed to the outlet of the ladle. The advantage of the device is the reduced contamination of the ls-metal metal including the eroded refractory material 3ai due to the reduced area of contact with the molten metal f2j. The drawbacks of the device are the use of expensive heat-resistant materials for the carrier, support rods and bushing guides; low operational reliability, since the jamming of the support rods is possible both due to distortions from the eccentric positioning of the control device, and due to the formation of buildup on the support rods, as well as the penetration of molten metal into the gap between the support rods and guide sleeves; the need to use auxiliary tools, such as a hammer, mount if the support rods are jammed, cannot be used in conjunction with the intermediate camera, because in the case where the intermediate chamber is fixed under the bottom of the bucket, it is impossible to prevent an emergency situation to eliminate the jamming of support joints, because they will be blocked for access by auxiliary tools. Closest to the present invention is a device for tapping metal from a ladle, comprising an intermediate chamber with an internal protrusion having a through hole and a bottom opening placed eccentrically with the outlet of the bucket, plug and guide. . This device has the most minimal area of contact between the plug and the molten metal, which ensures the least erosion of the refractory material and the contamination of the metal with nonmetallic inclusions. And due to the fact that it has an intermediate chamber with an eccentric bottom hole, the velocity velocity of the jet is reduced. . This advantage is most important for obtaining quality grains and ingots 3. The disadvantages of this device are low operational reliability due to the fact that the intermediate chamber can be wedged in the guide, since there is a gap between them, the dp message to the surrounding atmosphere is sufficient. and the intermediate chamber has the ability to twist on the cam and become skewed, as well as the fact that the distortions of the intermediate chamber lead to a significant displacement of the plug from the vane hole axis. the bucket stiffness and, consequently, the uneven distribution of forces acting on the stopper when closing the glass, which may cause chipping of the refractory material, the stopper or its uneven plastic deformation, which cause an uncontrolled leakage of metal from the bucket and a possible emergency situation. After a period of work between the stopper and the glass, a gap is formed from the erosion of the refractories by liquid metal, which cannot be repaired without repair, because in the initial position the anchor fixed in the intermediate chamber rests firmly on the cam, which prevents the stopper from descending to eliminate the gap. In addition, a large amount of force or the use of a transmission mechanism is required to lift the intermediate chamber, since it has considerable weight, which becomes even greater when there is liquid metal in this chamber. The significant weight contributes to cam wear and the lower end of the anchor, since wear is directly proportional to the specific pressure. A disadvantage of this device is that the low level of safety is also due to the fact that a low fit of the cork in the glass can lead to an emergency situation in case of insufficient metal temperature or a long delay in casting, as this results in the bottom of the bucket and even above the cork solid crust of solidified metal, which is an obstacle to lifting the plug. It is possible that the intermediate chamber overflows with liquid metal, since there are no conditions for observing the outflow of metal from the ladle. The device is not provided. - the possibility of dp overlapping the bucket hole in the slot of the locking part of the tube. In addition, the disadvantages of the known device include the deterioration of the quality of the cast metal from secondary oxidation due to the fact that the metal stream entering the intermediate chamber several times increases the area of contact with air, since 5 . sufficient clearance for communication with the environment. The intermediate chamber can be filled to a height commensurate with the diameter of the bottom hole of the intermediate chamber and therefore the stream emanating from it; the metal has discontinuities, which increases the area of contact with the air, and therefore oxide oxide. The purpose of the invention is to increase the operational reliability and safety of the service. - This goal is achieved by the fact that the cork additionally strengthened the divider with the rod installed in the protrusion channel, while the diameter of the divider exceeds the diameters of the inner protrusion and the outlet of the bucket, the rod is spring-loaded from the bottom of the intermediate chamber, as well. Axial and radial channels for supplying inert gas to the lower end of the section are made in the rod. FIG. 1 shows the arrangement. 6 d release of metal from the ladle, general view. The device comprises a bucket 1 with an integral cup 2 having an outlet 3, over which is placed a stopper 4. Under an outlet aperture 3 there is placed a divider 5 in contact with the stopper 4 and an intermediate chamber 6 connected to the bucket 1 by means of fastening elements 7 and spacer sleeves 8. Ground floor The opening 9 of the intermediate chamber 6 is located eccentrically with respect to the outlet opening 3 of the bucket 1. The intermediate chamber 6 is made with an internal protrusion 10 having a guide 11, in which is mounted connected to the stopper 4 and dispersed 5 by means of a bolt 12, a rod 13, made with an axial 14, as well as 15 radial channels in its lower part and radial channels 16 in the upper part for supplying inert gas to the lower end of the divider 5 In the initial position, the rod 13 presses the stopper 4 by means of a spring 17 to the glass 2. To lower the plug 4, as the contact surfaces of the cup 2 and plug 4 are worn, a gap 18 is provided between the lower end of the dissector 5 and the upper end of the inner lug 10 1. The same clearance 19 is provided between the lower end of the rod 13 and cam 20. Cam 20 tries On the control roller 21, mounted in the brackets 22 attached to the bottom of the intermediate chamber 6. To facilitate observation of metal outflow from the cup 2 and the level of the metal in the intermediate chamber 6, a gap 23 is provided between it and the bucket 1, and , opening 24. The arrows indicate the direction of movement of the inert gas. The device works as follows. Before the metal is released from the ladle, through the channels 14-16 of the rod 13, an inert gas, such as argon, is supplied to displace air from the intermediate chamber 6. When the cam 20 is pressed, the lower end of the rod 13 is depressed and the plug 4 rises and the liquid metal from the ladle 1 rushes through the outlet an opening 3 along the inclined surface of the dissector 5 and an annular jet flows into the intermediate chamber 6. At this time, the inert gas treats the jet of liquid metal from harmful gases and protects it from secondary oxidation due to its excessive pressure in the intermediate chamber e 6. Through the gap 23 and the opening 24, the process of outflow of liquid metal from glass 2 is observed and its level in the intermediate chamber 6 is monitored. At the same time, the total metallostatic pressure of the liquid metal in the ladle 1 does not act on the bottom hole 9, and only the metal static pressure of the liquid metal in the intermediate chamber. If it is necessary to stop the waving of metal from the bucket 1, the cam 20 returns to its original position. In an emergency situation, in the event that the contact surfaces of the mill E and the plug 4 are above the acceptable limit, the outlet 3 may be blocked with the help of a cut 5. This divider 5 is displaced with the help of a cam 20 before contact with the bottom end of the cup 2. operational reliability thanks

783783

тому, что прамежуточна камера неподвижна относительно ковша, а, следовательно , исключены ее перекосы в направл ющей; исключено неравномерное распределение усилий между пробкой и стаканом; предусмот15ены услови .дл опускани пробки по мере износа контактных поверхностей пробки и стакана; уменьшено усилие подн ти пробки независимо от наличи металла в промежуточной камере ; уменьшен износ кулачка и нижнего торца штока за счет того, что уменьшено удельное давление.the fact that the primary chamber is fixed relative to the bucket and, therefore, its distortions in the guideway are excluded; eliminated the uneven distribution of effort between the cork and the glass; Conditions are provided for lowering the stopper as the contact surfaces of the stopper and glass wear out; reduced effort to lift the plug regardless of the presence of metal in the intermediate chamber; reduced wear of the cam and the lower end of the stem due to the fact that the specific pressure is reduced.

Кроме того, устройство обеспечивает повьш1ение безопасности обслуживани благодар тому, что исключена аварийна ситуаци при образовании над днищем сплошной корки застывшего металла за счет выполнени пробки в виде выступающей из днища головки . Исключено переполнение промежуточной камеры жидким металлом, за счет улучшенных условий дл наблюдени за его уровнем; исключена аварий на ситуаци в случае износа контактных поверхностей стакана и пробки, за счет перекрыти выпускного отверсти с помощью рассекател .In addition, the device provides increased safety of service due to the fact that an emergency situation is excluded when a solid crust of solidified metal forms above the bottom by making the plug protruding from the bottom of the head. The overflow of the intermediate chamber with liquid metal is prevented due to improved conditions for monitoring its level; accidents on the situation are excluded in case of wear of the contact surfaces of the glass and the cork, due to the overlapping of the outlet with the help of a dissector.

Устройство повьш1ает качество разливаемого металла благодар его защите от вторичного окислени , котора достигаетс выполнением в шттже каналов дл подвода инертного газа к нижнему торцу рассекател , а также выполнением промежуточной камеры с высотой, достаточной дл обеспечени посто нного напора струи металла , истекающей из донного отверсти (при диаметре донного отверсти 30 мм уровень металла в промежуточi8The device improves the quality of the metal being cast due to its protection against secondary oxidation, which is achieved by producing channels for supplying inert gas to the lower end of the dissector, as well as by performing an intermediate chamber with a height sufficient to ensure a constant pressure of the metal stream flowing from the bottom hole ( the diameter of the bottom hole is 30 mm

ной камере составл ет 400 мм).Noah camera is 400 mm).

Повьш1енйе качества разливаемого металла увеличивает выход годного на 1,5%.Improving the quality of the cast metal increases the yield by 1.5%.

Claims

1. A device for discharging metal from a ladle, including an intermediate chamber, with an internal protrusion, having a through channel, and a bottom opening placed eccentrically to an outlet opening of the ladle, in which a stopper with a guide is installed, characterized in that

In order to ensure operational reliability and safety of service on the stopper, an additional divider with a rod installed in the protrusion channel is strengthened, while the diameter of the divider exceeds the diameters of the internal protrusion and the outlet of the bucket.

2. The device according to claim 1, characterized in that the rod is spring-loaded from the side of the bottom intermediate. Noah camera.

3. The device according to claim 1, characterized in that axial and radial channels are made in the rod for supplying inert gas to the lower end of the dissector.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR Author's Certificate No. 470366, cl. B 22 O 41/08, 1974.

2. US patent number 3820693, cl. 222-559, 1974.

3. The patent of Germany No. 2251484, cl. B 22 D 41/08, 1975.