SU929314A2 - Металлопровод - Google Patents

Description

( 5 ) МЕТАЛЛОПРОВОД

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано в уст .ройствах при комплексной обработке жидкой стали, а также в различных устройствах, примен емых при непреры ной разливке стали, металлов и сплавов , в частности дл  непрерывной дегазации металла в процессе поточной разливки. По основному авт. св. № 737107 из вестен металлопровод, состо щий из полой тепловой трубы, в центральном канале которой неподвижно установлена огнеупорна  трубка, а на концы надеты сменные огнеупорные втулки, изготовленные из нитрида бора, св занного окисью кремни , а с наружной стороны ее между втулками нанесен теплоизолирующий огнеупорный слой l j Недостатком известного металлопровода  вл етс  то, что в разливаемом через него металле содержитс  по вышенное количество газов, вследстви невозможности удалени  их во врем  разливки. Цель изобретени  - обеспечение непрерывной дегазации металла в процессе его разливки. Указанна  цель достигаетс  тем, что металлопровод, содержащий полую тепловую трубу,надетые на конце тепловой трубы сменные огнеупорные втулки , в центральном канале тепловой трубы установлена огнеупорна  трубка, огнеупорна  трубка и сменные огнеупорные втулки выполнены из нитрида бора, св занного окисью кремни , наружна  ча.сть тепловой трубы, наход ща с  между orнeyпopны 4И втулками, покрыта слоем огнеупорного материала, огнеупорна  трубка выполнена пористой, причем на втулках и огнеупорной трубке по всей их длине со стороны тепловой трубы выполнены пазы, сое/(иненные торцовой полостью, а кажда  втул ка снабжена кольцевым коллектором с 3 9 патрубками, соединенными с дегазирующей системой. На фиг. 1 изображен металлопровод , общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Металлопровод состоит из металлического корпуса тепловой трубы 1, выполненного в виде двух металлических цилиндров разных диаметров, раз .мещенных коаксиально с герметичными торцами. При этом полость между указанными металлическими цилиндрами соответствующим образом обработана и заполнена теплоносителем (не показан ) , а дл  диффузии конденсата на внутренней стенке тепловой трубы рас положена диффузионна  сетка 2. В центральном канале тепловой трубы установлена пориста  огнеупорна  трубка 3 выполненна  из нитрида бора , св занного окисью кремни . Торцы тепловой трубы 1 закрыты огнеупорными втулками Ц, выполненными из сплошного (плотного) нитрида бора, св занного окисью кремни . Втулки 4 предназначены, с одной стороны, дл  защиты от воздействи  жидкого метал ла корпуса тепловой трубы в местах ввода в футеровку емкости дл  отбора металла и ввода металла в форму или кристаллизатор, а с другой стороны, дл  отвода газов, извлекаемых из жид кого металла, протекающего по огнеупорной трубке 3. Средн   часть внеш ней поверхности тепловой трубы, заключенна  между втулками k, покрыта теплоизолирующим слоем 5 из обычных огнеупорных материалов в зависимости от предсто щих условий работы трубы в отдельных случа х и из нитрида бора , св занного окисью кремни . На внешней поверхности огнеупорной труб ки 3 на всю ее длину выполнены продольные пазы 6 с глубиной 0,2-0,3 от толщины стенки трубки и шириной 1,01 ,2 от толщины стенки трубки 3. При этом шаг пазов составл ет 1,0-1,5 от толщины стенки трубки 3. На внут ренних поверхност х втулок А также выполнены пазы 7 с параметрами, аналогичными указанным выше - глубина 0,2-0,3, а ширина 1,0-1,2 от толщин стенки втулки Ц. На внутренних торцах втулок также выполнены торцовые полости 8 глубиной 0,,6 толщины стенки втулки k, соедин ющие продольные пазы 6 с пазами 7, а на противоположных концах каждой втуп 4 ки ч на их внутренней поверхности выполнены кольцевые каналы 9 глубиной и шириной 0,3-0,6 от толщины стенки втулки. При этом из каналов 9 выведены по крайней мере по два отверсти  10 наружу втулок 4. Глубина пазов меньше нижнего предела (менее 0,2 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) приводит к большому гидравлическому сопротивлению дл  движени  откачиваемых газов и снижению эффекта дегазации металла . Глубина пазов больше верхнего предела (более 0,3 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) снижает прочность трубы и увеличивает частоту ее смены. Ширина пазов меньше нижнего предела (менее 1,0 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) снижает эффект дегазации. Ширина пазов больше верхнего предела (более 1,2 толщины стенки огнеупорной трубки или втулки) снижает эффект работы тепловой трубы и искажает ее геометрические размеры. Глубина торцовой полости и кольцевого канала, меньше нижнего предела (менее 0,3 толщины стенки втулки) приводит к уменьшению эффекта дегазации из-за повышенного гидравлического сопротивлени  дл  отсасываемых газов . Глубина торцовой полости и кольцевого канала больше верхнего предела (более 0,6 толщины стенки втулки) приводит к ослаблению прочности втулки . Ширина кольцевого канала меньше нижнего предела (менее 0,3 толщины стенки втулки) повышает гидравлическое сопротивление и снижает эффект дегазации. Ширина кольцевого канала больше верхнего предела (более 0,6 толщины стенки втулки) понижает прочность концевой части втулки. Шаг пазов меньше нижнего предела (менее 1 ,0 толщины стенки струбки снижает эффект дегазации стали). Шаг пазов больше верхнего предела (более 1,5 толщины стенки трубы) приводит к снижению ее прочности. Втулки Ц с внешней стороны охвачены полными металлическими хомутами 11, в полость KOTopbix выход т отверсти  10 каналов 9. Хомуты 11 гер5 9 метично присоедин ютс  к поверхности втулок k с помощью уплотнителей 12. Дл  подключени  дегазационной системы в хомутах 11 выполнены патрубки 13. Таким образом, в предлага емом металлопроводе подготовлен пут дл  прохода газа - пориста  огнеупор на  трубка 3, пазы 6, торцовые полости 8, пазы 7, кольцевые каналы 9 отверсти  10, полость хомутов 11 и патрубки 13. Работает металлопровод следующим образом. Один из концов металлопровода огнеупорной втулки 4 вводитс  в емкость , из которой следует транспортировать жидкий металл, а другой конец металлопровода вводитс  в емкость (форму, кристаллизатор и пр.) При необходимости осуществл етс  уплотнеиие в местах ввода концов металлопровода . При обычном разогреве разливочного устройства, в котором закрепл етс  на длину втулки k один конец металлопровода, теплова  труба 1 при необходимой температуре нагревател  например пламени горелки,начинает действовать. Процесс транспортировки металла по металлопроводу осуществл етс  обычными средствами - за счет гравитационных сил, подъема вакуумом, сил давлени , электромагнитных сил и др. После того, как теплова  труба 1 с диффузионной сеткой 2 запущена и огнеупорна  трубка 3, изготовленна  из пористого нитрида бора, св занного окисью кремни ,разогрета, через патрубки 13 подключают ее к дегазирующей системе (вакуумной системе ) . К этому времени тепловой режим металлопровода стабилизируетс  благодар  теплоизол ции 5. Разливаемый металл, идущий по пористой огнеупорной трубке 3 под воздействием разрежени , равном мм ртутного столба, созданного в пазах 6, подвергаетс  вакуумной обработке газы проход т через пористую стенку трубки 3, эвакуируютс  из металлопро вода по пазам 6, 7, полости 8, кольцевыми каналам 9, через отверстие 10 и полость хомута 11. При этом хомут 11 уплотнен уплотнителем 12. Необходимо отметить, что специфика функционировани  тепловой трубы 1 46 обеспечивает нормальную работу металлопровода ь услови х дегазации, дл  этого необходимо температуру подаваемого металла в разливочном ковше держать выше на 20-25 С обычной температуры. Примен ют следующие теплоносители (рабочие жидкости): дл  разливки высокоуглеродистых сталей, в том числе чугуна, - литий (интервал рабочих температур 1 1 50-1бООС) ; дл  разливки низкоуглеродистых сталей - барий (интервал рабочих температур 1(501900 С ); дл  разливки цветных металлов и их сплавов примен ют цезий или калий (интервал рабочих температур их близок друг к другу и находитс  в пределах600-11ОО С). Материал дл  корпуса тепловой трубы и материал дл  диффузии конденсата выбираетс  в соответствии с примененным теплоносителем (рабочей жидкостью ) . Работа предлагаемого металлопровода может быть продемонстрирована на конкретном примере следующим образом . При непрерывной отливке биметаллических листовых заготовок сечением мм из двух сталей: в центре заготовки сталь марки Ст. 3, а в наружных сло х - сталь марки Х18Н10Т. Сталь подают в кристаллизатор из отдельных разливочных устройств. При этом одно из них отстоит от кристаллизатора сравнительно на большом рассто нии , равном 3,0-3,5 м. На этом участке установлен металлопровод, один конец которого вмонтирован в разливочное устройство, другой - выведен в кристаллизатор. Температура разливаемого металла дл  внутреннего сло  (сталь марки ст.З) равна , температура металла (сталь марки Х18Н10Т) дл  внешнего сло  и подаваемого с помощью тепловой трубы равна 1580°С. После запуска с помощью газовой горелки тепловой трубы 1 (которой разогревалось и разливочное устройство), а следовательно, и разогрева пористой огнеупорной трубки 3 начинаетс  разливка металла с одновременным включением вакуума через патрубки 13. К этому времени в кристаллизатор уже подаетс  слиток дл  Центральнего сло , отливаемый в другом , верхнем кристаллизаторе. Таким образом, из металлопровода поступает дегазированный металл, которым заливают кругом центральный слиток, создава  внешний слой готовой биметаллической заготовки. Величина разрежени , создаваемого вакуумной системой составл ет 5-15 мм ртутного столба. Скорость выт гивани  биметаллической непрерывной заготовки составл ет 0,50-0,55 м/мин, при этом расход металла , проход щего под воздействием гравитационных сил через металлопровод в два раза больше, чем расход металла дл  центрального сло  потому, что во столько же. раз больше металла во внешних сло х готовой биметаллической заготовки. Завершаетс  разливка отключением вакуума и остановкой выт гивани  заготовки, К этому времени верхний слиток,образующий центральный слой заготовки, уже вьииел из своего кристаллизатора.

Целесообразно после разливки металла с вакуумированием двух-трех плавок продувать метал опровод инертным газов через патрубки 13 с целью огнеупорной трубки от загр  нений , что обеспечит более эффективную Нрслёдующую дегазацию металла с лучшим удалением неметаллических включений.

Реализаци  предлагаемого изобретени  нар ду с высокой стабильностью поддержани  температуры металла на выходе из металлопровода, исключением н еобходймости подвода энергии, исключением необходимости в охладителе, высокой термической и механической стойкостью огнеупорной трубки и втулки , большой прот женностью металлопровода , не вли ющей на ее работоспособность , обеспечивает непрерывную дегазацию металла в потоке при длительной непрерывной разливке стали и сплавов по методу плавка на плавку, при этом резко сокращаетс  содерк{ание газов и неметаллических включений в разливаемом металле.

Ожидаемый эргономический эффект от использовани  предлагаемого металлопровода обеспечиваетс  за счет снижени  брака готовой продукции.

Брак из-за несвариваемости внутреннего и внешнего слоев биметаллической заготовки снижаетс  с 10% до 2%.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР ff 737107, кл. В 22 О 11/10, 1978.

Фие.1

Фvг.Z

/f

К