| Формула изобретения 1. Устройство «газоколпак» для рафинирования и надежности разливки металла из ковша с донным разливочным стаканом, но без стопора и шибера, состоит из колпака с несколькими отверстиями в основании и закреплен к днищу ковша, а колпак концентрично расположен над донным разливочным стаканом, отличающееся тем, что в верхней части колпака врезан патрубок, сообщающий между собой с помощью вентиля полость колпака с источником сжатого газа или атмосферой, в полости колпака над разливочным стаканом находится в свободном состоянии запорный огнеупорный элемент, плотность которого меньше плотности жидкого металла. 2. Устройство по п.1 отличается тем, что запорный элемент выполнен в виде огнеупорного шара, диаметр которого значительно больше, чем диаметр разливочного отверстия в стакане, примерно в 2-5 раз и меньше, чем диаметр колпака, примерно в 1,5-2 раза. 3. Устройство по п.1 отличается тем, что над разливочным стаканом, в днище ковша прикреплен карман и одна стена кармана является стеной ковша. ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) |
разливки металла
Заявка на изобретение относится к области металлургии,
к стопорным и шиберным устройствам разливки жидкого металла из ковша .
Из предшествующего уровня техники практически единственное устройство для разливки металла (стали) это стопоры и шиберы, имеющие большие недостатки. СТОПОРНАЯ РАЗЛИВКА: 1. Довольно быстрая механическая поломка стопора; 2. Износ стопора в- области шлакового пояса и износ головки стопора; 3. Поломка стопора в зоне его крепления со штангой стопорного механизма; . Коробление вилки, соединяющей штангу и стопорный механизм. ШИБЕРНАЯ-. РАЗЛИВКА: 1. Сложность конструкции шиберного затвора и его высокая стоимость; 2. Усложненная схема старта из-за засыпки канала шиберного затвора; 3. Существенное удлинение сталевыпускного канала ковша до формы (кристаллизатора) и способствует зарастанию канала неметаллическими и шлаковыми включениями, нарушению режима литья и увеличению количества брака; . Подсос воздуха между плитами шиберного затвора и снижает качество металла (стали) (см. SU «Теория и практика непрерывного литья заготовок», Смирнов А.Н. и др., Донецк, 2000г. , стр.71, 159) .
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Наиболее, близким по технической сущности к изобретению является устройство для разливки металла из ковша, содержащего в днище выступающее внутрь разливочный стакан, с концентрично расположенным над ним, дополнительного наружного стакана с; прорезями, причем, полость между стаканами соединена с пневматической системой и шиберным затвором (см. SU, авторское свидетельство СССР Ν' 727326, Кл. В22 D 41/08, 1977) .
Недостатками данного устройства являются: сложность конструкции; высокая стоимость; недостаточная надежность шиберного затвора; утечка газа через отверстие разливочного стакана и между плитами этого шиберного затвора; большой удельный расход металла на разливку и, как результат, довольно высокая стоимость литья.
Задачей решаемой изобретением является упрощение конструкции устройства, повышение надежности, улучшение качества металла и уменьшение себестоимости литья.
Решение указанной технической задачи легло в основу изобретения .
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Технической результат от использования изобретения заключается в упрощении конструкции устройства, уменьшении стоимости, повышении надежности процесса разливки металла, снижении потерь и улучшении качества металла.
' Для упрощения конструкции устройства и повышения его надежности, рафинирования жидкого металла и его разливки без стопора и шибера из ковша создан «газоколпак» запор - дозатор- фурма . В днище ковша закреплен разливочный стакан с отверстием и, концентрично прикреплен над ним колпак с несколькими . отверстиями в основании, а в верхней части колпака врезан патрубок, сообщающий с помощью вентиля полость колпака с источником сжатого газа или атмосферой. В колпаке над разливочным стаканом в свободном состоянии находится огнеупорный запорный элемент, плотность которого меньше· плотности жидкого металла. Предпочтительно, запорный элемент выполнен в виде огнеупорного шара. С целью увеличения срока эксплуатации патрубка для уменьшения его контакта с жидким металлом используют карман, у которого одна стена является стеной ковша. Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен продольный разрез устройства (фиг.1).
Ковш 1 в днище его установлен разливочный стакан с отверстием 2, над ним концентрично закреплен колпак 3 с
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) несколькими отверстиями 4 в его основании. В верхней части колпака 3 прикреплен патрубок 5, он сообщает полость колпака 3 через вентиль б с источником сжатого газа или с атмосферой. В полости колпака находится в свободном состоянии запорным элемент, выполненный в виде огнеупорного шара 7. Вместо колпака
3 возможна замена на карман 8 (фиг.2) .
Устройство работает следующим образом.
В емкость ковша 1 поступает жидкий металл и через отверстия
4 перетекает в полость колпака 3 при закрытом положении вентиля б. омывает основание запорного огнеупорного шара 7, закрывая им, разливочное отверстие 2, и запирает находящийся воздух в полости колпака 3, а сам колпак снаружи погружается в жидкий металл. С повышением уровня металла в емкости ковша 1 увеличивается металлостатическое давление на запорный шар 7, а Давление воздуха в полости колпака 3, повышается. Также повышению давления способствует и прогрев воздуха от тепла жидкого металла. При увеличении температуры газа на каждые 273 градуса увеличивает его повышение давления в полости колпака 3, примерно, на 1 ати. Избыточное давление расположенного воздуха в колпаке 3. соответствует, примерно, при 1500-1600 градусов и воздействуе на запорный огнеупорный элемент - шар давлением более 5 ати. Вместе с металлостатическим давлением газовое давление поджимает запорный шар 7 , надежно закрывая им разливочное отверстие 2. Величина подъемной архимедовой силы при этом мала, поскольку запорный огне ' упорный шар 7, погружен в
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) расплав только своим основанием, и недостаточна для подъема его над отверстием 2.
Наполнив ковш 1 жидким металлом, открывают вентиль 6 и уменьшают давление в полости колпака 3 до уровня атмосферного давления. Жидкий металл под действием металлостатического давления устремляется через отверстия 4 в полость колпака 3, одновременно возрастает величина архимедовой силы, выталкивающей плавающий запорный шар 7, при этом на основании запорного шара 7 действует направленное вверх давление потока металла. В ; результате, под действием этих сил, запорный шар всплывает, отверстие 2. открывается и начинается разливка металла.
Для регулировки разливки жидкого металла меняют давление газа в полости колпака 3 с помощью вентиля б. Увеличивают давление в колпаке 3 и увеличивают противодействие металлостатического давления и уменьшают скорость разливки жидкого металла, при этом уменьшают уровень жидкого металла в колпаке 3 и перекрывают отверстие разливочного стакана 2 запорным огнеупорным шаром 7, прекращая разливку жидкого металла . Уменьшают давление газа в колпаке 3 и увеличивают действие металлостатического давления и повышают скорость разливки жидкого металла.
Для рафинирования жидкого металла используют этот «газоколпак», это затвор - дозатор и как фурма для продувки жидкого металла газом, например, кислородом и аргоном. Величину давление газа в полости колпака 3 определяют формулой Р>>Ратм.+
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) CjH, где q - плотность жидкого металла, Н - высота жидкого металла в ковше 1. Получив нужную величину давления в полости колпака 3, в соответствии с указанной формулой, происходит рафинирование жидкого металла путем через отверстие 4 барботажа металла газом. Устройство, изготовленное с карманом 8, работает также как и с колпаком 3.
Применение заявленного устройства позволяет значительно упростить процесс разливки стали, повышает надежность процесса, обеспечивает рафинирование металла, улучшение его качества и снижение себестоимости литья.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)