Устройство для защиты струи металла при разливке — SU 1366283 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК136628 А 151) 4 В 22 П 11/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПЬСТ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 632480, кл,В 22 Р 9/00, 1978.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРУИ МЕТАЛЛА ПРИ РАЗ 11 ИВКЕ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к разливкеметаллов и сплавов. Цель изобретения - повьппение качества металла.Устройство содержит многосопловый блокс центральным каналом, связанным через коллектор с источником жидкости,сопла размещены равномерно по двум концентрическим окружностям, центркоторых совпадает. с осью симметрииблока, а сопла, размещенные на внутренней окружности, направлены под углом к оси симметрии многосопловогоблока в сторону оси, При этом сечение выходных отверстий сопл выполнены в виде Ч-образных щелей, которыесоприкасаются концами. Истекающиеиз сопл струи инертного газа образуют две квазикольцевые завесы. Струивнутренней окружности обладают высокой скоростью и жесткостью. Они отражают брызги расплавленного металла,Струи внешней окружности экранируютструю расплавленного металла от контакта с воздухом, что позволяет снизить содержание кислорода и водорода в готовом металле и уменьшить расход инертного газа. 9 з,п. ф-лы,2 ил.Изобретение относится к чернойметаллургии, к внепечной обработкестали и может быть использовано вметаллургии при разливке металлов исплавов,Целью изобретения является повышение качества металла,На фиг.1 представлено устройство,вид снизу; на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1.Исполнение колец сопл в виде набора .соприкасающихся Ч-образных сопл7обращенных центральными вершинамивовнутрь, приводит к тому, что поперечная устойчивость и дальнобойностьструй резко возрастаютОбразуютсякольцевые струи, сформированные изнабора Ч-образных струй, Такие струиболее устойчивы к перепаду давлений 20.на боковых поверхностях струй, а также более дальнобойны, чем кольцевыеструи. Истекающая иэ соприкасающихся Ч-образных сопл внешней окружности струя достигает торцовой поверхности стенок изложницы и замыкаетсяна них. При этом струя расщепляетсяна две части. Одна часть струи уходитнаружу, инертный газ другой частивходит в объем изложницы, создавая 30там нейтральную атмосферу и повышаядавление внутри объема, экранируемого внешней струей инертного газа.Темсамым повышается устойчивость внешной струи и обеспечивается высокоекачество внешнего экранирования разливаемого металла,Кольцевая струя внутренней окружности надежно отражает брызги расплавленного металла от налипания их 40на стенки изложницы, Кроме того,инертный газ внутренней струи способствует рафинированию металла. В конце активного участка газ притягивается к струе металла и вместе с ней 45внедряется в расплав. 11 однимаясь врасплаве вверх, мельчайшие пузырькинейтрального газа вбирают в себярастворенный в металле водород и неметаллические включения. 50Устройство для защиты струи металла при разливке состоит из цилиндрического корпуса 1 многосоплового бло ка, по оси симметрии которого выполнен центральный канал ц ,связанныйчерез коллектор с источником расплавленного металла. В цилиндрическомкорпусе 1 многосоплового блока равномерно по двум концентрическим окружностям, центр которых совпадает с осью симметрии цилиндрического корпуса 1 многосоплового блока, размещены Ч-образные сопла 2 внешней окружности и сопла 3 внутренней окружности, Эти Ч-образные сопла 2 и 3, сечения выходных отверстий которых выполнены в виде Ч-образных щелей, соприкасаются концами, Острые углы при соприкасающихся вершинах лежат в диапазоне 2 - 30 . Ч-образные сопла 2 и 3 могут быть размещены центральными вершинамивовнутрь.Плоскости Ъ выходных сечений Ч-образных сопл 2 и 3 перпендикулярны граням каналов Ч- образных щелей, По меньшей мере одно из ребер в выходном сечении канала каждой Ч-образной щели может быть выполнено криволинейным. Ребра в выходном сечении канала каждой Ч-образ ной щели могут быть выполнены. прямолинейными. Ч-образные сопла 2 внешней окружности направлены под углом 5 - 30 к оси многосоплового блока в сторону его периферийных участков. Угол наклона Ч-образных сопл 3 внут ренней окружности к оси многосоплового блока не превышает 10. На входе в дозвуковую часть Ч-образных сопл 2 и 3 могут быть .размещены два кольцевых ресивера 4 и 5. Кольцевой ресивер 4 с помощью газопровода 6 и кольцевой ресивер 5 с помощью газопровода 7 соединяют соответственно дозвуковые части Ч-образных сопл 2 и 3 с источником газа, Газопроводы 6 и 7 могут быть соединены с источниками различных инертных газов. На входах в кольцевые ресиверы 4 и 5 могут быть установлены генераторы акустических колебаний, например газо- струйный стержневой излучатель 8 или устройство 9 для возбуждения звуковых колебаний.Устройство работает следующим образомм.Расплавленный металл через коллектор поступает в центральный канал а и истекает со среза центрального канала в изложницу, Инертный газ от ис точника газа по газопроводам 6 и 7 поступает на входы генераторов 8 и 9 акустических колебаний. С выхода генератора 8 акустических колебаний газ поступает через полость кольцевого ресивера 4 в дозвуковую часть Ч-образных сопл 2 внешней окружности. С выхода генератора 9 акустичес 3 136 б 283ких колебаний газ поступает через полость кольцевого ресивера 5 в дозвуковую часть Ч-образных сопл 3 внутренней окружности, Со среза Ч-об разных сопл 2 и 3 истекают перемен 4ные по толщине газовые струи. Скорость газа в струях по сечению струй плавно убывает от наиболее широкой части струй (в окрестности централь ной вершины Ч-образной щели) к концам (острым вершинам Ч-образных щелей), На боковых поверхностях Ч-образных струй образуются подковообразные вихри переменного сечения. Эти 15 вихри обладают значительной устойчивостью и до их разрушения удерживают практически неизменной форму струй. Тем самым резко возрастает пвремя жизни" струй, т.е. их дальнобойность, 20 Ч-образные сопла 2 внешней окружности направлены под углом 5 - 30 к оси многосоплового блока в сторону его периферийных участков так, чтобы плоскости граней Ч-образных щелевых 25 каналов лежали в плоскостях, проходящих через контуры торцового сечения изложницы. Струи газа, истекающие со среза Ч-образных сопл 2 внешней окружности, благодаря дальнобой ности, достигают торцовой поверхности изложницы, У торца изложницы газовые струи расщепляются на две струи: одна струя уходит наружу, а другая струя входит в объем изложницы, соз-35 давая там нейтральную атмосФеру. Часть газа проникает внутрь металла, а часть уходит в межструйное пространство, повышая там давление, Это приводит к снижению эжекционного эф фекта струи газа, Устанавливая угол наклона Ч-образных сопл 2 внешней окружности в зависимости от расстояния от торцовой поверхности Ь многосоплового блока до изложницы и габа ритов изложницы, можно существенно снизить количество газа, уходящего со струей в сторону от торцовой стенки изложницыСо среза Ч-образных сопл 3 внут ренней окружности, соприкасающихся острыми вершинами и обращенными центральными вершинами вовнутрь, истекает переменная по толщине газовая струя. Струя обладает значительной устойчивостью к жесткости и сохраняет свою форму практически до входа в изложницу, Это приводит к тому, что образующиеся при разливке жидкого металла в изложницы брызги металла отклоняются газовыми струями,Брызги любого размера либо отбрасываются обратно на струю металла, либо попадают в расплав. Стенки изложницы экранируются от забрызгивания,Поскольку угол наклона Ч-образных сопл 3 внутренней окружности к оси многосоплового блока не превышает 10 , то соударение газовых струй со струей металла происходит без образования брызг. В конце активного участка газовых струй газовая струя притягивается к струе металла, обволакивает ее и вместе с ней внедряется в расплав, находящийся в изложнице. Попавший в расплав инертный газ способствует рафинированию металла.Перпендикулярность плоскости Ь выходных сечений Ч-образных сопл 2 и 3 граням каналов Ч-образных щелей обеспечивает неизменное, оптимальное. положение в пространстве осей начального участка газовых струй при изменении степени нерасчетности струй, вызванным колебаниями давления в газовых магистралях и в межструйном объеме,Генераторы 8 и 9 акустических колебаний возбуждают в газовых струях продольные колебания, Это способствует повышению дальнобойности струй газа, истекающих из Ч-образных сопл 2 и 3.Использование предлагаемого устройства позволит улучшить качество металла за счет повышения надежностиэкранирования струи от контакта своздухом, снижения наводороженностиметалла и содержания неметаллическихвключений.Формула изобретения1, Устройство для защиты струи металла при разливке, содержащее многосопловый блок с центральным каналом, сопла которого размещены равномерно по двум концентрическим окружностям с центром, совпадающим с осью симметрии блока, причем оси сопл,размещенных на внутренней окружности,. направлены под углом к оси симметрии многосоплового блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества металла, сопла выполнены в виде Ч-образных соприкасающихся концами щелей, а плоскости их выход1366283 Фиг.У ных сечений перпендикулярны граням каналов Ч-образных щелей.2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что острый5 угол при вершине каждой Ч-образной щели составляет 2 - 30.3, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что по меньшей мере одно из ребер в выходном сечении канала каждой Ч-образной щели выполнено криволинейным.4. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ребра в выходном сечении канала каждой Ч-об разной щели выполнены прямолинейными.5. Устройство по п1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что Ч-образные щели размещены центральными вершинами вовнутрь. 206Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сопла внешней окружности направлены под углом 5 - 30 к оси многосоплового блока в сторону его периферийных участков. 25 7. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что угол наклона сопл, размещенных на внутренней окружности, к оси многосоплового блока не превышает 1 О. 8. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя кольцевыми ресиверами,соединенными с дозвуковой частью сопл, расположенных соответственно на внешней и внутренней окружностях, и с источником газа.9. Устройство по п.1 и 8, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что .кольцевые ресиверы соединены с источниками различных инертных газов. 10. Устройство по пп. 1, 8 и 9, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на входе по меньшей мере в один кольцевой ресивер установлен генератор акустических колебаний, например газоструйный стержневой излучатель,1366283А Составитель Л. ДымшицТехред И.Попович Корректор Л.ПилипенкоРедактор Ю.СередаЗаказ 6730/11 Тираж 739 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4