SK7238Y1 - Spôsob plynulého odlievania ocele - Google Patents

Abstract

Je opísaný spôsob, pri ktorom sa tekutá oceľ (2) vedie z medzipanvy (3) do kryštalizátora (5) cez ponornú výlevku (4), ktorá má hlavný stredový kanál (11) a dva oproti sebe umiestnené výpustné otvory (8) v jej spodnej časti. Na ponornú výlevku (4) je namontovaný ochranný štít (12) na ochranu jej spodnej časti pred priamym dopadom tekutej ocele (2) v prvotnej fáze liatia, keď je kryštalizátor (5) prázdny, pričom tento ochranný štít (12) roztaví okolitá tekutá oceľ (2). V procese liatia sa udržuje hladina tekutej ocele (6) v kryštalizátore (5) v ustálenej polohe.

Description

SK 7238 Υ1

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka plynulého odlievania ocele do brám, pričom tekutá oceľ sa privádza do kryštalizátora zhora cez ponornú dýzu (ponornú výlevku). Samotný kryštalizátor pozostáva zo štyroch vodou chladených medených platní, ktoré tvoria akýsi kontajner bez dna. Steny kryštalizátora sú intenzívne chladené vodou, čo zabezpečí vytvorenie stuhnutej povrchovej kôry po obvode odliatku a jeho integritu. V ustálenom stave sa povrchovo stuhnutý odliatok vyťahuje cez spodný otvor kryštalizátora. Rýchlosť vyťahovania odliatku zospodu je v rovnováhe s privádzaním tekutej ocele do kryštalizátora zvrchu, čím sa udržiava hladina povrchu tekutej ocele v kryštalizátore v ustálenej polohe.

Doterajší stav techniky

Spôsob plynulého odlievania ocele je dobre známy, pričom odlievané obdĺžnikové bramy majú prierezy od 50 mm x 500 mm až do 250 mm x 2200 mm. Spôsobom plynulého odlievania sú vyrábané tiež štvorcové a kruhové sochory a iné profily.

Tekutá oceľ vyteká z liacej panvy cez liacu trubicu do medzipanvy. Prúdenie (tok) ocele z panvy do medzipanvy je riadené prostredníctvom posuvného (šupátkového) uzáveru. Intenzita plnenia závisí od požadovanej stabilnej úrovne hladiny ocele v medzipanve, resp. v kryštalizátore.

Medzipanva je metalurgická nádoba skonštruovaná z oceľových plechov a je vymurovaná žiaruvzdornými materiálmi. Jej primárnou funkciou je transport ocele z liacej panvy do kryštalizátora, pričom vzhľadom na svoj objem vykonáva funkciu dočasného zásobníka pre tekutú oceľ počas výmeny liacích panví, umožňuje jej tepelnú a chemickú homogenizáciu a pri správnom vystrojení vhodnými usmerňovačmi prúdenia zabezpečuje odstraňovanie nekovových vtrúsenín (inklúzií) z objemu ocele do trosky, ako aj minimalizáciu zmesovej prechodovej oblasti chemického zloženia rôznych napájaných akostí.

Počas odlievania ocele je nutné používať viaceré druhy špeciálnej tvarovej keramiky, ktoré musia byť schopné odolávať okrem samotnej expozície tekutej ocele aj náhlym teplotným zmenám, eróznemu pôsobeniu trosky, ale aj vysokému mechanickému namáhaniu.

V procese plynulého odlievania ocele je tekutá oceľ privádzaná z medzipanvy do kryštalizátora cez ponornú trubicu (ponornú výlevku). Ponorná výlevka je vyrobená zo žiaruvzdornej keramiky a je pripevnená k medzipanve. V prípade odlievania oceľových brám ponorná výlevka predstavuje keramickú trubicu so stredovým otvorom, cez ktorý tekutá oceľ zhora vteká z medzipanvy do ponornej výlevky. Stredový otvor je v dolnej časti ukončený dvoma výstupnými otvormi, kolmými na stredový otvor. Tok tekutej ocele z medzipanvy do kryštalizátora cez ponornú výlevku je zabezpečený gravitačnou tiažou tekutej ocele, pričom je riadený zátkovou tyčou alebo šupátkovým uzáver, ktorým sa reguluje veľkosť prierezu otvoru.

V ustálenom stave liatia je ponorná výlevka ponorená do tekutej ocele v kryštalizátore, pričom vodorovné výpustné otvory sú pod hladinou tekutej ocele. Konštrukcia ponornej výlevky s dvoma vodorovnými výpustnými otvormi zabezpečuje požadovanú dynamiku a turbulenciu prúdenia tekutej ocele v kryštalizátore v ustálenom stave na zabezpečenie požadovanej kvality odlievanej bramy.

Ponorná výlevka chráni prúd ocele pred vplyvmi atmosféry počas jej prúdenia z medzipanvy do kryštalizátora. Musí vydržať vysoké teplotné zmeny, mechanické namáhanie a tiež korózne vplyvy trosky v kryštalizátore.

Na začiatku procesu odlievania sa dno kryštalizátora upchá štartovacou zátkou, ktorá sa vsunie do kryštalizátora. Štartovacia zátka je pružná konštrukcia a predstavuje dočasné dno kryštalizátora. Prázdny kryštalizátor sa naplní taveninou ako bežná odlievacia forma. Keď hladina tekutého kovu stúpne na polohu ustáleného stavu, štartovacia zátka, nesúca so sebou odliatok, sa odťahuje z dnového otvoru smerom dolu pomocou ťažných valcov. Po začiatku odlievania a výbehu odliatku na horizontálnu časť výbehového úseku sa štartovacia zátka od odliatku oddelí.

Kritickým momentom pre zaťaženie ponornej výlevky, hlavne jej spodnej časti, je prvotné vypustenie tekutej ocele z medzipanvy do kryštalizátora cez ponornú výlevku (začiatok liatia). Samotná konštrukcia spodnej časti ponornej výlevky (oslabenie konštrukcie v dôsledku bočných výpustných otvorov), jej tepelné a mechanické zaťaženie v prvotnom momente liatia, kedy tekutá oceľ voľne dopadá na dno ponornej výlevky, je jedným z faktorov, limitujúcich životnosť ponornej výlevky.

Podstata technického riešenia

Technické riešenie navrhuje spôsob plynulého odlievania ocele cez ponornú výlevku, pričom na ponornú výlevku je namontovaný ochranný štít, ktorý chráni dno ponornej výlevky pred tekutou oceľou v prvotnej fáze liatia. Tvar ochranného štítu zabezpečí, že prúd tekutej ocele je zo stredového zvislého kanála odkláňaný

SK 7238 Υ1 priamo do bočných výpustných otvorov, čím sa zabráni extrémnemu tepelnému a mechanickému preťaženiu dna ponornej výlevky v počiatočnej fáze liatia. Po naplnení kryštalizátora tekutou oceľou nad úroveň výpustných otvorov ponornej výlevky sa ochranný štít roztaví a stane sa súčasťou taveniny. Počas nasledujúceho liatia v ustálenom stave sú otvory ponornej výlevky nechránené, čím sa dosiahne požadovaný tok tekutej ocele v kryštalizátore.

Prehľad obrázkov

Na obrázku 1 je znázornený náčrt zariadenia plynulého odlievania ocele do brám.

Na obrázku 2 je znázornený perspektívny pohľad zobrazujúci ponornú výlevku v kryštalizátore.

Na obrázku 3 je znázornený ochranný štít podľa technického riešenia.

Na obrázku 4 je znázornená ponorná výlevka s ochranným štítom.

Na obrázku 5 je znázornený pohľad na tok tekutej ocele cez ponornú výlevku pri použití ochranného štítu.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

Zariadenie plynulého odlievania ocele do brám, zobrazené na obrázku 1 a detailne na obrázku 2, zahŕňa liacu panvu 1 a medzipanvu 3. Z liacej panvy 1 je tekutá oceľ 2 privádzaná do medzipanvy 3. Z medzipanvy 3 tekutá oceľ 2 vyteká v dôsledku svojej gravitačnej tiaže cez ponornú výlevku 4 do kryštalizátora 5. Ponorná výlevka 4 má v spodnej časti dva oproti sebe ležiace otvory 8, cez ktoré tekutá oceľ vyteká zo stredového kanála 11 ponornej výlevky 4 do priestoru kryštalizátora 5. V ustálenom stave liatia (ako je zobrazený na obrázku 1) sa hladina tekutej ocele 6 udržiava nad výpustným otvormi 8 ponornej výlevky 4. V kryštalizátore 5 na studenom povrchu stien tekutá oceľ 2 tuhne a vytvára tuhú kôru bramy 7, pričom jadro bramy ostáva tekuté a tuhne postupne v úseku sekundárneho chladenia K). Čiastočne (na povrchu) stuhnutá nekonečná brama je zospodu kryštalizátora 5 vyťahovaná radom spárovaných ťažných valcov 9, ktoré tiež zabezpečujú ohyb bramy z vertikálneho smeru do vodorovného smeru. Pozdĺž ťažných valcov 9 v úseku sekundárneho chladenia 10 sa brama chladí vodnými sprchami (na výkrese nie sú zobrazené).

Ochranný štít 12, zobrazený na obrázku 3, je vyrobený z oceľového plechu 13, ktorý je ohnutý do tvaru podľa obrázka 3. Na zosilnenie účinku ochranného štítu 12 je v jeho strednej časti na jeho spodnú časť privarený oceľový plech 14, ako je znázornené na obrázku 3. Na manipuláciu a vkladanie ochranného štítu 12 do ponornej výlevky 4 je ochranný štít 12 vybavený držiakom 15.

Pred začatím liatia tekutej ocele sa ochranný štít 12 vloží cez otvory 8 do ponornej výlevky 4. Po montáži sa šupátko (nie je zobrazené) na výpustnom otvore medzipanvy 3 otvorí, tekutá oceľ 2 vyteká z medzipanvy 3 cez stredový kanál ponornej výlevky 11 a dopadá na šikmé steny ochranného štítu 12. Po šikmých stenách ochranného štítu 12 tekutá oceľ steká k výpustným otvorom ponornej výlevky 8 a vyteká do priestoru kryštalizátora 5.

Ochranný štít 12 sa roztaví po tom, ako hladina tekutej ocele 6 v kryštalizátore 5 stúpne nad úroveň výpustných otvorov ponornej výlevky 8.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (1)

1. Spôsob plynulého odlievania ocele, pri ktorom sa tekutá oceľ (2) privádza do kryštalizátora (5) cez ponornú výlevku (4), ktorá má hlavný stredový kanál (11) a dva oproti sebe umiestnené výpustné otvory (8) v dolnej časti ponornej výlevky (4), až do dosiahnutia ustálenej polohy hladiny tekutej ocele (6) nad výpustnými otvormi (8) ponornej výlevky (4), pričom v ustálenom stave liatia sa povrchovo stuhnutý odliatok vyťahuje cez spodný otvor kryštalizátora (5) rýchlosťou zodpovedajúcou prietoku tekutej ocele (2) na udržanie ustálenej hladiny tekutej ocele (6) v kryštalizátore (5), vyznačujúci sa tým, že na ponornú výlevku (4) sa pripevní ochranný štít (12), ktorý je vyrobený z ocele na ochranu jej spodnej časti pred priamym dopadom tekutej ocele (2) v prvotnej fáze liatia, pričom tento ochranný štít (12) roztaví okolitá tekutá oceľ (2).