SK892016A3 - Spôsob liatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky v medzipanve - Google Patents

Abstract

Opísaný je spôsob liatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky v medzipanve, pri ktorom je tekutý kov privádzaný do medzipanvy, na dne ktorej je umiestnená dopadová doska so sférickým povrchom zachytávajúca prvotný náraz prúdu, optimalizuje sa prúdenie tekutého kovu a tekutý kov je odvádzaný z medzipanvy.

Description

Oblasť techniky

Vynález neši spôsob kontinuálneho liatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky so sférickým povrchom v medzipanve.

Doterajší stav techniky

Medzipanva (MP) je väčšinou zvarenec oceľových plechov s výstužnými rebrami a je vybavená žiaruvzdornou výmurovkou. V dne medzipanvy sú zamurované výtokové otvory. Pre medzipanvové operácie platí, že môžu ovplyvniť kvalitu roztaveného kovu tesne pred jeho odliatím, preto je vývoj medzipanvovej metalurgie veľmi dôležitý.

Medzipanva spĺňa viaceré metalurgické funkcie ako je zásobáreň tekutého roztaveného kovu pred odliatím a počas výmeny liacej panvy je transportér roztaveného kovu resp. ocele pre jednotlivé liace prúdy, minimalizuje rozstrek liaceho prúdu, znižuje ferostatický tlak roztaveného kovu, homogenizuje tekutý kov chemicky a tepelne, oddeľuje tekutý kov od trosky, vyhodnocuje sa rýchlosť liatia, sleduje sa teplota roztaveného kovu, zrovnomerňuje rýchlosti pri odlievaní, udržuje stabilný konštantný tok roztaveného kovu, udržuje stálu výšku hladiny v kryštalizátore, dekantujú sa v nej nekovové inklúzie, je možné v nej uplatniť posledné metalurgické operácie ako napr. legovanie. Riadením prúdenia v MP sa upravuje retenčný čas a tiež mŕtve objemy, minimalizuje možnosť turbulentných zón v liacom prúde a pod. V súčasnosti je významným cieľom využívanie MP ako nástroja pre minimalizáciu prechodových oblastí a mŕtvych objemov.

Výsledná kvalita ocele závisí na možnosti, čo najmenšieho strhávania trosky a maxiimílneho vyplavovania nekovových vtrúsenín, a preto je potrebné dosiahnuť v MP optimálne prúdenie. Prietok tekutého kovu cez MP má hydrodynamický charakter, ktorý zahŕňa jednofázové turbulentné prúdenie a multifázové prúdenie, keď sa rozdeľuje retenčný čas, narastá množstvo inklúzií v závislosti na ich pohybe, presúva sa tepelná energia a vzniká vírenie na začiatku a konci liatia. Pre dosiahnutie optimálneho prietoku liatia a teda vyššej čistoty kovu je dôležité, aby boli zabezpečené: vyšší minimálny a maximálny retenčný čas, zníženie silných turbulencií a mŕtvych zón, zrýchlenie koagulácie vo vhodných turbulentných zónach a plávajúcich inklúziách pomocou aktívnej krycej trosky a obmedzenie tzv. otvoreného (červeného) oka vytváraného jamku na povrchu roztavenej ocele, čo zapríčiňuje absorpciu vzduchu. Zbytkový kov a troska, ktoré ostávajú v MP sa musia pred ďalším liatím mechanicky odstraňovať, táto troska sa síce recykluje, ale jej odstraňovanie je prácne a predlžuje čas kontinuálneho liatia. Ďalším problémom sú mŕtve objemy, ktoré vedú k tepelným stratám a vytváraniu zhlukov pri výtokových uzloch a následne ich zalepovaniu. Preto prietok v MP musí byť vedený optimálnym riadením smerov prúdu a teplotných gradientov.

Doteraz používanými špeciálnymi doplnkami medzipanvy sú podľa potreby hrádzky, prepážky, dopadová doska, tvárnice pre prefúkavanie inertným plynom.

Doteraz je používaný mechanický usmerňovač s názvom „Protinárazová vložka medzipanvy“ podľa slovenského patentového spisu č. 288043, ktorá obsahuje základnú doštičku s horným nárazovým povrchom obklopeným bočnou stenou s ohraničenými priechodmi. Protinárazová vložka je upravená tak, aby na seba nechala dopadať a odchyľovala privádzaný prúd roztaveného kovu a umožňovala odtekanie odchýleného prúdu cez priechody a otvorený horný povrch vložky. Oblúkové stupňovité časti obklopujú ce priechody a/alebo hrádzi podobné steny pomáhajú riadiť odtekanie. Rozdelenie a distribúcia odtekania uľahčuje rozvoj protiprúdového toku v roztavenom kove medzi protinárazovou vložkou a výstupným otvorom medzipanvy. Prúdenie tekutého kovu sa však šíri po dne medzipanvy k výtokovým uzlom, v horných rohoch MP vznikajú mŕtve zóny a retenčný čas je nízky .

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značnej mieri odstraňuje spôsob Hatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky v medzipanve. Podstata vynálezu spočíva v tom, že tekutý kov je privádzaný do medzipanvy, na dne ktorej je umiestnená dopadová doska so sférickým povrchom, ktorú tvorí žiaruvzdorný prefabrikát, resp. hranol so štvoruholníkovou základňou a s hornou vypuklou podstavou. Dopadová doska zachytí prvotný náraz prúdu a zabráni rozstreku tekutého kovu, ďalej dynamizuje a optimalizuje prúdenie tekutého kovu z hľadiska celkového objemu. Zároveň sa pri nižšej aj vyššej rýchlosti Hatia roztaveného kovu zvýši minimálny a maximálny retenčný čas. Po dosiahnutí požadovanej výšky hladiny tekutého kovu v medzipanve sa otvoria výtokové uzly, pričom hladina tekutého kovu je konštantná a množstvo pritekajúceho kovu je rovné množstvu kovu opúšťajúceho medzipanvu výtokovými uzlami do ďalšej časti ZPO.

Spôsob liatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky je navrhnutý aj pre režim odlievania tekutého kovu so zmenenými vlastnosťami, teda keď v nasledujúcej Hacej panve je tekutý kov s inými vlastnosťami,

SK 89-2016 A3 ako bol v predchádzajúcej a preto sa musí MP pred nalievaním tekutého kovu čo najviac vyprázdniť, pretože je oceľ vytvorená zmesou z prvej a následnej liacej panvy nepredajná. Rýchlosť Liatia roztaveného kovu sa mení aj pri zmene liacej panvy a preto aj pri nižšej aj vyššej rýchlosti liatia predlžuje inovovaný spôsob liatia minimálny a maximálny retenčný čas, čím sa vynález líši od doteraz používaného spôsobu liatia roztaveného kovu. Tekutý kov je privádzaný do medzipanvy, na dne ktorej je umiestnená dopadová doska so sférickým povrchom, ktorá zachytáva prvotný náraz prúdu a eliminuje dopadové energie, tekutý kov sa odvádza v celkovom možnom objeme medzipanvy cez výtokové uzly a ponornú výlevku do ďalšej časti ZPO.

V/hodou opísaného spôsobu hatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky je, že dosiahnutím vyššieho minimálneho a maximálneho retenčného času sa eliminuje skratové prúdenie aj pri nízkej rýchlosti odlievania, v MP nedochádza k tvorbe mŕtvych zón, javu červeného oka na povrchu tekutého kovu, nedochádza k strhávaniu medzipanvovej trosky do objemu kovu a v praxi sa prejaví pozitívnym vplyvom na čistotu kovu z pohľadu inklúzií. Týmto spôsobom odlievania sa znižujú ekonomické straty vznikajúce nepredajnosťou ocele neurčenej akosti, ktoré vznikajú pri nedostatočnom vyprázdnení medzipanvy.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Tekutý kov sa z liacej panvy nalieva do medzipanvy, na dne ktorej je umiestnená dopadová doska so sférickým povrchom, ktorá zachytáva prvotný náraz prúdu, zabraňuje rozstreku tekutého kovu, zároveň dynamizuje prúdenie tekutého kovu z hľadiska celkového objemu a eliminuje dopadové energie. Po dosiahnutí požadovanej výšky hladiny tekutého kovu v medzipanve sa otvoria výtokové uzly, pričom hladina tekutého kovu je konštantná a množstvo pritekajúceho kovu je rovné množstvu kovu opúšťajúceho medzipanvu výtokovými uzlami do ďalšej časti ZPO.

Spôsob liatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky je navrhnutý aj pre režim odlievania tekutého kovu so zmenenými vlastnosťami, teda keď v nasledujúcej lejacej panve je tekutý kov s iným obsahom, ak o bol v predchádzajúcej a preto sa musí MP pred nalievaním tekutého kovu čo najviac vyprázdniť. Rýchlosť hatia sa mení pri výmene liacej panvy a preto aj pri nižšej aj vyššej rýchlosti liatia predlžuje inovovaný spôsob liatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky minimálny a maximálny retenčný čas. Tekutý kov je privádzaný do medzipanvy, na dne ktorej je umiestnená dopadová doska so sférickým povrchom, ktorá zachytáva prvotný náraz prúdu a optimalizuje prúdenie tekutého kovu, tekutý kov sa vylieva v celkovom možnom objeme MP cez výtokové uzly a ponornú výlevku do ďalšej časti ZPO.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález je priemyselne využiteľný v metalurgii, najmä na výrobu oceľových zliatin, pričom umožňuje veľkým oceliarňam pre splnenie požiadaviek malých objemov zliatin ocele efektívne a ekonomicky použiť exis tujúce zariadenia.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob hatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky, vyznačujúci sa tým, že pred hatím sa na dno medzipanvy umiestni dopadová doska so sférickým povrchom, tekutý kov priteká do medzipanvy, tekutý kov dynamicky prúdi do medzipanvy a zároveň sa pri nižšej aj vyššej rýchlosti hatia zvýši minimálny a maximálny retenčný čas a po dosiahnutí požadovanej výšky hladiny tekutého kovu v medzipanve sa otvoria výtokové uzly, pričom množstvo pritekajúceho kovu je rovné množstvu kovu opúšťajúceho medzipanvu výtokovými uzlami do ďalšej časti zariadenia pre plynulé odlievanie.
2. 2. Spôsob liatia roztaveného kovu s využitím dopadovej dosky, vyznačujúci sa tým, že na dno medzipanvy sa umiestni dopadová doska so sférickým povrchom, tekutý kov priteká do medzipanvy, následne tekutý kov dynamicky prúdi do medzipanvy, zároveň sa pri nižšej aj vyššej rýchlosti liatia zvýši minimálny a maximálny retenčný čas a nakoniec je tekutý kov odvádzaný z medzip anvy v celkovom možnom objeme medzipanvy cez výtokové uzly a ponornú výlevku do ďalšej časti zariadenia pre plynulé odlievanie.