UA121221C2 - Футерівка, розливний пристрій і апарат, який включає футерівку, та спосіб їх застосування - Google Patents

Abstract

Пропонується футерівка розливного пристрою, розливний пристрій, який містить те ж саме, і спосіб використання та збирання включає футерівку та розливний пристрій. Футерівка розливного пристрою, що містить основу, яка має поверхню основи з конічною ударною ділянкою поверхні, що формує вершину, бічну стінку і верхню стінку, які проходять всередину відносно бічної стінки, завершуючи внутрішній край, утворюючи вхідний отвір, який знаходиться на відстані зверху і по центру відносно вершини. Верхня стінка включає в похилий виступ, розміщений радіально всередину та вниз, у напрямку до конічної ударної поверхні.

Description

Перехресне посилання на споріднені заявки, і заява про встановлення пріоритету

ІО00О1) Дана заявка претендує на перевагу в пріоритеті попередньої заявки на патент США

Мо 62/037,949, що була подана 15 серпня 2014 року, повне розкриття якої включене в даний опис.

Галузь техніки, до якої належить винахід

І0002| Даний винахід стосується футерівок, які використовуються у виробництві сталі, а саме футерівок розливного пристрою з можливістю зменшення вихрового руху і руйнування поверхні ванни, які створюються потоком розплавленої сталі в ковші, що подається в розливний пристрій установки безперервного лиття. Крім того, винахід стосується розливних пристроїв і апаратів, включаючи футерівки, а також методів застосування футерівок, розливних пристроїв і апаратів.

Рівень техніки 0003) Пристрій для лиття сталі являє собою агрегат для проведення безперервного лиття, також відомого в даній галузі як суцільне лиття. Безперервне лиття включає перенесення розплавленої сталі зі сталеплавильної печі в ківш. З ковша розплавлена сталь подається через кожух ковша (також називається ковшовим кожухом) і далі в контейнер або бак, який називається розливним пристроєм. Розплавлена сталь, як правило, подається у безперервний або напівбезперервний потік рідини у ванну для розплавленої сталі, яка міститься в розливному пристрої. Розливний пристрій, як правило, діє як резервуар, з якого розплавлену сталь можна подавати в прес-форми без перерви або небажаного простою. Для того, щоб захистити розплавлену сталь в розливному пристрої від небажаної хімічної реакції, наприклад, надмірного окислення і завислих частинок, допускається формування захисного шлакового покриву/шару або "флюсу" на поверхні ванни розплавленої сталі. 0004) Вимоги до поверхні та чистоти сучасних високоякісних сталевих виробів дозволяють дуже низькі допуски домішок і хімічних змін. Домішки і хімічні зміни часто є результатом турбулентності, яка створюється вхідним ковшовим потоком розплавленої сталі, що подається в розливний пристрій. Деякі недоліки конструкції розливного пристрою для прийому рідкої сталі з кожуха ковша спричиняють такі несприятливі умови для потоку рідини, як турбулентність всередині розливного пристрою, і сприяють високій активності вільного поверхневого потоку.

Наприклад, потік рідини, який створюється вхідним ковшовим потоком, може відбиватися від плоского дна і бічних стінок розливного пристрою в напрямку поверхні рідкої сталі. Даний створений потік рідини викликає турбулентний процес кипіння, екстенсивний хвильовий рух і розбризкування на поверхні ванни рідкої сталі. 0005) Наприклад, Фіг. 10 ілюструє подовжній розріз однорядної установки безперервного лиття сталі розливного пристрою 1, яка має асиметричний потік рідини Уа. Кожух ковша 7 показаний як суміжний до торцевої стінки З навпроти гніздового блока (не показаний на Фіг. 10 і 11). Дослідження, змодельовані потоком води, показали, що потік рідини, створений вхідним потоком ковша 8 від кожуха ковша 7, відбивається від плоского дна розливного пристрою 4 вгору в напрямку до поверхні рідкої сталі. Якщо цей потік рідини обмежений стінками розливного пристрою 2 і 3, обмежений потік рідини направляється вгору вздовж поверхонь таких стінок 2, 3. Цей висхідний потік проходить по круговій траєкторії 9с і створює спрямований вгору хід вздовж лицьової сторони торцевої стінки 3, і низхідний потік навколо кожуха ковша 7.

Висхідний хід кругового потоку 9с створює надмірну турбулентність на поверхні ванни. Ця висока активність вільного поверхневого потоку в розливному пристрої спричинює явище, що називають "відкритим оком", через яке порушується захисне шлакове покриття 6 верхньої частини ванни рідкої сталі Порушене шлакове покриття б піддає рідку сталь впливу навколишньої атмосфери і встановлює умови, які сприяють зміні хімічного складу ванни рідкої сталі та створенню включень у ванні рідкої сталі. Хімічні зміни, як правило, пов'язані зі втратою алюмінію з ванни і/або поглинанням кисню та азоту ванною рідкої сталі, і, як наслідок, повторним окисненням поверхні. Повторне окиснення та інші небажані реакції можуть, наприклад, спричинити надлишок оксиду алюмінію, сульфіду марганцю і сульфіду кальцію у ванні рідкої сталі. Крім того, низхідний потік навколо кожуха ковша 7 створює зсув і вихори та вловлює і витягує відламані частинки 10 зі зруйнованого флюсового покриття 6 вниз у ванну рідкої сталі. Ці відламані частинки 10 в кінцевому підсумку видаляють зі розливного пристрою з розплавленою сталлю, і створюють включення в готовому виробі зі сталі. 0006) Хімічні зміни та включення в кінцевому підсумку призводять до погіршення якості сталі, і це є основною причиною відбраковування марок сталі високої вартості, таких, як НІС, і марок броньових плит. Крім того, розбризкування рідкої сталі високої температури навпроти стінок розливного пристрою може становити загрозу безпеці операторів. При використанні бо звичайного устаткування можуть також виникнути проблеми через відсутність однорідності температури у ванній рідкої сталі і недостатній час перебування для того, щоб частинки включення спливали на захисне шлакове покриття, на якому частинки можуть бути відділені і/або відокремлені від рідкої сталі.

І0007| Проводилися різні спроби, щоб зменшити або усунути поверхневу турбулентність в процесі безперервного лиття зі розливного пристрою для покращення якості готового сталевого продукту. Ці спроби включали використання широкого різноманіття порогів і зливів, які перенаправляють ковшовий потік рідини з поверхні ванни розплавленої сталі. Хоча деякі відомі пристрої управління потоком рідини в певній мірі успішно контролюють потік рідини та зменшують турбулентність поверхні, проте використання таких пристроїв управління, як правило, є недостатнім для отримання високоякісної сталі або вирішення описаних вище експлуатаційних проблем.

СУТЬ ВИНАХОДУ

І0008| Відповідно до першого аспекту винаходу, пропонується футерівка розливного пристрою, що містить основу, яка має поверхню основи з конічною ударною ділянкою поверхні, що формує вершину, бічну стінку і верхню стінку, які проходять всередину відносно бічної стінки, завершуючи внутрішній край, утворюючи вхідний отвір, який знаходиться на відстані зверху і по центру відносно вершини. Верхня стінка включає похилий виступ, розміщений радіально всередину і вниз у напрямку до конічної ударної поверхні.

І0009) В другому аспекті цього винаходу пропонується апарат, який складається з пристрою безперервного лиття для утримування резервуара з розплавленого металу, який має потік рідини, що генерується вхідним потоком ковша, і футерівки розливного пристрою в розливному пристрої установки безперервного лиття. Футерівка розливного пристрою містить в собі основу, яка має поверхню основи з конічною ударною ділянкою поверхні, що формує вершину, бічну стінку і верхню стінку, які проходять всередину відносно бічної стінки, завершуючи внутрішній край, утворюючи вхідний отвір, який знаходиться на відстані зверху і по центру відносно вершини. Верхня стінка включає в себе похилий виступ, розміщений радіально всередину і вниз у напрямку до конічної поверхні футерівки. 00101 Третій аспект даного винаходу стосується способу безперервного лиття або способу обробки розплавленої сталі, в яких вхідний ковшовий потік розплавленої рідкої сталі подається

Зо в пристрій безперервного лиття і піддається впливу конічної ударної ділянки поверхні футерівки розливного пристрою перед тим, як протекти через вхідний отвір футерівки розливного пристрою, і далі в розливний резервуар. Футерівка розливного пристрою містить в собі основу, яка має поверхню основи, бічну і верхню стінки, що проходять всередину відносно бічної стінки, завершуючи внутрішній край, утворюючи вхідний отвір, який знаходиться на відстані зверху і по центру відносно вершини конічної ударної ділянки поверхні. Верхня стінка включає в себе похилий виступ, розміщений радіально всередину і вниз у напрямку до конічної ударної поверхні. 0011) Відповідно до варіанта здійснення кожного з аспектів, описаних в даному документі, верхня стінка футерівки розливного пристрою має нижню поверхню, яка, в сукупності з поверхнею основи і безперервною внутрішньою поверхнею бічної стінки, створюють безперервну кільцеву камеру, яка налаштована для зменшення турбулентності вхідного ковшового потоку розплавленої рідкої сталі.

І0012) Відповідно до іншого варіанта здійснення зазначених вище аспектів, конічна ударна ділянка поверхні має вісь, яка проходить через вершину, відносно якої конічна ударна ділянка поверхні має поворотну симетрію.

І0013) Відповідно до ще одного варіанта із зазначених вище аспектів, конічна ударна ділянка поверхні має лінійний профіль. 0014) Відповідно до ще одного варіанта із зазначених вище аспектів, конічна ударна ділянка поверхні має кут конуса, що вимірюється від горизонтальної площини, в якій зовнішній периметр конічної ударної ділянки поверхні знаходиться на похилій площині, в якій конічна ударна ділянка поверхні знаходиться в діапазоні від приблизно 15 градусів до приблизно 25 градусів.

І0015) Відповідно до ще одного варіанта із зазначених вище аспектів, виступ має кут по низхідній лінії виступу, який вимірюється від горизонтальної площини до нижньої поверхні виступу в діапазоні від приблизно 20 градусів до приблизно 25 градусів. 00161) Відповідно до іншого варіанта здійснення зазначених вище аспектів, безперервна кільцева камера має радіус кривизни приблизно 30 мм.

І0017| Відповідно до ще одного варіанта здійснення зазначених вище аспектів, опуклості, наприклад, напівсферичні опуклості, розподіляються по нижній поверхні виступу. 0018) Наведені вище варіанти здійснення винаходу можуть бути здійснені в будь-якому 60 поєднанні один з одним.

І0019) Інші аспекти та варіанти здійснення даного винаходу, в тому числі апарати, вузли, пристрої, вироби, способи виготовлення і використання, процеси і тому подібне, які складають частину винаходу, стануть більш очевидними після ознайомлення з подальшим докладним описом зразкових варіантів здійснення.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

І0020)| Креслення, які додаються, включені до складу і становлять важливу частину опису.

Креслення разом із загальним описом, наведеним вище, і детальним описом зразкових варіантів здійснення і способами, наведеними нижче, призначені для пояснення принципів винаходу. У таких кресленнях:

І00211| На Фіг. 1 зображено подовжній вигляд в поперечному розрізі спереду в перспективі однорядної установки безперервного лиття сталі розливного пристрою, включаючи футерівку відповідно до варіанта здійснення даного винаходу; (00221) На Фіг. 2 зображено подовжній вигляд в поперечному розрізі спереду однорядної установки безперервного лиття сталі розливного пристрою на фіг. 1;

І0023| На Фіг. 3 зображено вигляд спереду в перспективі футерівки варіанта здійснення, показаного на Фіг. 1; 0024) Фіг.4 зображено вигляд згори футерівки на Фіг. 3; 00251 На Фіг. 5 зображено вигляд в поперечному розрізі по лінії М-М на Фіг. 4; 0026) На Фіг. 6 зображено вигляд в місцевому бічному розрізі в перспективі футерівки на

Фіг. 3-5;

І0027| На Фіг. 7 зображено поперечний розріз, вигляд з торця, виконаний з точки, де розміщено стрілку на правій стороні Фіг. 1 і 2, що складає профіль потоку вхідної рідкої сталі, введеної через кожух, розташований в центрі над футерівкою; 0028) На Фіг. 8 зображено вигляд в поперечному розрізі футерівки відповідно до іншого варіанта здійснення даного винаходу;

І0029| На Фіг. 9 зображено вигляд знизу в розрізі по лінії ІХ-ЇХ на фіг. 8;

ІООЗОЇ Фіг. 10 їі 11 наводяться з патенту США номер Ке. 35,685, де на Фіг. 10 показаний поздовжній вигляд в поперечному розрізі розливного пристрою під час моделювання з використанням потоку води, і на Фіг. 11 зображено вигляд в поперечному розрізі по лінії ХІ-ХІ на

Коо) Фіг. 10.

ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ЗРАЗКОВИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ ТА ІЛЮСТРАТИВНІ

СПОСОБИ

0031) Нижче наведено докладний опис зразкових варіантів і способів здійснення винаходу, як показано на доданих кресленнях, на яких подібні умовні позначення вказують на подібні або відповідні частини на всіх кресленнях. Слід зазначити, однак, що винахід в його більш широких аспектах не обов'язково обмежується конкретними подробицями, репрезентативними матеріалами і способами, та ілюстративними прикладами, показаними й описаними разом зі зразковими варіантами та способами здійснення.

І0032| Розливний пристрій для установки неперервного лиття відповідно до прикладу варіанта здійснення винаходу в цілому позначений як позиція 10 на Фіг. 1 і 2. Хоча тут показана однорядна установка лиття сталі, потрібно мати на увазі, що варіанти здійснення даного винаходу можуть бути реалізовані з дворядними та іншими багаторядними установками.

Приклад встановлення багаторядної установки лиття сталі, хоча і з іншою футерівкою, показаний на Фіг. 10 патенту США номер КЕ 35,685. Розливний пристрій 10 включає торцеві стінки 12 ї 14, передні і задні бічні стінки (непронумеровані) розливного пристрою, і дно розливного пристрою 16, яке розширюється між, і з'єднане з (або є одним цілим з) торцевими стінками 12, 14 і бічними стінками. Торцеві стінки 12, 14 і дно 16 розливного пристрою разом формують камеру або резервуар 18 для прийому та утримання ванни розплавленої сталі.

Футерівка розливного пристрою 20 знаходиться в резервуарі 18, наприклад, ближче до торцевої стінки 12, ніж до торцевої стінки 14. Нижня частина кожуха ковша 22 розташована над футерівкою розливного пристрою 20 для введення вхідного ковшового потоку 24 (Фіг. 7) розплавленої сталі в футерівках 20. Кожух ковша 22 показаний таким, що проникає через верхню частину ванни розплавленої рідкої сталі, з кінцем кожуха ковша 22, який розміщений вгорі і по центру, коаксіально з футерівкою розливного пристрою 20. Потік розплавленої сталі і структура та функції футерівки 20 розглядаються детальніше нижче.

Ї0033| Розливний пристрій 10 додатково включає в себе переливну перегородку 26, поділяючи розливний пристрій 10 на правий і лівий (перший і другий) відсіки, 18а і 186, відповідно, з футерівкою 20 в правому відсіку 18а на дні розливного пристрою 16 на Фіг. 1 і 2.

Нижня частина переливної перегородки 26 містить канал 26ба для рідинного сполучення бо розплавленої сталі в лівому і правому відсіках 18а, 185. Дифузор 28 розташований на дні розливного пристрою 16 в правому 18 відсіку між переливною перегородкою 26 і футерівкою розливного пристрою 20. Перевал 30, який має множину циліндричних каналів Зба, нахилених вгору (справа наліво в напрямку потоку), спирається на дно розливного пристрою 16 в лівому 186 відсіку. На протилежній від переливної перегородки 26 стінці перевалу 30 стопорний стрижень 32 вирівняний з вихідними отвором або гніздовим блоком 34 розливного пристрою, через які рідка сталь стікає зі розливного пристрою 10. Рух стопорного стрижня 32 вгору і вниз контролює витік розплавленої сталі зі розливного пристрою 10 в форми (не показано).

ІЇ0034| Футерівка розливного пристрою 20 може бути виготовлена з матеріалу або матеріалів, придатних для використання в розливному пристрої установки лиття для обробки розплавленої сталі. Як правило, такий матеріал (-и) мають високу стійкість до ударів і стирання, високу міцність і вогнетривкість і хороші ливарні якості. Метали, кераміка і пісок з керамічними покриттями є прикладами відповідних матеріалів. Конкретними, але необмежувальними прикладами є високоглиноземисті ливарні композиції з низьким вмістом вологи, такі, як Магсоп 70 Саванбіе, і грубі високоглиноземисті ливарні композиції з низьким вмістом цементу, такі, як

Мегзайоме 70С Рій, що є вогнетривкими матеріалами, придатними для використання як футерівка розливного пристрою 20. За довідковою літературою щодо товару: Магсоп 70

Сазєіаріеє (кальцинована основа) містить 26.9 95 діоксиду кремнію (51О2), 69,8 95 оксиду алюмінію (АІ26О3), 1,7 95 діоксиду титану (ТіОг), 0,8 95 оксиду заліза (РегОз), 0,7 95 вапна (Сад) і 0,1 95 лугу (МагО); а Мегзапйом/? 70С Ріи5 (кальцинована основа) містить 27.5 95 діоксиду кремнію (5іОг), 67,3 95 оксиду алюмінію (АІ2Оз), 2,1 95 діоксиду титану (ТіОг), 1,2 95 оксиду заліза (БегОз), 1,6 95 вапна (Сас), 0,1 95 оксиду магнію (МодО) і 0,2 956 лугу (МагО--К2О). Корпусні деталі футерівки розливного пристрою 20 можуть бути покриті стійким до ерозії матеріалом для прийому і контактування з вхідним ковшовим потоком 24. Стійкі до ерозії покриття можуть бути виконані з матеріалів середнього ступеня чорноти (наприклад, діоксиду цирконію, ітрію, карбіду кремнію), матеріалів з високою відбивною здатністю (наприклад, алюмінію і глинозему) або високотемпературних, безкисневих мастильних матеріалів (наприклад, нітриду бору).

І0035) Відповідно до варіанта, показаного на Фіг. 3-6, футерівка розливного пристрою 20 містить основу 40 (відносно вигляду згори або знизу). Основа 40 містить верхню поверхню основи, яка має ділянку конічної ударної поверхні 42 і прилеглу до неї ділянку поверхні круглої

Зо основи 44, яка концентрично розміщена довкола ділянки конічної ударної поверхні 42. У показаному варіанті здійснення винаходу ділянка конічної ударної поверхні 42 не обрізана. При бажанні верхня частина ділянки конічної ударної поверхні 42 може бути злегка закругленою, але при цьому зберігаючи конічну форму. Як найкраще показано на Фіг. 5, ділянка конічної ударної поверхні 42 проходить вгору і закінчується на верхній точці або вершині 46. Ділянки конічної ударної поверхні 42 має поворотну симетрію навколо уявної осі А? (Фіг. 5), що проходить через вершину 46. У проілюстрованих варіантах здійснення ділянка конічної ударної поверхні 42 має лінійний профіль або поперечний переріз, як найкраще показано на Фіг. 5. Нижня частина лінійного профілю ділянки конічної ударної поверхні 42 закінчується на межі зовнішнього периметра 48 прилеглого до і суміжного з радіальним внутрішнім краєм ділянки поверхні круглої основи 44. Верхня частина лінійного профілю ділянки конічної ударної поверхні 42 закінчується в точці, що відповідає вершині 46, яка збігається з віссю А7. Ділянка поверхні круглої основи 44 може бути щонайменше частково плоскою і лежати в горизонтальній площині, паралельній нижній поверхні 40а основи 40. (0036) Футерівка розливного пристрою 20 додатково включає в себе бічну стінку 50, яка має внутрішню поверхню бічної стінки 52, яка безперервно/нескінченно заокруглюється і виглядає як кільце, якщо дивитися зверху, як показано на Фіг. 4. Бічна стінка 50 показана такою, що має рівномірну товщину по всій її окружності в 360 градусів. Внутрішня поверхня бічної стінки 52 розташована концентрично зовні і в основному перпендикулярно до ділянки поверхні круглої основи 44. Як найкраще показано в поперечному розрізі на Фіг. 5, внутрішня поверхня бічної стінки 52 включає вигнуті ділянки переходу 54, 56 в її нижній і верхній частинах відповідно.

Вигнуті ділянки переходу 54, 56 можуть бути симетричними відносно одна одної. Кінці нижньої вигнутої зони переходу 54 знаходяться на одному рівні і прилягають до ділянки поверхні круглої основи 44 і внутрішньої поверхні бічної стінки 52. Нижня вигнута зона переходу 54 безперервно вигинається між основою 40 і внутрішньою поверхнею бічної стінки 52.

І0037| Футерівка розливного пристрою 20 додатково включає верхню стінку 60, яка проходить всередину від верхньої ділянки переходу 56 в основному перпендикулярно до бічної стінки 50 і закінчується на внутрішньому краї 62. Верхня ділянка переходу 56 виконана у вигляді криволінійної виточки, яка безперервно вигинається всередині, і кінці якої знаходяться на одному рівні та прилягають до внутрішньої поверхні бічної стінки 52 і верхньої стінки 60. Вхідний бо отвір 64, створений внутрішнім краєм 62, розміщений вгорі і по центру відносно вершини 46.

При використанні вхідний отвір 64 знаходиться внизу і коаксіально з кожухом ковша 22 для отримання вхідного ковшового потоку 24. В проілюстрованих варіантах здійснення винаходу діаметр вхідного отвору 64 приблизно дорівнює або є меншим, ніж діаметр зовнішнього периметра 48 ділянки конічної ударної поверхні 42. (0038) Верхня стінка 60 включає виступ 66, який розміщено під кутом всередину і вниз для обмеження на внутрішнього краю 62. Верхня стінка 60 містить першу нижню ділянку поверхні бба, яка проходить головним чином горизонтально і паралельно до нижньої поверхні 40а, і другу нижню ділянку поверхні (також названу в цьому документі як нижня поверхня виступу) бба, відповідну нижній частині виступу 66. Нижня поверхня виступу бба нахилена радіально всередину і вниз від першої нижньої ділянки поверхні бба у напрямку до ділянки конічної ударної поверхні 42. Як найкраще показано на фіг. 4 їі 5, перша нижня ділянка поверхні боба і нижня поверхня виступу бба сходяться в 60Б. 0039) Основа 40, бічна стінка 50 і верхня стінка 60 можуть являти собою єдине ціле, тобто цілісну частину або монолітну деталь. Альтернативно, основа 40, бічна стінка 50, верхня стінка 60 і/або інші частини розливного пристрою 10 можуть бути утворені з окремих частин, тимчасово або постійно поєднаних одна з одною. Ділянка конічної ударної поверхні 42, ділянка поверхні круглої основи 44, безперервна внутрішня поверхня бічної стінки 52, вигнута поверхня ділянок переходу 54, 56 і нижні ділянки поверхні б0а, бба разом утворюють безперервну кільцеву камеру навколо осі А7, яка може являти собою вигляд тора. 00401 Як показано на Фіг. 7, рідка сталь вводиться в розливний пристрій 10 через кожух або ливник 22 як вхідний ковшовий потік 24. Було встановлено, що співвідношення (О/От) внутрішнього діаметра 0; кожуха 22 до діаметра Оп вхідного отвору 64 в межах від приблизно 0,3 до приблизно 0,4 забезпечує особливо хороші результати. Кожух ковша 22 і вхідний отвір 64 коаксіально рівні один з одним в зразковому варіанті здійснення винаходу. Конструкція зразкових варіантів здійснення винаходу, описаних в даному документі спричинює те, що вхідний ковшовий потік 24 впливає на ділянку конічної ударної поверхні 42, яка перенаправляє потік 24 в радіально назовні в напрямку нижньої перехідної частини 54 і бічної внутрішньої поверхні 52. Форма безперервної кільцевої камери змушує потік розплавленої сталі текти в зворотному напрямку назад до вхідного ковшового потоку 24, щоб зменшити турбулентність і

Зо розсіяти енергію розплавленої сталі, перш ніж вона витече з футерівки 10. Зворотний потік рідини випускається вгору через вхідний отвір 64, потім, як правило, радіально назовні в усіх напрямках до стінок розливного пристрою 10, як, практично, ламінарний потік. У випадку, коли вхідний отвір 64 є більшим в діаметрі, ніж діаметр кожуха 22, створюється кільцевий висхідний потік між вхідним ковшовим потоком 24 і внутрішнім краєм 62. 0041) Розплавлена сталь виходить із вхідного отвору 64 в перший відсік 1824. Безперервний приплив вхідного ковшового потоку і видалення розплавленої сталі через вихідний отвір 34 призводить до того, що розплавлена сталь з відсіку 18а тече до переливної перегородки 26 і через канал переливної перегородки 2ба. Після проходження через канал переливної перегородки 28 розплавлена сталь тече через перевал 30 і/або через циліндричні канали Зба перед видаленням через вихідний отвір 34.

І0042| Зміна напрямку потоку розплавленої сталі на протилежний створює ефект самогальмування. Як наслідок, вихідний потік розплавленої сталі, який проходить через вхідний отвір 64 і в перший відсік 18а, є менш турбулентним і має менше потужності. Описані вище проблеми вибризкування та "відкритого ока", таким чином, значно зменшуються.

І0043| В конкретному прикладі здійснення винаходу, який призначений для усунення "відкритого ока", ділянка конічної ударної поверхні 42 має конічний кут ф (Фіг. 5), що вимірюється від горизонтальної площини, в якій зовнішній периметр 48 лежить на похилій площині, в якій ділянка конічної ударної поверхні 42 лежить в діапазоні від приблизно 15 градусів до приблизно 25 градусів. В іншому конкретному прикладі здійснення винаходу, який призначений для усунення "відкритого ока", виступ 66 має низхідний кут виступу тета (9), який вимірюється від горизонтальної площини до площини, в якій нижня поверхня бба виступу 66 лежить в діапазоні від приблизно 20 градусів до приблизно 25 градусів. В іншому конкретному прикладі здійснення винаходу, який призначений для усунення "відкритого ока", безперервна кільцева камера має радіус кривизни приблизно 30 мм. Ці приклади здійснення винаходу можуть бути здійснені окремо або разом в будь-якій комбінації. Ударна камера може мати висоту, яка дорівнює або є більшою, ніж внутрішній діаметр кожуха, щоб впливати на управління потоком.

І0044| Моделювання з обчислювальної гідродинаміки (СЕО) були проведені на футерівках, розроблених відповідно до зазначених вище параметрів. Середня швидкість ділянки, яка являє бо собою міру активності потоку на розливній стороні верхньої поверхні ванни рідкої сталі,

розраховується на рівні приблизно на 50 95 нижчому при застосуванні варіанта здійснення винаходу порівняно з плоскою пелюсткоподібною формою футерівки. Підраховано, що імовірність утворення "відкритого ока" також зменшується в тій же пропорції. За допомогою аналізу СЕО, в якому швидкості та ділянки розраховуються для секцій сітки і середньої швидкості ділянки, середня швидкість ділянки визначається наступним чином: середні піендокоєті ділянки - пк тт : ее Е ва. 0045)

І0046| В більшості випадків було встановлено, що вищі середні швидкості ділянки відповідають більшому виносу флюсу зі розливного пристрою і нижчій якості сталі, в той час, як нижчі показники середніх швидкостей ділянки відповідають меншому виносу флюсу зі розливного пристрою і вищій якості сталі. Таким чином, зниження середньої швидкості ділянки приблизно на 50 95 являє собою значне зменшення виносу флюсу зі розливного пристрою і призводить до вищої якості виробів зі сталі. Не ставлячи за мету прив'язку до теорії, вважають, що покращення якості, яке отримують за допомогою використання варіантів здійснення винаходу, описаних в цьому документі, стосується однієї або більшої кількості з наступних дій: зниження високої швидкості вхідних потоків і турбулентності через ефект "самогальмування"; менша кількість бризок під час запуску та безперервної роботи; триваліший час перебування розплавленої сталі в резервуарі; сприяння флотації домішок і частинок; і більш рівномірна температура резервуара.

І0047| Фіг. 8 ії 9 ілюструють футерівку згідно з іншим прикладом здійснення винаходу.

Стисло, наступний опис фокусується на відмінностях між прикладом здійснення винаходу, показаним на Фіг. 8 і 9 та іншими прикладами здійснення винаходу, описаних вище. Подібні умовні позначення вказують на подібні або відповідні частини в різних прикладах здійснення винаходу. 0048) У варіанті здійснення винаходу, показаному на Фіг. 8 і 9, опуклості 80 розподілені на 360 градусів довкола поверхні нижнього виступу бба. Опуклості 80 можуть бути рівномірно розподілені, наприклад, у вигляді матриці, або розподілені випадковим або іншим чином. У показаному варіанті здійснення винаходу, зовнішні поверхні опуклостей 80 мають напівсферичну форму. Однак, опуклості 80 можуть мати альтернативні форми. Крім того, опуклості 80 можуть мати однакові або різні форми відносно одна одної. Було виявлено, що опуклості 80, особливо напівсферичні опуклості, додатково сповільнюють вихідний потік рідкої сталі під час її витоку з футерівки 20 через вхідний отвір 64. Додатково або альтернативно, опуклості 80 можуть бути розташовані в інших зонах на внутрішній поверхні футерівки.

І0049| Вищенаведений детальний опис певних прикладів здійснення винаходу було надано з метою роз'яснення принципів винаходу і його практичного застосування, тим самим дозволяючи іншим фахівцям в даній галузі техніки зрозуміти винахід для різних варіантів здійснення і з різними модифікаціями, які підходять для конкретного використання. Даний опис не обов'язково є вичерпним або таким, що обмежує винахід точними варіантами здійснення винаходу, які були розкриті. Даний опис охоплює конкретні приклади для досягнення більш загальної мети, яка може бути досягнута іншим способом.

ІЇ0О50| Тільки ті пункти формули винаходу, які використовують слова "засіб для" слід тлумачити згідно з шостим абзацом документа 35 ОС 112. Крім того, жодні обмеження з опису винаходу не повинні бути включені у формулу винаходу, якщо тільки ці обмеження очевидно не включені у формулу винаходу.

Claims (19)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Футерівка розливного пристрою, яка містить: основу, яка має поверхню основи, поверхня основи містить ділянку конічної ударної поверхні, що формує вершину; бічну стінку; верхню стінку, яка проходить всередину відносно бічної стінки, завершуючи внутрішній край, утворюючи вхідний отвір, який знаходиться на відстані зверху і по центру відносно вершини, верхня стінка включає похилий виступ, розміщений радіально всередину і вниз у напрямку до конічної ударної поверхні, і опуклості, розподілені по нижній поверхні виступу.

2. Футерівка розливного пристрою за п. 1, де бічна стінка включає безперервну внутрішню поверхню бічної стінки, яка спрямована радіально назовні від поверхні основи, і де верхня стінка містить нижню поверхню, яка, в сукупності з поверхнею основи і безперервною внутрішньою поверхнею бічної стінки, створює безперервну кільцеву камеру, яка налаштована для зменшення турбулентності вхідного ківшового потоку розплавленої рідкої сталі.

3. Футерівка розливного пристрою за п. 2, де поверхня основи додатково містить першу плоску кільцеву ділянку між ділянкою конічної ударної поверхні і безперервною бічною внутрішньою поверхнею; верхня стінка містить другу плоску кільцеву ділянку, розташовану між безперервною бічною внутрішньою поверхнею і краєм; і перша і друга плоскі кільцеві ділянки розташовані на відстані одна від одної і лежать в паралельних площинах.

4. Футерівка розливного пристрою за будь-яким з пп. 1-3, де ділянка конічної ударної поверхні має вісь, що проходить через вершину, з якою ділянка конічної ударної поверхні має поворотну симетрію.

5. Футерівка розливного пристрою за п. 4, де ділянка конічної ударної поверхні має лінійний профіль.

6. Футерівка розливного пристрою за п. 5, де ділянка конічної ударної поверхні має кут конуса, який вимірюється від горизонтальної площини, в якій зовнішній периметр ділянки конічної ударної поверхні лежить на похилій площині, в якій лінійний профіль ділянки конічної ударної поверхні знаходиться в діапазоні від приблизно 15 градусів до приблизно 25 градусів.

7. Футерівка розливного пристрою за будь-яким з пп. 1-6, де виступ має низхідний кут виступу, який вимірюється від горизонтальної площини до нижньої поверхні виступу в діапазоні від приблизно 20 градусів до приблизно 25 градусів.

8. Футерівка розливного пристрою за будь-яким з пп. 1-7, де верхня стінка містить нижню поверхню, яка, в сукупності з поверхнею основи і безперервною внутрішньою поверхнею бічної стінки, утворюють безперервну кільцеву камеру, яка має радіус кривизни приблизно 30 мм.

9. Футерівка розливного пристрою за будь-яким з пп. 1-8, де опуклості мають напівсферичну форму.

10. Апарат, який містить: розливний пристрій установки безперервного лиття для утримання резервуара розплавленого металу, що має потік рідини, який створюється вхідним ківшовим потоком; і Зо футерівку розливного пристрою за будь-яким з пп. 1-9.

11. Спосіб безперервного лиття, який являє собою: подачу вхідного ківшового потоку розплавленої рідкої сталі в розливний пристрій установки безперервного лиття, де розливний пристрій установки безперервного лиття містить футерівку розливного пристрою, яка містить: основу, яка має поверхню основи, поверхня основи містить конічну ударну ділянку поверхні, що формує вершину; бічну стінку; верхню стінку, яка проходить всередину відносно бічної стінки, завершуючи внутрішній край, утворюючи вхідний отвір, який знаходиться на відстані зверху і по центру відносно вершини і розташований для отримування вхідного ківшового потоку, верхня стінка, яка містить похилий виступ, розміщений радіально всередину і вниз, у напрямку до конічної ударної поверхні; і опуклості розподілені по нижній поверхні виступу; впливаючи на контакт вхідного ківшового потоку розплавленої рідкої сталі з конічною ударною ділянкою поверхні; і дозволяючи ударній розплавленій рідкій сталі виливатися з футерівки розливного пристрою через вхідний отвір.

12. Спосіб за п. 11, де бічна стінка включає безперервну внутрішню поверхню бічної стінки, яка спрямована радіально назовні від поверхні основи, і де верхня стінка містить нижню поверхню, яка, в сукупності з поверхнею основи і безперервною внутрішньою поверхнею бічної стінки, створює безперервну кільцеву камеру, яку налаштовують для зменшення турбулентності вхідного ківшового потоку розплавленої рідкої сталі.

13. Спосіб за п. 12, де: поверхня основи додатково містить першу плоску кільцеву ділянку між ділянкою конічної ударної поверхні і безперервною бічною внутрішньою поверхнею; верхня стінка містить другу плоску кільцеву ділянку, що розташовують між безперервною бічною внутрішньою поверхнею і краєм; і розташовують першу і другу плоскі кільцеві ділянки на відстані одна від одної, які лежать в паралельних площинах.

14. Спосіб за будь-яким з пп. 11-13, де ділянка конічної ударної поверхні має вісь, що проходить бо через вершину, відносно якої ділянка конічної ударної поверхні має поворотну симетрію.

15. Спосіб за п. 14, де ділянка конічної ударної поверхні має лінійний профіль.

16. Спосіб за п. 15, де ділянка конічної ударної поверхні має кут конуса, який вимірюють від горизонтальної площини, в якій зовнішній периметр ділянки конічної ударної поверхні лежить на похилій площині, в якій лінійний профіль ділянки конічної ударної поверхні знаходиться в діапазоні від приблизно 15 градусів до приблизно 25 градусів.

17. Спосіб за будь-яким з пп. 11-16, де виступ має низхідний кут виступу, який вимірюють від горизонтальної площини до нижньої поверхні виступу в діапазоні від приблизно 20 градусів до приблизно 25 градусів.

18. Спосіб за будь-яким з пп. 11-17, де верхня стінка містить нижню поверхню, яка, в сукупності з поверхнею основи і безперервною внутрішньою поверхнею бічної стінки, утворює безперервну кільцеву камеру, яка має радіус кривизни приблизно 30 мм.

19. Спосіб за будь-яким з пп. 11-18, де опуклості мають напівсферичну форму. 10 дет ні й в Ів те Ж нт пн Й 4 до Є п ання Стрия 11 1 те З 2 ОЇ ре п гі ер зе : рент ке рдтюттю З ; моз ши чних НЕ Ок панно и НЯ щі Ао-яйй Певент т |З ше ше А и пн У : їв й Й І є пане х ЗО Збе оба зв я

Фі. 1 т Зе їх 25 18 2 і х Я -е фр у мире коректне Ті ! | | ! і зда Ан 1 й й у : я вод що як І по ме ПА і . Я Й ях ІКТ М 1? Є З і й 34 1б Зп оба 20 Фіг, 2