Промежуточный ковш

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(72) Авторы Андрианов Николай Викторович Маточкин Виктор Аркадьевич Андрианов Дмитрий Николаевич Прохоренко Виктор Николаевич Шибченко Виталий Викторович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) 1. Промежуточный ковш, содержащий корпус, крышку, футеровку, стопор, участок удара струи, отверстие для выпуска стали в кристаллизатор, аварийный слив, отличающийся тем, что он дополнительно содержит перегородки, расположенные с обеих сторон струи жидкой стали, вытекающей из сталеразливочного ковша. 2. Ковш по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пороги, расположенные вблизи отверстия для выпуска стали в кристаллизатор. 3. Ковш по п. 1, отличающийся тем, что он содержит входную и выходную зоны.(56) 1. Григорьев В.П., Нечкин Ю.М., Егоров А.В., Никольский Л.Е. Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства. - М. МИСИС, 1995. - С. 430, рис. 230. 2.6.1.. . , 1999. 37732007.08.30 Полезная модель относится к металлургической промышленности, в частности к непрерывной разливке стали, преимущественно кордовой, конструкционной, трубной стали,с применением машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) любого типа. В качестве прототипа принята конструкция промежуточного ковша для разливки стали, содержащая корпус, крышку, футеровку, стопор, участок удара струи (бойное место),отверстие для выпуска стали в кристаллизатор, аварийный слив 1. Недостатки данной конструкции промежуточного ковша заключаются в его интенсивной турбулентности и большой скорости течения жидкого металла, создаваемой струей стали, вытекающей из сталеразливочного ковша при эксплуатации промежуточного ковша за счет интенсивной турбулентности происходит размывание футеровки и вовлечение частиц размытой футеровки и защитного порошка в нижние слои промежуточного ковша, а затем и в непрерывнолитую заготовку конструкция не позволяет предельно увеличить продолжительность пребывания стали в ковше, чтобы улучшить условия всплытия загрязнений и их улавливания защитным порошковым покрытием. Интенсивность турбулентностиопределяется как отношение среднеквадратичного значения флуктуации скоростик средней скорости потока . Интенсивность турбулентности 1 и менее обычно считают низкой, а более 10- высокой 2. В идеальном случае интенсивность турбулентности на входной границе должна оцениваться по результатам внешних измерений. Например, если имитируют условия испытания в аэродинамической трубе, то интенсивность турбулентности трехмерного потока обычно поддается определению по характеристикам трубы. В новейших аэродинамических трубах с малой турбулентностью интенсивность потока может составлять около 0,05 . Для внутренних потоков интенсивность турбулентности на входе целиком зависит от характера течения до рассматриваемого участка. Если поток выше неразвит и не возмущен, то можно исходить из малой интенсивности турбулентности. При полной развитости потока она может достигать нескольких процентов, а в ядре такого канального потока ее можно оценить по уравнению в эмпирической корреляции с потоком в трубопроводе/0,16(н)1/8. Например, при числе Рейнольдса , равном 5104, интенсивность турбулентности по этому уравнению равна 4 . Задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании конструкции промежуточного ковша, позволяющей снизить высокую скорость и турбулентность разливаемого металла, направить поток к поверхности ванны, разделить промежуточный ковш на входную и выходную зоны, ликвидировать мертвые зоны, а также увеличить продолжительность пребывания стали в ковше для улучшения условия всплытия загрязнений и их улавливания защитным порошковым покрытием. Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, позволит обеспечить эффективные условия для удаления неметаллических включений и окажет,значительное влияние на конечную чистоту стали. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что промежуточный ковш, содержит корпус, крышку, футеровку, стопор, участок удара струи (бойное место), отверстие для выпуска стали в кристаллизатор, аварийный слив. Согласно полезной модели, ковш дополнительно содержит перегородки, расположенные с обеих сторон струи жидкой стали вытекающей из сталеразливочного ковша. Ковш дополнительно содержит пороги, расположенные вблизи отверстия для выпуска стали в кристаллизатор, входную и выходную зоны. В используемом варианте зона с интенсивной турбулентностью и большими скоростями потока распространяется к выходу из ковша. Это означает, что при такой конструкции, т.е. без перегородок, гораздо меньше вероятность всплытия загрязнений к поверхности ванны. Кроме того, средняя продолжительность пребывания стали в ковше примерно 2 37732007.08.30 одинакова при конструкции с перегородками и без них, но разница между максимальным и минимальным временем пребывания гораздо больше в используемом варианте без перегородок. Это объясняется тем, что в угловых частях образуются мертвые зоны и возникает кратчайшая траектория потока между входной и выходной зонами в таких условиях отделение загрязнений сильно затруднено. Более высокая выходная зона создает менее сильную турбулентность. Доля ламинарного потока здесь больше, чем в используемом варианте. Это благоприятствует всплытию загрязнений и их захвату защитным порошком или шлаком. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 и фиг. 2 показан общий вид конструкции промежуточного ковша. Конструкция промежуточного ковша для непрерывной разливке стали содержит корпус 1, крышку 2, футеровку 3, стопор 4, участок удара струи (бойное место) 5, отверстие для выпуска стали в кристаллизатор 6, перегородки 7, пороги 8, входную 9 и выходную зоны 10 и аварийный слив 11. Конструкция работает следующим образом. Сталь, поступающая из сталеразливочного ковша, со скоростью ударяется в убойное место 5. Затем турбулентно распространяется по периметру входной зоны 9 промежуточного ковша, где на пути движения встречается с перегородками 7 и футеровкой 3, находящейся в корпусе 1, закрытом крышкой 2. При столкновении с перегородками 7 снижается скорость потока и уменьшается турбулентность стали. В выходной зоне 10 поток стали направлен вверх вследствие верхнего ребра перегородки. В верхней части ванны поток направляется к стопору 4. Здесь формируется нисходящий вихрь, направленный обратно к перегородке 7. Второй вихрь образуется между порогом 8 и перегородкой 7, а главный поток к отверстию для выпуска стали в кристаллизатор 6 находится во внешних частях объема ковша. При переливе промежуточного ковша металл сливается через аварийный слив 11. Использование данной конструкции позволит обеспечить эффективные условия для удаления неметаллических включений и окажет значительное влияние на конечную чистоту стали. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3