RU63725U1

RU63725U1 - ALUMINUM MELT DOSING DEVICE IN CONTINUOUS CASTING INSTALLATION

Info

Publication number: RU63725U1
Application number: RU2007101984/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Васильевич Теляков; Виктор Федорович Аносов; Николай Владимирович Евсеев; Леонид Михайлович Ларионов
Original assignee: ООО фирма "Сплав"
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2007-06-10

Abstract

Предложение относится к металлургии алюминия и предназначено для дозирования жидкого металла, например, в кристаллизатор установки непрерывной разливки. Задачей данного предложения является получение качественной продукции (слитков) в установке непрерывного литья. Техническая сущность заключается в следующем. Устройство для дозирования расплава алюминия в установке непрерывной разливки содержит желоб, питающую насадку 5 с каналом 11 переменного поперечного сечения, выполненную с уменьшением поперечного сечения по направлению к выходному отверстию и пробку 6 с заостренным концом, вставленную в него с кольцевым зазором и возможностью перекрытия его (канала 11) в зоне его наименьшего поперечного сечения. Особенностью данного предложения является то, что питающая насадка 5 выполнена износоустойчивой к расплаву алюминия огнеупорной керамики, стенка 8 которой армирована внутри металлическим элементом 9, например, металлической сеткой или металлическими стержнями, расположенными в теле насадки 5, продольно сверху вниз. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.The proposal relates to the metallurgy of aluminum and is intended for dispensing liquid metal, for example, into the mold of a continuous casting plant. The objective of this proposal is to obtain quality products (ingots) in a continuous casting plant. The technical essence is as follows. A device for dispensing a molten aluminum in a continuous casting installation comprises a chute supplying a nozzle 5 with a channel 11 of variable cross section, made with a decrease in the cross section towards the outlet and a plug 6 with a pointed end inserted into it with an annular gap and the possibility of overlapping it ( channel 11) in the area of its smallest cross section. The peculiarity of this proposal is that the feed nozzle 5 is made of refractory ceramics, wear-resistant to aluminum melt, the wall 8 of which is reinforced inside by a metal element 9, for example, a metal mesh or metal rods located in the body of the nozzle 5, longitudinally from top to bottom. 3 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Предложение относится к металлургии алюминия и предназначено для дозирования жидкого металла, например, в кристаллизатор установки непрерывной разливки. Основными требованиями к движению расплава на всем пути от миксера к кристаллизатору являются исключение перепада и турбулентности расплава, разрывы оксидной пленки и замешивание ее в расплав, а также точность дозирования.The proposal relates to the metallurgy of aluminum and is intended for dispensing liquid metal, for example, into the mold of a continuous casting plant. The main requirements for the movement of the melt all the way from the mixer to the mold are the exclusion of the difference and turbulence of the melt, the breaks of the oxide film and its mixing into the melt, as well as the accuracy of dosing.

Регулирование притока расплавленного металла с помощью питающей насадки и пробки известно из различных публикаций, в которых питающая насадка укреплена в основании желоба и входит своим нижним концом в кристаллизатор. Если в процессе литья при определенных условиях может изменяться скорость алюминиевого расплава на входе в питающую насадку, то при этом может изменяться также и статистический напор. При очень высоких скоростях движения алюминиевого расплава и при наступающем затем разрежении на входе в питающую насадку или на выходе из нее, в расплав могут попадать частички окиси или грязи с поверхности желоба, что оказывает отрицательное влияние на качество получаемых слитков.The regulation of the flow of molten metal using the feed nozzle and plug is known from various publications in which the feed nozzle is fixed at the base of the trough and enters its mold with its lower end. If during the casting process, under certain conditions, the speed of the aluminum melt at the inlet to the feed nozzle can change, then the statistical pressure can also change. At very high speeds of movement of the aluminum melt and then subsequent rarefaction at the entrance to the supply nozzle or at the exit from it, particles of oxide or dirt can enter the melt from the surface of the trench, which has a negative effect on the quality of the obtained ingots.

Известны три варианта устройства для подачи расплава в кристаллизатор, так называемые системы «втулка - стопор», которые отвечают в той или иной степени указанным требованиям. Эти системы подразделяются в соответствии с местом перекрытия втулки стопором. Местом перекрытия в одном из этих вариантов является нижний конец втулки (см. Справочник «Непрерывное литье алюминиевых сплавов», авторы В.И.Напалков и др., изд-во М. «Интермет Инжиниринг», 2005 г., с.404, 405, рис.14, 24а).Three variants of the device for feeding the melt into the mold are known, the so-called “sleeve-stopper” systems, which meet these requirements to one degree or another. These systems are divided according to the place where the sleeve overlaps with the stopper. The place of overlap in one of these options is the lower end of the sleeve (see the Handbook "Continuous casting of aluminum alloys", authors V.I. Napapkov et al., Publishing house M. "Intermet Engineering", 2005, p.404, 405, Fig. 14, 24a).

Местом перекрытия втулки стопором в другом из этих вариантов является верхняя часть втулки (см. тот же Справочник, рис.14, 24б).The place where the sleeve overlaps with the stopper in another of these options is the upper part of the sleeve (see the same Handbook, Fig. 14, 24b).

Недостатком первого и второго вариантов системы является отсутствие возможности качественного регулирования пропускание расплава через втулку. Такая система работает по принципу «открытозакрыто». Предпочтительным вариантом среди известных устройств является третий вариант системы, местом перекрытия втулки стопором - средняя часть втулки (см. тот же Справочник, рис.14, 24в). В известном устройстве внутренняя часть втулки имеет два пояса: верхнего, выполненного в виде конуса соответственно конусной части стопора, и нижнего, выполненного в виде раструба. Такое выполнение обеспечивает не только работу устройства по принципу «открыто-закрыто», но и регулирование движения потока металла, а также плавное истечение его в изложницу или кристаллизатор.The disadvantage of the first and second variants of the system is the lack of the possibility of high-quality regulation of the transmission of the melt through the sleeve. Such a system works on the principle of "openly closed." The preferred option among the known devices is the third version of the system, the place where the sleeve overlaps the stopper is the middle part of the sleeve (see the same Handbook, Fig. 14, 24c). In the known device, the inner part of the sleeve has two belts: the upper, made in the form of a cone, respectively, the conical part of the stopper, and the lower, made in the form of a bell. This embodiment provides not only the operation of the device on the principle of "open-closed", but also the regulation of the movement of the metal flow, as well as its smooth outflow into the mold or mold.

Однако данное устройство не обеспечивает достаточно высокую надежность его работы, т.к. из-за истечения расплавленного металла через узкий кольцевой путь его прохождения между втулкой и стопором, скорость However, this device does not provide a sufficiently high reliability of its operation, because due to the flow of molten metal through a narrow annular path of its passage between the sleeve and the stopper, the speed

изменения интенсивности истечения металла недостаточно высокая, поэтому возникает вероятность примерзания стопора к втулке в начальный период литья.changes in the intensity of the outflow of metal is not high enough, so there is a chance of freezing of the stopper to the sleeve in the initial casting period.

Известное «Устройство для подачи расплава алюминия в установку непрерывной разливки» по патенту России №2091193, МПК: В22D 11/10 от 07.04.1994 г., патентообладатель: ФАБ Алюминиум АГ (ДЕ). Сущность изобретения: устройство содержит кристаллизатор, желоб, питающую насадку с каналом переменного поперечного сечения и пробку, вставленную в него с кольцевым зазором и с возможностью перекрытия его в зоне наименьшего сечения, а канал насадки выполнен по направлению разливки вначале сужающимся, а затем расширяющимся с наименьшим поперечным сечением по его середине.The well-known "Device for feeding aluminum melt into a continuous casting plant" according to Russian patent No. 2091193, IPC: B22D 11/10 of 04/07/1994, patent holder: FAB Aluminum AG (DE). The inventive device comprises a mold, a chute, a feeding nozzle with a channel of variable cross-section and a plug inserted into it with an annular gap and with the possibility of overlapping it in the zone of the smallest section, and the nozzle channel is made in the casting direction at first tapering and then expanding with the smallest cross section in its middle.

Известно также «Устройство для подачи расплава в установке непрерывной разливки алюминия» по патенту России №2100137, МПК: В22Д 11/10 от 02.07.1996 г. патентообладатель: ФАБ Алюминиум АГ (ДЕ). Сущность изобретения: (см. фигуры патента №2100137). Устройство для подачи расплава в комплекс для непрерывной разливки алюминия содержит желоб, встроенное в желоб 1 питающее сопло, в которое вставлена заглушка 3 для регулировки подачи расплава 4, и систему регулирования положения заглушки в пределах заранее заданных границ. При этом заглушка 3 удерживается в зоне самого узкого поперечного сечения сопла постоянно на расстоянии от стенки сопла, а поперечное сечение сопла от входного отверстия сопла приблизительно до середины сопла непрерывно уменьшается, причем разность углов между боковой стенкой сопла кольцевого пространства D сопла и заглушкой составляет 1-3°. на конце заглушки, расположенном рядом с входным отверстием сопла, выполнена закрывающая кромка, которая при полном погружении заглушки 3 закрывает входное отверстие от расплава.It is also known "Device for feeding the melt in the installation of continuous casting of aluminum" according to the patent of Russia No. 2100137, IPC: V22D 11/10 of 02/02/1996 patent holder: FAB Aluminum AG (DE). The essence of the invention: (see figures of patent No. 2100137). The device for supplying the melt to the continuous casting complex of aluminum contains a chute, a feed nozzle integrated in the chute 1, into which a plug 3 for adjusting the supply of the melt 4 is inserted, and a control system for adjusting the position of the plug within predetermined boundaries. In this case, the plug 3 is held in the region of the narrowest nozzle cross section at a constant distance from the nozzle wall, and the nozzle cross section from the nozzle inlet to approximately the middle of the nozzle is continuously reduced, and the angle difference between the nozzle side wall of the nozzle annular space D and the plug is 1- 3 °. a closing edge is made at the end of the plug adjacent to the nozzle inlet, which, when the plug 3 is completely immersed, closes the inlet from the melt.

Данное техническое решение принято за прототип как наиболее близкое по своей технической сущности и достигаемому положительному результату. Однако, при всех достоинствах технического решения по патенту России №2100137 оно обладает недостатками, а именно:This technical solution is taken as a prototype as the closest in its technical essence and the achieved positive result. However, with all the advantages of the technical solution according to Russian patent No. 2100137, it has disadvantages, namely:

- как правило, питающие сопла и заглушки выполняются из относительно недорогих черных металлов и их сплавов, которые в процессе разливки соприкасаются с одной из самых агрессивных сред - расплавленным алюминием.- as a rule, feeding nozzles and plugs are made of relatively inexpensive ferrous metals and their alloys, which in the process of casting come into contact with one of the most aggressive environments - molten aluminum.

- в процессе разливки расплавленного алюминия металл питающих сопел, а также заглушек подвергаются растворению в алюминии, тем самым снижая качество отливаемых слитков, а также нарушая конфигурацию и работу устройств дозирования.- during the casting of molten aluminum, the metal of the feeding nozzles, as well as the plugs, are dissolved in aluminum, thereby reducing the quality of the cast ingots, as well as disrupting the configuration and operation of the metering devices.

Задача предлагаемого решения состоит в качественном получении продукции (слитков) в установке непрерывного литья.The objective of the proposed solution is to obtain high-quality products (ingots) in a continuous casting plant.

Техническим результатом предложения является повышение срока службы устройства за счет использования инертных материалов при дозировки расплавленного алюминия.The technical result of the proposal is to increase the service life of the device through the use of inert materials when dosing molten aluminum.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для дозирования расплава алюминия в установке непрерывной разливки, содержащем желоб, питающую насадку с каналом переменного поперечного сечения, выполненную с уменьшением поперечного сечения по направлению к выходному отверстию и пробку с заостренным концом, вставленную в него с кольцевым зазором и с возможностью перекрытия его в зоне наименьшего поперечного сечения, питающая насадка с каналом переменного поперечного сечения выполнена из износоустойчивой к расплаву алюминия огнеупорной керамики, стенка которой армированы внутри металлическим элементом, при этом стенка питающей огнеупорной керамической насадки могут быть армированы металлической сеткой или металлическими стержнями, расположенными в теле насадки, продольно сверху вниз, а пробка выполнена из износоустойчивого к расплавленному алюминию материала, например, керамики.The technical result is achieved by the fact that in the device for dispensing molten aluminum in a continuous casting installation containing a trough, a feeding nozzle with a channel of variable cross section, made with decreasing cross section towards the outlet and a stopper with a pointed end inserted into it with an annular gap and with the possibility of overlapping it in the zone of the smallest cross section, the supply nozzle with a channel of variable cross section is made of wear-resistant aluminum melt o refractory ceramics, the wall of which is reinforced inside with a metal element, while the wall of the supply refractory ceramic nozzle can be reinforced with a metal mesh or metal rods located in the nozzle body, longitudinally from top to bottom, and the cork is made of material resistant to molten aluminum, for example, ceramic.

Общими признаками данного предложения и ближайшего аналога (прототипа) являются следующие признаки.Common features of this proposal and the closest analogue (prototype) are the following features.

Наличие в устройстве для дозировки расплава алюминия в установке непрерывной разливки:The presence of a device for dispensing molten aluminum in a continuous casting installation:

- желоба;- gutters;

- питающей насадки с каналом переменного поперечного сечения, выполненную с уменьшением поперечного сечения по направлению к выходного отверстия;- a feed nozzle with a channel of variable cross section, made with a decrease in the cross section towards the outlet;

- пробки с заостренным концом, вставленную в канал питающей пробки с кольцевым зазором и с возможностью его перекрытия в зоне наименьшего поперечного сечения.- plugs with a pointed end inserted into the channel of the supply plug with an annular gap and with the possibility of its overlapping in the zone of the smallest cross section.

Отличие заключается в том, что питающая насадка с каналом переменного поперечного сечения выполнена из износоустойчивой к расплаву алюминия огнеупорной керамики, стенки которой армированы внутри металлическим элементом, например, металлической сеткой или металлическими стержнями, расположенными в теле питающей насадки, продольно сверху вниз. Другое отличие заключается в том, что пробка выполнена из износоустойчивого к расплавленному алюминию материала, например, керамики.The difference lies in the fact that the feed nozzle with a channel of variable cross section is made of refractory ceramics, wear-resistant to aluminum melt, the walls of which are reinforced inside by a metal element, for example, a metal mesh or metal rods located in the body of the feed nozzle, longitudinally from top to bottom. Another difference is that the cork is made of material resistant to molten aluminum, such as ceramics.

Предложение поясняется фигурами, где на фиг.1 показана керамическая питающая насадка с пробкой, на фиг.2 и фиг.3 варианты конструктивного выполнения керамической питающей насадки с пробкой, на фиг.4 общий вид устройства для дозирования расплава алюминия в установке непрерывной разливки.The proposal is illustrated by the figures, in which Fig. 1 shows a ceramic feed nozzle with a stopper, in Fig. 2 and Fig. 3 design variants of a ceramic feed nozzle with a stopper, in Fig. 4 is a general view of a device for dispensing aluminum melt in a continuous casting plant.

Устройство для дозирования расплава алюминия в установке непрерывной разливки содержит прилеточный карман 1, примыкающей к миксеру 2 с леткой 3, желоб 4 на днище которого установлена керамическая питающая насадка 5 с пробкой 6 и приводом 7 перемещения пробки 6 относительно питающей насадки 5. Питающая насадка 5 выполнена из износоустойчивого к расплаву алюминия керамики, стенка 8 которой армирована внутри металлическими элементами 9. Питающая насадка 5 A device for dispensing molten aluminum in a continuous casting installation comprises an intake pocket 1 adjacent to a mixer 2 with a tap hole 3, a trough 4 on the bottom of which is installed a ceramic feeding nozzle 5 with a stopper 6 and a drive 7 for moving the stopper 6 relative to the feeding nozzle 5. The feeding nozzle 5 is made from melt-resistant ceramic aluminum, wall 8 of which is reinforced inside with metal elements 9. Supply nozzle 5

установлена в зоне кристаллизатора 10. Особенность питающей насадки 5, еще и в том, что ее канал 11, в верхней части, выполнен более расширенным, чем сам канал в целом и представляет собой конусный раструб 12installed in the area of the mold 10. The peculiarity of the feed nozzle 5, also in that its channel 11, in the upper part, is made more expanded than the channel itself as a whole and is a conical socket 12

Устройство для дозирования расплава алюминия в установке непрерывной разливки работает следующим образом. Из миксера 2 через летку 3 расплавленный металл поступает в прилеточный карман 1 и далее через промежуточную питающую насадку 5, снабженную приводом 7 перемещения пробки 6, в желоб 4, на днище которого и под расплавом, находится основная питающая насадка 5. Питающая насадка 5 снабженная приводом 7 перемещения пробки 6 установлена в кристаллизаторе 10 в который поступает расплавленный металл. Особенностью конструкции питающей насадки 5 является то, что она выполнена из керамики, износоустойчивой к расплаву алюминия и стенка 8 которой армирована металлическими элементами 9. Аналогичная питающая насадка 5 с пробкой 6 может быть установлена в прилеточном кармане 1 для стабилизации движения расплаваA device for dispensing molten aluminum in a continuous casting plant operates as follows. From the mixer 2, through the groove 3, the molten metal enters the intake pocket 1 and then through the intermediate feed nozzle 5, equipped with a drive 7 for moving the plug 6, into the groove 4, on the bottom of which and under the melt, is the main feed nozzle 5. The feed nozzle 5 is equipped with a drive 7, the movement of the plug 6 is installed in the mold 10 into which the molten metal enters. A design feature of the feed nozzle 5 is that it is made of ceramic that is wear-resistant to molten aluminum and the wall 8 of which is reinforced with metal elements 9. A similar feed nozzle 5 with plug 6 can be installed in the air pocket 1 to stabilize the movement of the melt

Данная конструкция погруженных керамических питающих насадок 5, армированных металлическими элементами 9 позволяет повысить их надежность при дозировании расплавов в кристаллизатор. Так, например, даже при появлении трещин в корпусе питающих насадок 5 обеспечивается возможность завершения литья.This design of immersed ceramic feed nozzles 5, reinforced with metal elements 9 can improve their reliability when dispensing melts into the mold. So, for example, even when cracks appear in the casing of the supply nozzles 5, it is possible to complete the casting.

Выполнение питающей насадки 5, в ее верхней части, в виде расширенного конусного раструба 12 позволяет исключить вероятность примерзания пробки 6 к питающей насадке 5 в начальный период литья.The implementation of the feed nozzle 5, in its upper part, in the form of an expanded conical socket 12 allows to exclude the possibility of freezing of the plug 6 to the feed nozzle 5 in the initial casting period.

Устройство для дозирования расплава алюминия успешно прошло промышленное испытание на алюминиевых заводах, таким образом, данное предложение обеспечивает повышение надежности безаварийной работы дозирующего устройства, повышение оперативности регулирования технологического процесса и обеспечение качественной продукции.The device for dispensing molten aluminum has successfully passed an industrial test at aluminum plants, thus, this proposal provides increased reliability of the trouble-free operation of the metering device, increased efficiency in regulating the process and ensuring quality products.

Claims

1. Device for dispensing molten aluminum in a continuous casting installation, comprising a chute supplying a nozzle with a channel of variable cross section, made with decreasing cross section towards the outlet and a stopper with a pointed end inserted into it with an annular gap and with the possibility of overlapping it in the zone of smallest cross-section, characterized in that the feed nozzle with a channel of variable cross-section is made of refractory ceramics, wear-resistant to aluminum melt, Tenkai which is reinforced inside the metal member.

2. The device according to claim 1, characterized in that the wall of the supply refractory ceramic nozzle is reinforced with a metal mesh.

3. The device according to claim 1, characterized in that the wall of the supply refractory ceramic nozzle is reinforced with metal rods located in the nozzle body, longitudinally from top to bottom.

4. The device according to claim 1, characterized in that the cork is made of material resistant to molten aluminum, for example, ceramics.