Výlevka na prevádzanie prúdenia tekutého kovu

Číslo patentu: 287958

Dátum: 13.06.2012

Autori: Xu Dong, Dorricott James, Heaslip Lawrence

Je ešte 10 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Výlevka na prevádzanie prúdenia tekutého kovu obsahuje vstupnú časť na prívod tekutého kovu, ďalej prietokový modulátor, slúžiaci ako zátka pri prietoku kovu, ktorý je pohyblivý z otvorenej do uzatvorenej polohy vzhľadom na vstupnú časť výlevky. Vstupná časť prietoku a prietokový modulátor vymedzujú kontrolnú zónu medzi nimi. Modulátor tlaku situovaný za regulačnou oblasťou kontrolnej zóny je prispôsobený na minimalizáciu rozdielu tlakov vzniknutých prúdením kovu cez regulačnú oblasť.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka výlevky na prevádzanie prúdenia tekutého kovu v smere prúdenia, prispôsobenej na využitie s regulátorom na reguláciu prúdenia tekutého kovu.Počas kontinuálneho liatia prúdi tekutý kov, najmä tekutá oceľ, z jednej nádoby, ako je napríklad medzipanva, do ďalšej nádoby, ako je napríklad forma, a to V dôsledku pôsobenia gravitačnej sily. Výlevka môže viesť a obsahovať prechádzaj úci prúd tekutého kovu počas jeho prechodu z jednej nádoby do druhej.Regulácia množstva prúdenia tekutého kovu počas kontinuálneho liatiaje podstatná. Na tento účel je používané regulátorov alebo prietokových regulátorov, umožňujúcich nastavenie množstva prúdiaceho tekutého kovu.Bežným takým regulátorom je zátková tyč, pričom však je možne využiť akýhokoľvek typ prietokového regulátora, čo je pre odborníka z danej oblasti techniky všeobecne známe.Typický proces kontinuálneho liatia ocele teda umožňuje prúdenie tekutého kovu z medzipanvy do formy cez výlevku s využitím zátkovej tyče na reguláciu prietoku.Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. l, tak pri takom typickom procese kontinuálneho liatia ocele je medzipanva Q umiestená priamo nad formou Q, pričom na medzípanvu Qje pripojená výlevka Q. Výlevka Q vytvára kanál, ktorým tekutý kov Q prúdi z mezipanvy Q do formy Q. Zátková tyč Q v medzipanve Q reguluje prietokové množstvo, prúdiace výlevkou Q.Na vyobrazení podľa obr. 2 je znázornený v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad na vstupnú časť Q a na spodnú časť Q vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q podľa obr. l.Ako je vidieť na vyobrazení podľa obr. 2, tak vstupná časť Q sa rozprestiera medzi bodmi l a g. Spodná časť Q sa rozprestiera medzi bodmi g a ą. Vstupná časť Q vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q je prepojená s tekutým kovom Q, obsiahnutým v medzipanve Q. Spodná časť Q vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q je čiastočne ponorená do tekutého kovu Q vo forme Q.Ako je znázornená na vyobrazení podľa obr. 2, tak na reguláciu prietokového množstva tekutého kovu,prúdiaceho z medzipanvy Q do formy Q, je zátková tyč Q zdvihnutá alebo spustená. Prietok tekutého kovu Q je napríklad zastavený, pokiaľ je zátková tyč Q plne spustená tak, že nos Q zátkovej tyče Q blokuje vstupnú časť Q vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q. Pokiaľ je zátková tyč Q zdvihnutá nad plne spustenú polohu, môže tekutý kov prúdiť výlevkou Q. Veľkosť prietoku výlevkou Qje regulovaná prostredníctvom nastavenia polohy zátkovej tyče Q. Pokiaľje zátková tyč Q zdvíhaná, tak nos Q zátkovej tyče Q sa vzďaľuje od vstupnej časti Q vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q, v dôsledku čoho sa zväčšuje otvorená oblasť medzi ponorom Q zátkovej tyče Q a výlevkou Q, takžeje umožnené väčšie prietokové množstvo.Na vyobrazení podľa obr. 3 je znázornené iné usporiadanie prúdenia tekutého kovu z medzipanvy Q do formy Q.Toto usporiadanie má regulačnú oblasť Q, umiestenú medzi nosom Q zátkovej tyče Q a vstupnou časťou Q vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q. Regulačná oblasť Q je najužšou časťou otvoreného kanála medzi zátkovou tyčou Q a vstupnou časťou Q vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q. Tekutý kov Q V medzipanve Q má statický tlak, ktorý je spôsobený gravitáciou. Pokiaľ zátková tyč Q neblokuje vstup tekutého kovu Q do vypúšťacieho otvoru Q výlevky Q, tak statický tlak tekutého kovu Q v medzipanve Q núti tekutý kov Q prúdiť von z medzipanvy Q do výlevky Q.Pokial je prúdenie menšie než maximum, sú charakteristiky otvorenej oblasti regulačnej oblasti Q primárnymi faktormi pri regulácii množstva prietoku do výlevky Q a následne do formy Q.Na vyobrazení podľa obr. 4 sú graficky znázornené zmeny tlaku tekutého kovu Q, prúdiaceho von z medzipanvy Q cez regulačnú oblasť Q a do výlevky Q.Ako je znázornená na vyobrazení podľa obr. 3, tak bod Q predstavuje všeobecné miesto v tekutom kove Q, obsiahnutom v medzipanve Q, v smere prúdenia pred regulačnou oblasťou Q. Bod Q predstavuje všeobecné miesto v otvorenom vypúšťacom otvore Q výlevky Q v smere prúdenia za regulačnou oblasťou Q.Ako je znázornená na vyobrazení podľa obr. 4, tak všeobecný trend tlaku tekutého kovu Q medzi bodmi 60 a Q predstavuje prudký pokles tlaku pri prechode cez regulačnú oblasť Q. Tlak V bode Q je všeobecne vyšší než atmosférický tlak. Tlak v bode Q je všeobecne nižší než atmosférický tlak, dôsledkom čoho je čiastočný podtlak.Na vyobrazení podľa obr. 5 je znázornená dvojzložková výlevka, ktorá obsahuje vstupnú vložku 70 a hlavné teleso Q. Vstupná časť Q vypúšťacieho otvoru Q sa rozprestiera od bodov 21 k bodom Q a k bodom Q, pričom spodná časť Q sa rozprestiera od bodov Q do bodov j, Na vyobrazení podľa obr. 6 je znázornená usporiadanie prúdenia tekutého kovu z medzipanvy Q do formy 20 s využitím výlevky podľa obr. 5.Na vyobrazení podľa obr. 7 je znázornený tlakový trend od bodu 6 Q do bodu Q pri uskutočnení podľa obr. 6.Tlakový trend pri uskutočnení podľa obr. 6 je V podstate rovnaký ako pri uskutočnení podľa obr. 3, pričom zahrnuje prudký pokles tlaku pri prechode cez regulačnú oblasť x.Súhmne je teda možné konštatovať, že výlevky podľa obr. l, obr. 3 a obr. 6 spôsobujú prudký pokles tlaku cez príslušne regulačne oblasti. Tento prudký pokles tlaku spôsobuje, že zariadenia na reguláciu prietoku sú príliš citlivé.Tieto príliš citlivé zariadenia na reguláciu prietoku spôsobujú, že obsluha musí neprestajne strážiť regulačné zariadenie a manipulovať alebo pohybovať s ním na dosiahnutie správnej polohy tak, aby bola riadne nastavená veľkosť a/alebo geometria regulačnej oblasti na stabilizáciu prietoku na požadovanom množstve. Manipulácia na účely dosiahnutia riadnej regulácie prietoku spôsobuje turbulencie Vo vstupnej časti 35 a Vo vypúšťacom otvore Q výlevky E.Turbulencie, spôsobené pohybom regulátora a tiež čiastočným podtlakom, Vytváraným V smere prúdenia za regulačnou oblasťou á, urýchľujú eróziu v tejto regulačnej oblasti ä. Môže napríklad dôjsť k erózii nosa m zátkovej tyče E, ako aj vstupnej časti ä vypúšťacieho otvoru Q výlevky E. K najvyššej erózii všeobecne dochádza V smere prúdenia bezprostredne za regulačnou oblasťou g.Erózia v regulačnej oblasti ä a vjej tesnej blízkosti prehlbuje ťažkosti, vyskytujúce sa pri regulácii prietokového množstva tekutého kovu. Nežiaduce zmeny kritickej geometrie regulačnej oblasti ä V dôsledku erózie vedú k nepredvídateľnému kolísaniu prietokového množstva, čo môže spôsobiť aj celkové poškodenie prietokového regulačného systému.Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 5, tak na zníženie korózie a na Zdokonalenie regulácie prietoku sú pri niektorých výlevkách vstupné vložky E všeobecne vytvorené zo žiaruvzdorného materiálu, odolného proti erózii. Ale pridanie vstupnej vložky E do vypúšťacieho otvoru 45 výlevky 25 neovplyvňuje prudký pokles tlaku V regulačnej oblasti ä, akoje znázornená na vyobrazeniach podľa obr. 4 a podľa obr. 7.Regulácia prietoku pri bežne známych výlevkách tak zostáva príliš citlivá na pohyby regulátora v dôsledku rozmerov a tvaru tu vytvorenej regulačnej oblasti, takže je veľmi zložité dosiahnuť stabilizácie prietokového množstva.Existuje preto potreba vyvinúť takú výlevku, ktorá by minimalizovala tlakový rozdiel V regulačnej oblasti výlevky, prispíevala na znižovanie korozivnych účinkov a k stabilizácii veľkosti a tvaru regulačnej oblasti,čim by bolo dosiahnuté zníženie potreby manipulácie s regulátorom a zvýšenie stability prietoku.V súlade s predmetom tohto vynálezu bola teda vyvinutá výlevka na prevádzanie prúdenia tekutého kovu V smere prúdenia, prispôsobená na využitie s regulátorom na reguláciu prúdenia tekutého kovu, pričom Výlevka obsahuje vnútornú plochu, vymedzujúcu prietokový otvor na prevádzanie prúdenia, a vstupnú časť, prispôsobenú na spoluprácu s regulátorom a vymedzuj úcu regulačnú oblasť medzi nimi, pričom modulátor tlaku V smere prúdenia za regulačnou oblasťou obsahuje stranu, vyrovnanú so smerom prúdenia, a dno, zvierajúce so stranou uhol (D), ktorýje menší než l 35 °.Regulátorom je výhodne zátková tyč.Modulátor tlaku Výhodne obsahuje vložku.Vložka výhodne vymedzuje vstupnú časť a obsahuje aspoň jednu zúženú oblasť na zúženie prúdenia za vstupnou časťou a modulátorom tlaku.Zúžená oblasť má výhodne dlžku (L 2)vyrovnanú so smerom prúdenia, a šírku (A), kolmú na smer prúdenia, pričom časť modulátora tlaku má dlžku (Ll), vyrovnanú so smerom prúdenia, a šírku (B), kolmú na smer prúdenia.Šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, pričom dĺžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (Ll/B) tlakového priestoru, pričom dlžka (L 2), delená šírkou (A), definuje pomer (L 2/A) relatívnej dlžky zúženia, pričom tieto pomery boli zvolené na zníženie oddelenie prúdu.Pri výhodnom uskutočnení šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, ktorý je väčší než 1,4. Pri ďalšom výhodnom uskutočnení šírka (B), delená šírkou (A), definuje pomer (B/A) zúženia, ktorý leží v rozmedzí od 1,7 do 2,5. ŕPri výhodnom uskutočnení dlžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (LI/B) tlakového priestoru, ktorýje väčší než 0,7 a menší než 8,0. łPri ďalšom výhodnom uskutočnení dlžka (Ll), delená šírkou (B), definuje pomer (LI/B) tlakového priestoru, ktorý leži v rozmedzí od 1,0 do 2,5.Pri výhodnom uskutočnení dlžka (L 2), delená šírkou (A), definuje pomer (L 2/A) relatívnej dlžky zúženia,ktorýje menší než 6,0.Pri ďalšom výhodnom uskutočnení dĺžka (L 2), delená šírkou (A), definuje pomer (L 2/A) relatívnej dĺžky zúženia, ktorý leží v rozmedzí od 0,3 do 1,5.Strana a dno výhodne vymedzujú medzi sebou polomer (R), ktorý je menší než (B-A)/2.Pri ďalšom výhodnom uskutočneníje polomer (R) menší než (B-A)/4.Výlevka podľa tohto vynálezu slúži na reguláciu prietoku tekutého kovu medzi hutníckymi nádobamí alebo formami, pričom obsahuje vstupnú časť na prijímanie tekutého kovu.Regulátor prietoku, ako je napríklad zátková tyč, je pohyblivý z otvorenej polohy do uzavretej polohy vzhľadom na vstupnú časť na príslušné umožňovanie alebo znemožňovanie prietoku výlevkou.Vstupná časť a regulátor prietoku vymedzujú medzi sebou regulačnú oblasť.Časť na moduláciu tlaku, umiestená v smere prúdenia za regulačnou oblasťou, je prispôsobená na minimalizáciu tlakového rozdielu cez regulačnú oblasť.Táto časť na moduláciu tlaku obmedzuje prietok v smere prúdenia za regulačnou oblasťou, Predmet tohto vynálezu znižuje prudký pokles tlaku cez regulačnú oblasť prostredníctvom modulácie tlaku vo výlevke v smere prúdenia za regulačnou oblasťou, znižuje turbulencie prúdenia bezprostredne za regulačnou oblasťou a odstraňuje prílišnú citlivosť regulácie prietoku.Výlevka podľa tohto vynálezu prispieva na obmedzenie erózie v regulačnej oblasti a k stabilizácii regulácie prietoku, čím je Zdokonalená regulácia prietoku a regulácia hladiny tekutého kovu vo forme pri kontinuálnom liatí.Prehľad obrázkov na výkresochVynález bude v ďalšom podrobnejšie objasnený na príkladoch jeho konkrétneho uskutočnenia, ktorých opis bude podaný s prihliadnutím k priloženým obrázkom výkresov, kdeobr. l znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, ktoré je vybavené lejacou výlevkou, bežne známou z doterajšieho stavu techniky, obr. 2 znázorňuje v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad v reze na vstupnú časť a na spodnú časť otvoru výlevky, bežne známe z doterajšieho stavu techniky podľa obr. 1, obr. 3 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, ktoré je vybavené druhým uskutočnením lejacej výlevky na kontinuálne liatie, bežne známej z doterajšieho stavu techniky, obr. 4 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 3, obr. 5 znázorňuje v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad v reze na alternatívne uskutočnenie vstupnej časti a spodnej časti otvoru výlevky, bežne známej z doterajšieho stavu techniky podľa obr. l, obr. 6 znázorňuje schematický pohľad V reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, vybavenej výlevkou podľa obr. 5, obr. 7 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 6, obr. 8 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, vybavené prvým uskutočnením výlevky na kontinuálne liatie podľa tohto vynálezu, obr. 9 znázorňuje v zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad v reze na vstupnú časť, časť na moduláciu tlaku a spodnú časť pri uskutočnení podľa obr. 8, obr. 10 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 8, obr. 11 až obr. 16 znázorňujú schematické pohľady na alternatívne uskutočnenie časti na moduláciu tlaku pre usporiadanie podľa obr. 8 a podľa obr. 9, obr. 17 znázorňuje schematický pohľad v reze na zariadenie na zaisťovanie prietoku tekutého kovu, vybavené druhým uskutočnením výlevky na kontinuálne liatie podľa tohto vynálezu, obr. 18 znázorňuje V zväčšenom meradle čiastočný schematický pohľad na vstupnú časť, časť na moduláciu tlaku a spodnú časť pri uskutočnení podľa obr. 17,obr. 19 znázorňuje graf, vyjadrujúci priebeh tlaku tekutého kovu, prúdiaceho uskutočnením podľa obr. 17a obr. 20 až obr. 26 znázorňujú čiastočné schematické pohľady V reze na alternatívne uskutočnenie vstupných častí a spodných častí otvoru výlevky na kontinuálne liatie podľa tohto vynálezu.Na vyobrazeniach podľa obr. 8 a podľa obr. 9 je znázornené prvé uskutočnenie výlevky Q podľa tohto vynálezu.Na vyobrazení podľa obr. 8 je znázornené zariadenie na zaisťovanie prúdenia tekutého kovu z medzipanvy Q do formy E, ktoré obsahuje výlevku LM.Na vyobrazeni podľa obr. 9 je znázornený v zväčšenom meradle pohľad v reze na výlevku E.Ako je znázornená na vyobrazeni podľa obr. 9, tak výlevka 1 obsahuje dve súčasti, a to vstupnú vložku l 05 na moduláciu tlaku a hlavné teleso E. Výlevka Ěje vybavená otvorom Q, ktorý je rozdelený do troch častí, ktorými sú vstupná časť Q, rozprestierajúca sa od bodu IZQI do bodu 122, časť 130 na moduláciu tlaku, rozprestierajúca sa od bodu 12 g cez body g, ÚQ 4 a Q do bodu g a spodnú časť E, rozprestierajúcu sa od bodu g do bodu l.Časť § 11 na moduláciu tlaku vytvára náhlu a silnú kompresiu prietoku. Táto kompresia minimalizuje tlakový rozdiel v regulačnej oblasti výlevky 1 m, ako už bolo uvedené, znižuje príslušné korozívne účinky a prispieva k stabilizácii rozmerov a tvaru regulačnej oblasti. Tým dochádza na zníženie nutnosti manipulácie s regulátorom a na zvýšenie stability prietoku.Ako je znázornená na vyobrazeni podľa obr. 8, tak výlevka má regulačnú oblasť Q, umiestenú medzi nosom Q zátkovej tyče 30 a vstupnou časťou L 20 otvoru i vo výlevke Q, ležiacom proti nosu Q zátkovej tyče Q. Pre odborníka z danej oblasti technikyje celkom zrejmé, že namiesto zátkovej tyče Q môže byť použitý akýkoľvek iný známy regulátor.Každá regulačná oblasť Q je najužšou časťou otvoreného kanála medzi vstupnou časťou Ä otvoru ll§ vo výlevke a nosom Q zátkovej tyče Q. Všeobecne je možné povedať, že každá regulačná oblasť 55 je umiestená nad časťou 80 na moduláciu tlaku, pričom je vymedzená akoukoľvek konštrukciou, schopnou modifikovať regulačnú oblasť Q a regulovať prietok tekutého kovu do časti 30 na moduláciu tlaku.Modulácia tlaku pri výlevke l 0 Qje uskutočňovaná s použitím zúženej oblasti. Systém prúdenia tekutého kovu podľa obr. 8 má zúženú oblasť l 5 Q umiestenú v smere prúdenia za regulačnou oblasťou Q výlevky mg. Zúžená oblasť Ěje umiestená cez úzku časť otvoru llQ vo výlevke Q, vymedzenú vstupnou vložkou Ľ na moduláciu tlaku.Pokiaľ zátková tyč ÄQ neblokuje vstupnú časť IZQO otvoru i vo výlevke mi), takže je regulačná oblasť Q otvorená na umožnenie prúdenia, potom tlak tekutého kovu Q, spôsobený gravítáciou v medzipanve l 5,spôsobí prúdenie tekutého kovu Q von z medzipanvy Q do výlevky l 00. Pokiaľje prietok menší než maximálny, potom sú charakteristiky otvorenej oblasti regulačnej oblasti Q primárnymi faktormi pri regulácii prietokového množstva do výlevky IOQO a následne do formy Q.Zmeny tlaku tekutého kovu m prijeho prúdení von z medzipanvy l 5 cez regulačnú oblasť Q do vstupnej časti w výlevky Q, a potom cez zúženú oblasť Q do spodnej časti I 4 QO sú schematický znázornená na vyobrazeni podľa obr. 10.Bod § 51 predstavuje všeobecné miesto v tekutom kove m, obsiahnutom V medzipanve Q, v smere prúdenia pred regulačnou oblasťou 55.Bod 65 predstavuje všeobecné miesto v otvorenom otvore výlevky E) v smere prúdenia za regulačnou oblasťou Q, ale v smere prúdenia pred zúženou oblasťou Q v časti Ä na moduláciu tlaku otvoru i výlevky w.Bod 80 predstavuje všeobecné miesto v otvorenom otvore Q výlevky l 0 Q V smere prúdenia za zúženou oblasťou l 50 V spodnej časti l 40 otvoru IQ výlevky Q.Ako je znázornená na vyobrazeni podľa obr. 10, tak malý počiatočný pokles tlaku cez regulačnú oblasť 55 je nasledovaný ďalším poklesom tlaku cez zúženú oblasť l 50.Body Q a Q na vyobrazeniach podľa obr. 8, obr. 10, obr. 17 a obr. 19 sú analogické bodom Q a Q na vyobrazeniach podľa obr. 3, obr. 4, obr. 6 a obr. 7. Pri porovnaní vyobrazenia podľa obr. 10 s vyobrazeniami podľa obr. 4 a obr. 7 je možné demonštrovať, že zúžená oblasť HQO, spôsobená časťou 30 na moduláciu tlaku, znižuje veľkosť poklesu tlaku cez regulačnú oblasť Q. Takže tlak v bode Q je modulovaný tak, že pokles tlaku cez regulačnú oblasť Q je znížený.Ako je znázornená na vyobrazeni podľa obr. 9, tak časť QQ na moduláciu tlaku pri dýze § 11 má konštrukčné parametre A, g, LL a L 2.Na zjednodušenie sú na vyobrazeniach podľa obr. 11 až obr. 16 znázomené schematické pohľady na rôzne usporiadania, odvodené v dôsledku menenia uvedených parametrov.Vzťahovou značkou A je označená veľkosť zúženej oblasti li.Vzťahovou značkou gje označená veľkosť otvoreného kanála v časti Q na moduláciu tlaku v otvore v zúženej oblasti Q alebo V smere prúdenia bezprostredne pred touto zúženou oblasťou i.Vzťahovou značkou Qje označená dlžka časti w na moduláciu tlaku nad zúžením.Vzťahovou značkou Qje označená dlžka zúženej oblasti Q.Oblasť prúdenia, ktorá leží v smere prúdenia pred zúženim v časti 80 na moduláciu tlaku, je tlakovým priestorom. Pomer zúženia je definovaný ako B/A. Pomer tlakového priestoru je definovaný ako Ll/B. Pomer relatívnej dlžky zúženia je definovaný ako L 2/A.Tlak v bode Q je ovplyvňovaný pomerom zúženia, pomerom tlakového priestoru a pomerom relatívnej dĺžky zúženia časti 80 na moduláciu tlaku. Na účely efektívneho ovplyvňovania a modulovania tlaku v bode Q musí byť odtrhnutie prúdu v tlakovom priestore minimalizované, čo všeobecne vyžaduje, aby pomer B/A

MPK / Značky

MPK: B22D 11/10, B22D 41/16

Značky: tekutého, prevádzanie, prúdenia, výlevka

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/18-287958-vylevka-na-prevadzanie-prudenia-tekuteho-kovu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Výlevka na prevádzanie prúdenia tekutého kovu</a>

Podobne patenty