Протиударне ущільнення розливального пристрою

Номер патенту: 114084

Опубліковано: 25.04.2017

Автор: Реінхарт Джефрі Р.

Є ще 7 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Протиударне ущільнення розливального пристрою, виконане з вогнетривкого матеріалу, яке включає основу, що є орієнтованою догори назустріч потокові розплавленого металу, що надходить до розливального пристрою і містить розташовану на ній ударну поверхню та стінку, яка простягається вгору від основи навколо принаймні частини периметра ударної поверхні, причому основа та стінка обмежують внутрішній простір ущільнення, стінка включає подовжню частину та поперечну частину, ущільнення має мінімальну довжину у своїй середній частині, причому довжина внутрішньої частини подовжньої частини стінки є більшою за мінімальну довжину ущільнення у його внутрішній середній частині, та стінка містить принаймні один виступ, що має ширину, висоту і внутрішню поверхню та простягається всередину від поперечної частини стінки у внутрішній простір ущільнення, при цьому висота виступу дорівнює висоті тієї частини поперечної частини стінки, з якою цей виступ знаходиться у контакті.

2. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що стінка простягається навколо всього периметру основи.

3. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 2, яке відрізняється тим, що стінка має незмінну висоту.

4. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що основа має форму квадрата, прямокутника або трапеції.

5. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що розливальний пристрій створює швидкості потоку у розплавленому металі, що залишає протиударне ущільнення, і швидкості потоку, виміряні уздовж верхньої частини довжини поперечної частини стінки, демонструють мінімальне значення у центральній частині поперечної частини стінки.

6. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу перетинає внутрішній простір поперечної частини стінки під кутом, більшим за 90 градусів.

7. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу включає принаймні одну чотиристоронню поверхню.

8. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу включає частину, яка має форму частини радіальної поверхні циліндра.

9. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення ширини виступу до висоти виступу становить 1 або більше.

10. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення довжини виступу до ширини виступу складає від 0,3 до 3,0 включно.

11. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення ширини виступу до висоти виступу складає від 0,8 до 1,5 включно.

12. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення висоти виступу до висоти частини поперечної частини стінки, з якою вона контактує, складає від 0,3 до 1 включно.

13. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення ширини виступу до внутрішньої довжини поперечної стінки протиударного ущільнення складає від 0,1 до 1 включно.

14. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу та внутрішня поверхня подовжньої частини стінки сходяться для утворення каналу для потоку, який має дно і має кінець, віддалений від центра протиударного ущільнення.

15. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 14, яке відрізняється тим, що кут, утворений внутрішньою поверхнею виступу та внутрішньою поверхнею подовжньої частини стінки, зменшується у напрямку віддаленого кінця каналу для потоку.

16. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 14, яке відрізняється тим, що підвищення каналу для потоку збільшується з наближенням до кінця, віддаленого від центра протиударного ущільнення.

17. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 16, яке відрізняється тим, що дно каналу для потоку утворює кут, менший за 180 градусів, з ударною поверхнею протиударного ущільнення.

18. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 17, яке відрізняється тим, що дно каналу для потоку утворює кут у межах від 115 градусів до 155 градусів включно з ударною поверхнею протиударного ущільнення.

19. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 18, яке відрізняється тим, що дно каналу для потоку утворює кут 127 градусів з ударною поверхнею протиударного ущільнення.

Текст

Дивитися

Реферат: Протиударне ущільнення розливального пристрою, виконане з вогнетривкого матеріалу, включає основу, яка має ударну поверхню, яка при застосуванні є орієнтованою донизу у бік потоку розплавленого металу, що надходить до розливального пристрою, та стінку, яка простягається вгору від основи навколо принаймні частини периферії ударної поверхні. Стінка має принаймні одну поперечну частину. Виступаюча всередину деталь виступає від поперечної стінки та перешкоджає проходженню потоку, що виходить з протиударного ущільнення, над центром поперечної частини стінки. UA 114084 C2 (12) UA 114084 C2 UA 114084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Рівень техніки (1) Галузь винаходу Даний винахід належить до галузі металургії, а саме до констркукції вогнетривкого виробу, відомого як "протиударне ущільнення", для застосування при поводженні з розплавленими металами, зокрема, сталлю. Конкретно винахід стосується протиударного ущільнення для розташування у розливальному пристрої для зменшення турбулентності у потоці розплавленої сталі, що надходить до розливального пристрою. Даний винахід є особливо корисним при безперервному литті сталі. (2) Опис відповідного рівня техніки Розливальні пристрої діють як збірники для вищезгаданого розплавленого металу, зокрема, для розплавленої сталі, у промислових процесах безперервного лиття сталі. При безперервному литті сталі розплавлена сталь, яка подається до розливального пристрою, зазвичай являє собою високосортну сталь, піддану кільком етапам обробки для забезпечення її придатності для конкретного процесу лиття. Ці етапи зазвичай включають, наприклад, один або кілька етапів регулювання рівнів різних елементів, присутніх у сталі, наприклад, рівня вуглецю або інших легуючих компонентів, та рівня забруднювачів, таких, як шлак. Перебування сталі у розливальному пристрої забезпечує ще одну можливість відокремлення будь-якого захопленого шлаку або інших забруднювачів та їх спливання на поверхню, де вони можуть бути, наприклад, поглинуті у спеціальний захисний шар, передбачений на поверхні розплавленої сталі. Таким чином, розливальний пристрій може застосовуватися для подальшого "очищення" сталі до її подачі у виливницю для лиття. Для оптимізації можливості безперервної подачі чистої сталі з розливального пристрою у виливницю дуже бажано контролювати й спрямовувати потік сталі через розливальний пристрій. Розплавлена сталь зазвичай подається до розливального пристрою з ковша через кожух, який захищає потік сталі від навколишньої атмосфери. Потік розплавленої сталі з ковша зазвичай надходить у розливальний пристрій зі значною силою, і це може створювати значну турбулентність у самому розливальному пристрої. Будь-яка небажана турбулентність у потоці розплавленої сталі, що проходить через розливальний пристрій, створює багато небажаних ефектів, включаючи, наприклад; перешкоджання накопиченню шлаку та небажаних включень у сталі та їх спливанню на поверхню; захоплення у розплавлену сталь частини захисної охолоді, що утворюється або спеціально передбачається на її поверхні; захоплення газу у розплавлену сталь; викликання небажаної ерозії вогнетривкого облицювання у розливальному пристрої; та створення нерівномірного потоку розплавленої сталі, що надходить до форми для лиття. Для подолання цих проблем у галузі широко досліджуються різні конструкції протиударних ущільнень для зменшення турбулентності у розливальному пристрої, що викликається вхідним потоком розплавленої сталі, та для оптимізації потоку в межах розливального пристрою для максимально можливого наближення до характеристик ідеального "пробкового потоку" розплавленої сталі, коли вона проходить через розливальний пристрій. Взагалі, було виявлено, що потік розплавленої сталі через розливальний пристрій часто може бути поліпшений через застосування протиударних ущільнень, які мають спеціально сконструйовані поверхні, здатні переспрямовувати й забезпечувати оптимальний напрямок потоку розплавленої сталі. Характер пробкового потоку (тобто, проходження послідовних порцій сталі через розливальний пристрій без значного змішування) вимагає відведення потоку від випуску розливального пристрою після того, як розплавлена сталь віддаляється від протиударного ущільнення. Присутність значної частини потоку від протиударного ущільнення до випуску розливального пристрою, з мінімізованим часом перебування у розливальному пристрої, називають "закорочуванням". Протиударні ущільнення, описані у джерелах існуючого рівня техніки, як правило, проектувалися з приділенням особливої уваги спрямованому вгору компонентові утвореного в результаті потоку. Збільшення часу перебування та збільшення рівномірності часу перебування у розливальному пристрої відповідає мінімізації змішування і забезпечує можливість проходження послідовних порцій сталі через розливальний пристрій зі збереженням їх відповідного складу. Протиударні ущільнення, описані у джерелах існуючого рівня техніки, включають основу, об яку ударяється спрямований донизу потік розплавленої сталі, та вертикальну бокову стінку або елементи бокової стінки, які спрямовують потік. Вони можуть бути виготовлені з вогнетривких матеріалів, здатних витримувати корозійний та ерозійний вплив потоку розплавленої сталі протягом усього терміну їхньої служби. Вони часто мають форму неглибоких коробок з основою, наприклад, у формі квадрата, прямокутника, трапеції або кола. Слід зазначити, що спосіб проектування нового протиударного ущільнення розливального пристрою, яке відповідає конкретним заданим критеріям, є надзвичайно складним, оскільки 1 UA 114084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зміна одного аспекту конструкції протиударного ущільнення зазвичай має непередбачувані наслідки для динаміки потоку у всій системі розливального пристрою. Короткий опис винаходу Задача даного винаходу полягає у забезпеченні вдосконаленого протиударного ущільнення, придатного для розташування у розливальному пристрої для збільшення часу перебування, включаючи рівномірність часу перебування та мінімізацію закорочування потоку розплавленого металу, що надходить до нього. Даний винахід забезпечує протиударне ущільнення розливального пристрою, виконане з вогнетривкого матеріалу, яке включає основу, яка має ударну поверхню, яка при застосуванні є орієнтованою донизу у бік потоку розплавленого металу, що надходить до розливального пристрою, стінку, орієнтовану догори від основи навколо принаймні частини периферії ударної поверхні, яка має поперечну частину, поздовжню частину у деяких варіантах втілення, та деталь, яка виступає всередину від поперечної частини стінки. У деяких варіантах втілення винаходу виступаюча всередину деталь може набувати форми виступу, який може мати ширину, меншу за протяжність поперечної частини стінки. У варіантах втілення, у яких виступ має ширину, меншу за протяжність поперечної частини стінки, і у присутності поздовжньої частини стінки утворюється канал для потоку між поздовжньою частиною стінки та суміжною частиною поверхні виступу. Даний винахід також може бути описаний як протиударне ущільнення розливального пристрою, виконане з вогнетривкого матеріалу, яке включає основу, яка має ударну поверхню, яка при застосуванні є орієнтованою донизу у бік потоку розплавленого металу, що надходить до розливального пристрою, та стінку, орієнтовану догори від основи навколо принаймні частини периферії ударної поверхні, причому основа та стінка обмежують внутрішній простір, ущільнення має поздовжню центральну мінімальну протяжність, стінка має поздовжню частину, яка має внутрішній простір, внутрішню протяжність та внутрішню довжину, і поперечну частину, яка має внутрішній простір, внутрішню протяжність та внутрішню довжину, причому внутрішня протяжність поздовжньої частини стінки є більшою за поздовжню центральну мінімальну протяжність ущільнення, і внутрішня довжина поперечної частини стінки є більшою за внутрішню протяжність поперечної частини стінки. Внутрішня протяжність стінки є розміром по прямій лінії від одного кінця внутрішнього простору стінки до іншого; внутрішня довжина стінки є відстанню уздовж внутрішньої поверхні стінки від одного кінця стінки до іншого. Даний винахід також може бути описаний як протиударне ущільнення розливального пристрою, яке має основу та поперечну стінку, яка простягається вгору від основи. Протиударне ущільнення визначається тим, що при застосуванні створює швидкість потоку рідини через верхню частину поперечної стінки, яка демонструє мінімальне значення у центральній частині поперечної частини стінки за відсутності будь-якої зміни у висоті стінки. Стінка може простягатися частково навколо периферії основи або може простягатися навколо всієї периферії основи. У деяких варіантах втілення, у яких стінка простягається навколо всієї периферії основи, стінка має однакову висоту. Стінка може бути вертикальною або може розташовуватися під кутом від 1 градуса до 30 градусів включно відносно вертикалі. Одна або кілька частин верхньої частини стінки може підтримувати один або кілька навислих елементів, які виступають всередину над периферією основи. Виступ може набувати форми кромки, причому виступ може виступати від поздовжньої частини стінки, а також від поперечної частини стінки. Виступ може бути сконфігурований і розташований різними способами. Виступ може розташовуватися по центру на поперечній стінці або може бути зміщений від центра на поперечній стінці. В одному варіанті втілення внутрішня поверхня виступу перетинає внутрішню частину поперечної частини стінки під кутом, більшим за 90 градусів. Внутрішня поверхня виступу може цілком складатися з плоских поверхонь, може включати принаймні одну чотиристоронню поверхню, може включати одну або кілька трикутних поверхонь, може повністю складатися з трикутних поверхонь, може мати форму радіальної поверхні циліндра, або може мати параболічну горизонтальну ділянку. Співвідношення ширини виступу з висотою виступу може становити 1 або більше, може мати значення у межах від 0,8 до 1,5 включно, або може мати значення у межах від 0,8 до 2 включно. Співвідношення ширини виступу з внутрішньою протяжністю поперечної стінки протиударного ущільнення може бути у межах від 0,1 до 1 включно. Співвідношення протяжності виступу з шириною виступу може бути у межах від 0,3 до 3 включно. Внутрішня поверхня виступу може бути вертикальною може розташовуватися під кутом відносно вертикалі від 1 градуса до 30 градусів включно. Висота виступу може дорівнювати висоті частини поперечної частини стінки, з якою вона контактує, або може мати співвідношення висоти з частиною поперечної стінки у межах від 0,3 до 1 включно. 2 UA 114084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Внутрішня поверхня виступу та внутрішня поверхня поздовжньої частини стінки можуть сходитися для утворення каналу для потоку, який має дно і має кінець, віддалений від центра протиударного ущільнення. Віддалений кінець каналу для потоку може бути частково заблокований; потік у горизонтальному напрямку може частково або повністю перекриватися, і навислий елемент може частково перекривати потік у вертикальному напрямку. Внутрішня поверхня виступу та внутрішня поверхня поздовжньої частини стінки необов'язково можуть перетинатися. Кут, утворений внутрішньою поверхнею виступу та внутрішньою поверхнею поздовжньої частини стінки, може зменшуватись у напрямку віддаленого кінця каналу для потоку. Зменшення кута може бути безперервним або інкрементним. Дно каналу для потоку може збільшуватися за висотою з наближенням до віддаленого кінця каналу для потоку. Дно каналу для потоку може утворювати кут з ударною поверхнею протиударного ущільнення, менший за 180 градусів; цей кут може бути у межах від 110 градусів до 160 градусів включно, може бути у межах від 115 градусів до 155 градусів включно, може бути у межах від 120 градусів до 150 градусів включно, або може мати значення 115, 120, 125, 127, 130, 135, 140, 145, 150 або 155 градусів. Основа протиударного ущільнення може мати будь-яку прийнятну форму, наприклад, багатогранні форми, такі, як, наприклад, квадрат, прямокутник, трапеція, ромб, шестикутник, восьмикутник, коло або еліпс. Ударна поверхня основи є пристосованою для приймання основного зусилля потоку металу, що надходить у розливальний пристрій. Вона може бути, наприклад, плоскою, увігнутою або вигнутою. Сама основа у разі необхідності може бути прикріплена до основи розливального пристрою з застосуванням будь-якого засобу, наприклад, з застосуванням вогнетривкого цементу, або шляхом розташування основи за допомогою відповідних елементів, утворених на поверхні вогнетривкого облицювання розливального пристрою та нижній стороні протиударного ущільнення. Протиударне ущільнення може бути заглиблене у вогнетривку основу розливального пристрою. Це може досягатися, наприклад, шляхом поміщення протиударного ущільнення на монолітне вогнетривке облицювання розливального пристрою, нанесення шару вогнетривкої композиції холодного або гарячого затвердження для оточення основи та, необов'язково, зовнішньої стінки протиударного ущільнення, з наступним затвердженням вогнетривких матеріалів для фіксації протиударного ущільнення у позиції у розливальному пристрої. Стінка, яка простягається вгору від основи навколо принаймні частини периферії ударної поверхні, може бути виконана з того ж самого матеріалу, що й основа, і може бути сформована суцільно з нею. Принаймні одна стінка, яка простягається вгору від основинавколо принаймні частини периферії ударної поверхні, може мати дзеркально відображену протилежну стінку, яка простягається вгору від протилежної периферійної частини основи. У разі, якщо протиударне ущільнення призначається для так званої "дворівчакової" роботи, стінка може простягатися навколо всієї периферії основи. Стінка може простягатися по суті перпендикулярно основі. Таким чином, лінійна периферійна частина основи може підтримувати вертикальну плоску частину стінки, тоді, як криволінійна частина основи може підтримувати вертикальну стінку, яка має горизонтальний розріз відповідної кривизни. У разі, якщо протиударне ущільнення має основу у формі прямокутника або трапеції і призначається для так званої "однорівчакової" роботи, стінка може простягатися навколо трьох сторін основи, а четверта сторона або не має стінки, або має відносно низьку стінку. Протиударне ущільнення може бути сконфігуроване таким чином, щоб мати одну виступаючу всередину деталь; при застосуванні протиударне ущільнення може бути встановлене у розливальному пристрої таким чином, щоб виступаюча всередину деталь була орієнтована поряд з випуском розливального пристрою. Одна або кілька частин верхньої частини стінки можуть підтримувати один або кілька навислих елементів, які виступають всередину над периферією основи. Навислий елемент може мати форму внутрішньої периферійної смуги, яка виступає від стінки всередину. Периферійна смуга може виступати від верхньої частини стінки. У разі, якщо протиударне ущільнення призначається насамперед для дворівчакової роботи, навислий елемент, наприклад, периферійна смуга, може бути відсутньою, може простягатись уздовж принаймні 50 %, принаймні 75 % або 100 % довжини стінки. У разі, якщо протиударне ущільнення призначається насамперед для однорівчакової роботи, навислий елемент, наприклад, периферійна смуга, може бути відсутньою, може простягатись уздовж 50 % - 100 % або 60-80 % довжини стінки. Протиударне ущільнення для однорівчакової роботи може мати один виступ, розташований поряд з одним випуском розливального пристрою. Ця конфігурація може мати один канал для 3 UA 114084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 потоку або два канали для потоку, розташовані поряд з одним випуском розливального пристрою. Для дворівчакової роботи протиударне ущільнення може мати один або кілька каналів для потоку, розташованих поряд з кожним з випусків розливального пристрою, тобто, на протилежних поперечних стінках. Верхні поверхні навислого елемента можуть бути рівними поверхнями. Верхня поверхня може мати профіль, який у разі необхідності відповідає профілеві нижньої поверхня, наприклад, для забезпечення навислого елемента, який має практично однакову товщину, принаймні у частині, яку займає криволінійна або нахилена частина. З'єднання між стінкою та ударною поверхнею (тобто, верхньою поверхнею основи) може набувати форми гострого кута, наприклад, прямого кута, або гострого кута або тупого кута, або може бути скругленим або криволінійним. Протиударне ущільнення згідно з даним винаходом може бути виконане з застосуванням стандартних способів формування, добре відомих спеціалістам у галузі формування вогнетривких фасонних виробів. Протиударне ущільнення у разі необхідності може бути виготовлене з двох окремих частин, які можуть з'єднуватися для утворення готового виробу або може бути виготовлене як монолітна конструкція (тобто, сформоване як один суцільний виріб). Вогнетривкий матеріал, з якого виготовляють протиударне ущільнення, може бути будьяким прийнятним вогнетривким матеріалом, здатним витримувати ерозійний та корозійний вплив потоку розплавленого металу протягом усього терміну служби. Прикладами прийнятних матеріалів є вогнетривкі сорти бетону, наприклад сорти бетону на основі одного або кількох дисперсних вогнетривких матеріалів і одного або кількох прийнятних зв'язувальних речовин. Вогнетривкі матеріали, придатні для виготовлення протиударних ущільнень, є добре відомими спеціалістам у даній галузі, наприклад глинозем, магнезія і їх сполуки або композити. Подібні до них придатні зв'язувальні речовини є добре відомими спеціалістам у даній галузі, наприклад, високоглиноземистий цемент. Протиударні ущільнення згідно з даним винаходом можуть бути виконані для застосування з розливальними пристроями, які працюють в однорівчаковому, дворівчаковому або багаторівчаковому режимі. Як відомо спеціалістам у даній галузі, у процесах безперервного лиття сталі, які здійснюються в однорівчаковому та багаторівчаковому (дельта-розливальний пристрій) режимах, зазвичай застосовуються протиударні ущільнення, що мають квадратний, прямокутний або трапецеїдальний поперечний розріз (у горизонтальній площині), у якому одна пара протилежних сторін має стінки, які мають однакову висоту, третя сторона також має стінку, а четверта сторона або має нижчу стінку, або зовсім не має стінки. Згідно з дворівчаковими (іноді чотири- або шестирівчаковими) технологіями, протиударні ущільнення зазвичай мають квадратний або прямокутний поперечний розріз, причому перша пара протилежних сторін має стінки, які мають однакову висоту, а друга пара протилежних сторін також має однакову висоту (яка може бути такою самою або відмінною від висоти першої пари). В однорівчаковому та багаторівчаковому режимі роботи протиударне ущільнення зазвичай розташовується поблизу від одного кінця розливального пристрою на одній стороні ділянки, в якій розташовує(ю)ться випуск(и) для розплавленої сталі, тоді, як у дворівчаковому режимі роботи протиударне ущільнення зазвичай розташовується у центрі прямокутного розливального пристрою з двома випусками, розташованими на протилежних сторонах протиударного ущільнення (або у чотирирівчаковому режимі роботи дві пари випусків розташовуються на протилежних сторонах, або у шестирівчаковому режимі роботи три пари випусків розташовуються на протилежних сторонах). Протиударні ущільнення згідно з даним винаходом можуть застосовуватися, наприклад, для забезпечення зменшення мертвого простору та/або поліпшення пробкового потоку і/або зменшення турбулентності у розливальних пристроях для утримання розплавленої сталі. Короткий опис кількох виглядів на фігурах Далі винахід описується з посиланням на супровідні фігури, на яких: Фіг. 1 є перспективним зображенням протиударного ущільнення згідно з даним винаходом; Фіг. 2 є виглядом у плані протиударного ущільнення згідно з даним винаходом; Фіг. 3 є перспективним зображенням протиударного ущільнення згідно з даним винаходом; Фіг. 4 є виглядом у плані протиударного ущільнення згідно з даним винаходом; Фіг. 5 є поперечним розрізом протиударного ущільнення згідно з даним винаходом; Фіг. 6 є виглядом у плані внутрішньої частини стінки протиударного ущільнення згідно з даним винаходом; Фіг. 7 є виглядом у плані внутрішньої частини стінки протиударного ущільнення згідно з даним винаходом; Фіг. 8 є виглядом у плані внутрішньої частини стінки протиударного ущільнення згідно з 4 UA 114084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 даним винаходом; Фіг. 9 є графіком швидкості потоку розплавленого металу, який тече над поперечною стінкою протиударного ущільнення згідно з даним винаходом, залежно від відстані уздовж поперечної стінки; Фіг. 10 є перспективним зображенням протиударного ущільнення для цілей ілюстрування його типової структури; Фіг. 11 є виглядом у плані багаторівчакового розливального пристрою, який включає протиударне ущільнення; Фіг. 12 є графіком об'єму потоку, що виходить з розливального пристрою, залежно від часу перебування у розливальному пристрої, який включає протиударне ущільнення проілюстрованої типової структури; і Фіг. 13 є графіком об'єму потоку, що виходить з розливального пристрою, залежно від часу перебування у розливальному пристрої, який включає протиударне ущільнення згідно з даним винаходом. Детальний опис винаходу Фігура 1 показує протиударне ущільнення 10, яке включає основу 20, яка має ударну поверхню 21, орієнтовану вгору у напрямку внутрішнього простору, та стінку 22, яка простягається вгору від основи 20. Стінка 22 має поздовжню частину 24 та поперечну частину 26. Виступ 30 простягається вгору, до центра протиударного ущільнення, від поперечної частини 26. Висота 32 виступу являє собою відстань між ударною поверхнею 21 протиударного ущільнення та верхньою частиною виступу 30. Навислий елемент 34 простягається горизонтально всередину від верхньої частини стінки 22. Фігура 2 показує вид у плані протиударного ущільнення 10 згідно з даним винаходом. Основа 20 має ударну поверхню 21; стінка 22 простягається від ударної поверхні 21. Стінка 22 складається з поздовжніх частин 24 та поперечних частин 26. Пара виступів 30 простягається вгору, у напрямку центра протиударного ущільнення, кожної від поперечних частин 26. Навислий елемент 34 простягається горизонтально всередину від верхньої частини стінки 22. Внутрішня частина поперечної частини 26 має протяжність 40, яка означає відстань по прямій лінії між кінцевими точками поперечної частини. Ширина 44 виступу означає відстань по прямій лінії між двома точками перетину виступу 30 з поперечними частинами 26 стінки. Протяжність 46 виступу означає поздовжню відстань між точкою перетину виступу 30 з поперечними частинами 26 стінки на точкою на виступі 30, найбільш віддаленій від поперечної частини 26 стінки, включаючи будь-яку частину навислого елемента 34 у прямому контакті з виступом 26. Канал для потоку 50 утворюється у межах кута 52, який створюється сходженням внутрішньої частини поздовжньої частини 24 та виступу 30. У цьому варіанті втілення винаходу послідовні відрізки виступу 30 утворюють поступово зменшувані кути з внутрішньою частиною поздовжньої частини 24, коли поздовжня частина 24 та виступ 30 сходяться. У цьому варіанті втілення винаходу поздовжня частина 24 та виступ 30 не перетинаються; натомість поздовжня частина 24 та виступ 30 перетинають внутрішню поверхню поперечної частини 26 стінки 22 протиударного ущільнення. Кут 53 є кутом перетину внутрішньої поверхні виступу з внутрішньою частиною поперечної частини 26 стінки; у показаному варіанті втілення кут є більшим за 90 градусів. Фігура 3 показує протиударне ущільнення 10, яке включає основу 20, яка має ударну поверхню 21, орієнтовану вгору у напрямку внутрішнього простору, та стінку 22, яка простягається вгору від основи 20. Стінка 22 має поздовжню частину 24 та поперечну частину 26. Виступ 30 простягається вгору, у напрямку центра протиударного ущільнення, від поперечної частини 26. Висота 32 виступу є відстанню між ударною поверхнею 21 протиударного ущільнення та верхньою частиною виступу 30. Навислий елемент 34 простягається горизонтально всередину від верхньої частини стінки 22. Канал для потоку 50 утворюється у межах кута, утвореного сходженням внутрішньої частини поздовжньої частини 24 та виступу 30, і частково закривається на кінці, віддаленому від центра внутрішньої частини протиударного ущільнення. Піднімальна платформа 54 для потоку, розташована у межах каналу для потоку, являє собою частину дна каналу для потоку 50, яка збільшується за висотою з наближенням до частково закритого кінця каналу для потоку. Фіг. 4 представляє вид у плані варіанта втілення винаходу з піднімальними платформами для потоку. Основа 20 має ударну поверхню 21; стінка 22 простягається вгору від ударної поверхні 21. Стінка 22 складається з поздовжніх частин 24 та поперечних частин 26. Пара виступів 30 простягається вгору, у напрямку центра протиударного ущільнення, кожна від поперечних частин 26. Навислий елемент 34 простягається горизонтально всередину від верхньої частини стінки 22. Канал для потоку 50 утворюється у межах кута, утвореного 5 UA 114084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сходженням внутрішньої частини поздовжньої частини 24 та виступу 30. У цьому варіанті втілення винаходу послідовні відрізки виступу 30 утворюють поступово зменшувані кути з внутрішньою частиною поздовжньої частини 24, коли поздовжня частина 24 та виступ 30 сходяться. У цьому варіанті втілення винаходу поздовжня частина 24 та виступ 30 не перетинаються; натомість поздовжня частина 24 та виступ 30 перетинають внутрішню поверхню поперечної частини 26 стінки 22 протиударного ущільнення. Канал для потоку 50 частково закривається на кінці, віддаленому від центра внутрішньої частини протиударного ущільнення. Піднімальна платформа 54 для потоку, розташована у каналі для потоку, являє собою частину дна каналу для потоку 50, яка збільшується за висотою з наближенням до частково закритого кінця каналу для потоку. Фіг. 5 представляє поперечний розріз по лінії AA з Фігури 4 протиударного ущільнення 10 згідно з даним винаходом, яке має основу 20, на якій розташовується ударна поверхня 21. Поперечна частина 26 стінки є частиною стінки, орієнтованою догори від основи 20. Канал для потоку 50 перебуває у сполученні з внутрішньою частиною протиударного ущільнення 10. Частина дна каналу для потоку 50 утворює кут з ударною поверхнею 21. Цей кут 56 складає від 90 до 180 градусів, може перебувати у межах від 110 градусів до 160 градусів, від 120 градусів до 150 градусів, і може мати значення, наприклад, 115, 120, 125, 127, 130, 135, 140, 145, 150 або 155 градусів. Фігура 6 показує вид у плані внутрішньої частини 60 стінки протиударного ущільнення згідно з даним винаходом. Деякі варіанти втілення даного винаходу відрізняються тим, що мають центральний мінімальний поздовжній розмір 62, виміряний між протилежними виступами 30 або між виступом 30 та позбавленою виступів поперечною частиною 26, таким чином, щоб мінімальний поздовжній розмір 62 був меншим за внутрішню поздовжню протяжність 42 стінки 22 протиударного ущільнення. Деякі варіанти втілення даного винаходу також відрізняються тим, що мають центральний поперечний розмір 64, виміряний між протилежними поздовжніми частинами стінки 24, та виступ 30, який має довжину 66 поверхні виступу, виміряну уздовж поверхні виступу від двох точок перетину виступу з поперечними частинами 26 стінки, таким чином, щоб центральний поперечний розмір 64 є меншим за довжину 66 поверхні виступу. У варіанті втілення, показаному на цій фігурі, орієнтована всередину поверхня виступу 30 складається з кількох суміжних прямокутних плоских поверхонь. Фігура 7 показує вид у плані внутрішньої частини 60 стінки протиударного ущільнення згідно з даним винаходом. Деякі варіанти втілення даного винаходу відрізняються тим, що мають центральний мінімальний поздовжній розмір 62, виміряний між протилежними виступами 30 або між виступом 30 та позбавленою виступів поперечною частиною 26, таким чином, щоб мінімальний поздовжній розмір 62 був меншим за внутрішню поздовжню протяжність 42 стінки 22 протиударного ущільнення. Деякі варіанти втілення даного винаходу також відрізняються тим, що мають центральний поперечний розмір 64, виміряний між протилежними поздовжніми частинами стінки 24, та виступ 30, який має довжину 66 поверхні виступу, виміряну уздовж поверхні виступу від двох точок перетину виступу з поперечними частинами 26 стінки, таким чином, щоб центральний поперечний розмір 64 є меншим за довжину 66 поверхні виступу. У варіанті втілення, показаному на цій фігурі, орієнтована всередину поверхня виступу 30, має форму частини радіальної поверхні циліндра. У варіанті втілення, показаному на цій фігурі, сходження внутрішньої частини поздовжньої частини 24 та виступу 30 веде до перетину поздовжньої частини 24 з поперечною частиною 26 стінки та перетину виступу 30 з поперечною частиною 26 стінки, і в цих точках внутрішні поверхні поздовжньої частини 24 та виступу 30 є паралельними. Фігура 8 показує вид у плані внутрішньої частини 60 стінки протиударного ущільнення згідно з даним винаходом. У показаному варіанті втілення і поздовжні частини 24, і поперечні частини 26 стінки мають виступи. Внутрішню поздовжню протяжність 42 стінки є більшою за центральний мінімальний поздовжній розмір 62. Фігура 9 показує швидкість 80 потоку залежно від поперечної відстані 84 через поперечну частину стінки протиударного ущільнення, показаного на Фігурах 1 та 2. Над каналами для потоку швидкість потоку збільшується. Над виступом швидкість потоку зменшується. Характер потоку демонструє максимальне значення 86 над каналами для потоку та місцевий мінімум 88 над виступом. Фігура 10 є перспективним зображенням протиударного ущільнення 110 для цілей ілюстрування його типової структури. Ущільнення включає основу 112 з ударною поверхнею 114, орієнтованою вгору і до внутрішньої частини протиударного ущільнення. Стінка простягається вгору навколо периферії основи. Протиударне ущільнення існуючого рівня техніки не має виступу від поперечної стінки і жодного каналу для потоку згідно з визначенням 6 UA 114084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 термінів, вжитих для опису даного винаходу. Фігура 11 є видом у плані розливального пристрою 120. Протиударне ущільнення 130 розташовується у розливальному пристрої; потік розплавленого металу у розливальний пристрій спрямовується таким чином, щоб розплавлений метал втікав у протиударне ущільнення 130. Розплавлений метал тече з розливального пристрою до пари рівчаків. Випуски для ливарних рівчаків 132 є найближчими до протиударного ущільнення 130; випуски для ливарних рівчаків 134 перебувають на проміжній відстані від протиударного ущільнення 130; випуски для ливарних рівчаків 136 перебувають на найбільшій відстані від протиударного ущільнення 130. Фігура 12 показує функціонування протиударного ущільнення 110 проілюстрованої типової структури. Модель багаторівчакового розливального пристрою згідно з Фігурою 11 було побудовано таким чином, щоб потік води, який містить маркувальний барвник, міг використовуватися для дослідження характеру потоків. В експериментах, показаних на Фігурі 12, було включено модель протиударного ущільнення існуючого рівня техніки згідно з Фігурою 10, і модель розливального пристрою наповнювали водою, яка не містила барвника. У момент початку відліку часу імпульс маркувального барвника упорскували у вхідний потік води. Цей потік ударявся об ущільнення і розсіювався по розливальному пристрою. Коли суміш води/барвника одночасно виходить з моделі розливального пристрою через шість різних випусків, коефіцієнт пропускання записували у трьох місцях, кожне з яких відповідає одному з випусків з пар випусків, показаних на Фігурі 11. Графік 150 показує значення світла, пропущеного через суміш води та маркувального барвника. На графіку 150 нульовий коефіцієнт пропускання вказує на те, що вода не містить барвника. Вищі коефіцієнти пропускання вказують на більшу кількість барвника у суміші. Вісь ординат або вертикальна вісь на графіку 150 представляє коефіцієнти пропускання, що спостерігалися. Вісь абсцис або горизонтальна вісь на графіку 150 представляє час у секундах від моменту введення маркувального барвника до системи. Результати аналізу показано на графіку 150. Датчик у позиції 132 з Фіг. 11, який видає результати, відповідні кривій 152 з графіка 150 Фіг. 12, було розташовано на відстані 5,5 см від зовнішньої поперечної стінки протиударного ущільнення. Датчик у позиції 134 з Фіг. 11, який видає результати, відповідні кривій 154 з графіка 150 Фіг. 12, було розташовано на відстані 41,0 см від зовнішньої поперечної стінки протиударного ущільнення. Датчик у позиції 136 з Фіг. 11, який видає результати, відповідні кривій 156 з графіка 150 Фіг. 12, було розташовано на відстані 76,6 см від зовнішньої поперечної стінки протиударного ущільнення. У протиударному ущільненні 110 проілюстрованої типової структури спостерігаються широкі відхилення значень між трьома графіками для даного моменту часу. Крім того, мінімальний час перебування (MRT), який визначається за часом, коли крива починає підвищуватися, є дуже коротким у місці 132 і довгим у місці 136. Фігура 13 показує функціонування протиударного ущільнення 10 згідно з даним винаходом, яке включає два виступи, чотири канали для потоку та піднімальну платформу для потоку в кожному з каналів для потоку. Модель багаторівчакового розливального пристрою згідно з Фігурою 11 було побудовано таким чином, щоб потік води, який містить маркувальний барвник, міг використовуватися для дослідження характеру потоків. В експерименті, показаному на Фігурі 13, використовували модель протиударного ущільнення 10 згідно з Фігурою 1, і модель розливального пристрою наповнювали водою, яка не містила барвника. У момент початку відліку часу імпульс маркувального барвника упорскували у вхідний потік води. Цей потік ударявся об ущільнення і розсіювався по розливальному пристрою. Коли суміш води/барвника одночасно виходила з моделі розливального пристрою через шість різних випусків, коефіцієнт пропускання записували у трьох місцях, кожне з яких відповідає одному з випусків з пар випусків, показаних на Фігурі 11. Графік 160 показує значення світла, пропущеного через суміш води та маркувального барвника. На графіку 160 нульовий коефіцієнт пропускання вказує на те, що вода не містить барвника. Вищі коефіцієнти пропускання вказують на більшу кількість барвника у суміші. Вісь ординат або вертикальна вісь на графіку 160 представляє коефіцієнти пропускання, що спостерігалися. Вісь абсцис або горизонтальна вісь на графіку 160 представляє час у секундах від моменту введення маркувального барвника до системи. Результати аналізу показано на графіку 160. Датчик у позиції 132 з Фіг. 11, який видає результати, відповідні кривій 162 з графіка 160 на Фіг. 13, було розташовано на відстані 5,5 см від зовнішньої поперечної стінки протиударного ущільнення. Датчик у позиції 134 з Фіг. 11, який видає результати, відповідні кривій 164 з графіка 160 на Фіг. 13, було розташовано на відстані 41,0 см від зовнішньої поперечної стінки протиударного ущільнення. Датчик у позиції 136 з Фіг. 11, який видає результати, відповідні кривій 166 з графіка 160 на Фіг. 13, було розташовано на 7 UA 114084 C2 5 10 відстані 76,6 см від зовнішньої поперечної стінки протиударного ущільнення. Протиударне ущільнення, яке застосовували для одержання результатів, показаних на графіку 160, спрямовує потік таким чином, відхилення значень між трьома графіками є значно меншим у даний момент часу, ніж спостерігалося для протиударного ущільнення існуючого рівня техніки. Для даного винаходу показник MRT у місці 132 був значно вищим, у той час, як MRT у місці 136 був нижчим. Цей ефект в результаті забезпечує значно кращу рівномірність концентрації води/барвника по всій моделі розливального пристрою. Для промислового застосування рівномірність показників MRT забезпечує можливість швидшого переходу з одного сорту сталі на інший у багаторівчаковому розливальному пристрої. Існує можливість численних модифікацій та видозмін даного винаходу. Таким чином, слід розуміти, що у межах обсягу супровідної формули винаходу цей винахід може бути практично втілений у спосіб, відмінний від конкретного описаного способу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Протиударне ущільнення розливального пристрою, виконане з вогнетривкого матеріалу, яке включає основу, що є орієнтованою догори назустріч потокові розплавленого металу, що надходить до розливального пристрою і містить розташовану на ній ударну поверхню та стінку, яка простягається вгору від основи навколо принаймні частини периметра ударної поверхні, причому основа та стінка обмежують внутрішній простір ущільнення, стінка включає подовжню частину та поперечну частину, ущільнення має мінімальну довжину у своїй середній частині, причому довжина внутрішньої частини подовжньої частини стінки є більшою за мінімальну довжину ущільнення у його внутрішній середній частині, та стінка містить принаймні один виступ, що має ширину, висоту і внутрішню поверхню та простягається всередину від поперечної частини стінки у внутрішній простір ущільнення, при цьому висота виступу дорівнює висоті тієї частини поперечної частини стінки, з якою цей виступ знаходиться у контакті. 2. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що стінка простягається навколо всього периметра основи. 3. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 2, яке відрізняється тим, що стінка має незмінну висоту. 4. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що основа має форму квадрата, прямокутника або трапеції. 5. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що розливальний пристрій створює швидкості потоку у розплавленому металі, що залишає протиударне ущільнення, і швидкості потоку, виміряні уздовж верхньої частини довжини поперечної частини стінки, демонструють мінімальне значення у центральній частині поперечної частини стінки. 6. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу перетинає внутрішній простір поперечної частини стінки під кутом, більшим за 90 градусів. 7. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу включає принаймні одну чотиристоронню поверхню. 8. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу включає частину, яка має форму частини радіальної поверхні циліндра. 9. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення ширини виступу до висоти виступу становить 1 або більше. 10. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення довжини виступу до ширини виступу складає від 0,3 до 3,0 включно. 11. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення ширини виступу до висоти виступу складає від 0,8 до 1,5 включно. 12. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення висоти виступу до висоти частини поперечної частини стінки, з якою вона контактує, складає від 0,3 до 1 включно. 13. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення ширини виступу до внутрішньої довжини поперечної стінки протиударного ущільнення складає від 0,1 до 1 включно. 14. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня виступу та внутрішня поверхня подовжньої частини стінки сходяться для 8 UA 114084 C2 5 10 15 утворення каналу для потоку, який має дно і має кінець, віддалений від центра протиударного ущільнення. 15. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 14, яке відрізняється тим, що кут, утворений внутрішньою поверхнею виступу та внутрішньою поверхнею подовжньої частини стінки, зменшується у напрямку віддаленого кінця каналу для потоку. 16. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 14, яке відрізняється тим, що підвищення каналу для потоку збільшується з наближенням до кінця, віддаленого від центра протиударного ущільнення. 17. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 16, яке відрізняється тим, що дно каналу для потоку утворює кут, менший за 180 градусів, з ударною поверхнею протиударного ущільнення. 18. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 17, яке відрізняється тим, що дно каналу для потоку утворює кут у межах від 115 градусів до 155 градусів включно з ударною поверхнею протиударного ущільнення. 19. Протиударне ущільнення розливального пристрою за п. 18, яке відрізняється тим, що дно каналу для потоку утворює кут 127 градусів з ударною поверхнею протиударного ущільнення. 9 UA 114084 C2 10 UA 114084 C2 11 UA 114084 C2 12 UA 114084 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Impact pad

Автори англійською

Reinhart, Jeffrey R.

Автори російською

Реинхарт Джефри Р.

МПК / Мітки

МПК: C21B 7/08, B22D 41/08, C21C 5/44, B22D 41/00

Мітки: ущільнення, пристрою, розливального, протиударне

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/15-114084-protiudarne-ushhilnennya-rozlivalnogo-pristroyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Протиударне ущільнення розливального пристрою</a>

Подібні патенти