Стакан несимметричной формы для литья слябов и включающая его металлургическая установка для литья металла - RU2019130483A

1. Стакан (1) для литья слябов из металла, причем указанный стакан для литья слябов имеет геометрическую форму, определяемую наружной стенкой, проходящей по длине L стакана вдоль продольной оси z от верхнего по потоку конца до нижнего по потоку конца, при этом указанная наружная стенка содержит нижний по потоку участок, проходящий вдоль продольной оси z от нижнего по потоку конца и включая его, причем

верхний по потоку конец стакана для литья слябов содержит впускное отверстие (50u), ориентированное параллельно указанной продольной оси z, и при этом

нижний по потоку участок стакана для литья слябов содержит одно или более выпускных отверстий (51d) прохода, причем указанный нижний по потоку участок определен шириной, измеренной вдоль первой поперечной оси х, которая по меньшей мере в 1,5 раза больше толщины нижнего по потоку участка, измеренной вдоль второй поперечной оси у, при этом первая поперечная ось х перпендикулярна продольной оси z, и при этом вторая поперечная ось у перпендикулярна как первой поперечной оси х, так и продольной оси z,

причем указанный стакан для литья слябов дополнительно содержит центральный канал (50), начинающийся на указанном впускном отверстии (50u), проходящий от него вдоль продольной оси z и пересекающий один или более передних проходов (51), каждый из которых переходит в одно или более выпускных отверстий прохода,

отличающийся тем, что на виде в разрезе стакана для литья слябов вдоль поперечной плоскости Р3 наружная стенка стакана для литья слябов определена контуром наружной стенки, который содержит:

центральный участок (Ах), причем контур наружной стенки симметричен относительно центральной точки с, определяемой как точка пересечения продольной оси z с поперечной плоскостью Р3, и предпочтительно симметричен относительно как первой, так и второй поперечных осей х, у, и при этом указанный центральный участок окружен

первым и вторым боковыми участками (Ac1, Ас2), расположенными по обеим сторонам центрального участка (Ах) вдоль первой поперечной оси х, и при этом наружная стенка симметрична исключительно относительно центральной точки с,

контур наружной стенки нижнего по потоку участка вписан в воображаемый прямоугольник, первая и вторая грани которого параллельны первой поперечной оси х, а третья и четвертая грани параллельны второй поперечной оси у, и при этом малое расстояние dt от контура наружной стенки до первого и второго диагонально противоположных углов из четырех углов воображаемого прямоугольника по меньшей мере в 1,5 раза меньше расширенного расстояния df от контура наружной стенки до двух других диагонально противоположных углов воображаемого прямоугольника, причем расстояние от контура наружной стенки до угла определено как расстояние между указанным углом и точкой контура, ближайшей к указанному углу,

при этом поперечная плоскость Р3 представляет собой плоскость, перпендикулярную продольной оси z и пересекающую одно или более выпускных отверстий прохода, причем расстояние L3 до нижнего по потоку конца является наибольшим.

2. Стакан (1) для литья слябов по п. 1, в котором ширина нижнего по потоку участка по меньшей мере в три раза больше толщины нижнего по потоку участка.

3. Стакан (1) для литья слябов по п. 1 или 2, содержащий первый и второй передние проходы (51), переходящие в соответствующие первое и второе выпускные отверстия прохода, причем первый и второй передние проходы предпочтительно отделены друг от друга разделителем (10), проходящим в центральном канале от нижнего по потоку конца вдоль продольной оси z.

4. Стакан для литья слябов по п. 1 или 2, в котором малое расстояние dt по меньшей мере в два раза, предпочтительно в три раза меньше расширенного расстояния df, и при этом малое расстояние dt предпочтительно не более чем в десять раз, более предпочтительно не более чем в восемь раз меньше расширенного расстояния df.

5. Стакан для литья слябов по п. 4, в котором каждая из первой и второй малых областей At, заключенных между контуром наружной стенки и гранями воображаемого прямоугольника, соединяющимися в первом и втором диагонально противоположных углах, соответственно имеет площадь, составляющую не более 80%, предпочтительно не более 67%, более предпочтительно не более 50% площади первой и второй расширенных областей Af, заключенных между контуром наружной стенки и гранями воображаемого прямоугольника, соединяющимися в двух других диагонально противоположных углах.

6. Стакан для литья слябов по п. 4 или 5, в котором на первом и втором заблокированных участках наружной стенки нижнего по потоку участка распределены выступы (5), причем указанные первый и второй заблокированные участки соответствуют участку контура наружной стенки на разрезе вдоль плоскости Р3, который заключен в двух диагонально противоположных четвертях воображаемого прямоугольника, включающих в себя малое расстояние dt или малую область At.

7. Стакан для литья слябов по п. 6, в котором выступы имеют геометрическую форму, выбранную из кругов, эллипсов, прямых или кривых линий, шевронов, дуг окружностей, многоугольников, выступающих из поверхности наружной стенки нижнего по потоку участка по меньшей мере на 3 мм, предпочтительно по меньшей мере на 4 мм и предпочтительно не более чем на 20 мм, более предпочтительно не более чем на 15 мм, и при этом выступы предпочтительно представляют собой отдельные выступы, распределенные в шахматном порядке на первом и втором заблокированных участках наружной стенки нижнего по потоку участка.

8. Стакан для литья слябов по любому из пп. 1, 2, 4-7, в котором один или более передних проходов расширяются при переходе в соответствующие выпускные отверстия прохода.

9. Стакан для литья слябов по п. 3, в котором малое расстояние dt по меньшей мере в два раза, предпочтительно в три раза меньше расширенного расстояния df, и при этом малое расстояние dt предпочтительно не более чем в десять раз, более предпочтительно не более чем в восемь раз меньше расширенного расстояния df.

10. Стакан для литья слябов по п. 9, в котором каждая из первой и второй малых областей At, заключенных между контуром наружной стенки и гранями воображаемого прямоугольника, соединяющимися в первом и втором диагонально противоположных углах, соответственно имеет площадь, составляющую не более 80%, предпочтительно не более 67%, более предпочтительно не более 50% площади первой и второй расширенных областей Af, заключенных между контуром наружной стенки и гранями воображаемого прямоугольника, соединяющимися в двух других диагонально противоположных углах.

11. Стакан для литья слябов по п. 9 или 10, в котором на первом и втором заблокированных участках наружной стенки нижнего по потоку участка распределены выступы (5), причем указанные первый и второй заблокированные участки соответствуют участку контура наружной стенки на разрезе вдоль плоскости Р3, который заключен в двух диагонально противоположных четвертях воображаемого прямоугольника, включающих в себя малое расстояние dt или малую область At.

12. Стакан для литья слябов по п. 11, в котором выступы имеют геометрическую форму, выбранную из кругов, эллипсов, прямых или кривых линий, шевронов, дуг окружностей, многоугольников, выступающих из поверхности наружной стенки нижнего по потоку участка по меньшей мере на 3 мм, предпочтительно по меньшей мере на 4 мм и предпочтительно не более чем на 20 мм, более предпочтительно не более чем на 15 мм, и при этом выступы предпочтительно представляют собой отдельные выступы, распределенные в шахматном порядке на первом и втором заблокированных участках наружной стенки нижнего по потоку участка.

13. Стакан для литья слябов по п. 3, в котором один или более передних проходов расширяются при переходе в соответствующие выпускные отверстия прохода.

14. Стакан для литья слябов по любому из пп. 3, 9-13, причем на виде в разрезе стакана для литья тонких слябов вдоль поперечной плоскости Р3 первый и второй передние проходы определены контурами первого и второго передних проходов, при этом каждый из них содержит боковой участок, удаленный от разделителя, который симметричен исключительно относительно центральной точки с и предпочтительно по существу параллелен соответствующим первому и второму боковым участкам (Ac1, Ас2) контура наружной стенки.

15. Стакан для литья слябов по любому из пп. 3-13, в котором центральный участок (Ах) контура наружной стенки занимает по меньшей мере 33%, предпочтительно по меньшей мере 50% ширины W первой и второй граней воображаемого прямоугольника и предпочтительно занимает не более 85%, более предпочтительно не более 67% ширины W первой и второй граней воображаемого прямоугольника.

16. Стакан (1) для литья слябов по любому из предшествующих пунктов, в котором на видах в разрезе стакана для литья слябов вдоль любой поперечной плоскости Pn наружная стенка стакана для литья слябов определена контуром наружной стенки, который содержит центральный участок и первый и второй боковые участки в соответствии с п. 1 относительно поперечной плоскости Р3, причем поперечная плоскость Pn представляет собой плоскость, перпендикулярную продольной оси z и пересекающую продольную ось z на расстоянии Ln до нижнего по потоку конца, которое составляет не более 60% длины L стакана, предпочтительно не более 50% L.

17. Металлургическая установка для литья металлических слябов, причем указанная металлургическая установка содержит:

металлургический сосуд (100), содержащий донную часть, снабженную выпускным отверстием (101),

кристаллизатор (110) для литья слябов, проходящий вдоль продольной оси z, определяемый шириной Wm, измеренной вдоль первой поперечной оси х, и толщиной Tm, измеренной вдоль второй поперечной оси у, причем х ⊥ у ⊥ z, и содержащий внутреннюю полость (110с) кристаллизатора, определяемую стенками полости и отверстием на верхнем по потоку конце полости, и

стакан для литья слябов по любому из предшествующих пунктов, в котором верхний по потоку конец стакана для литья слябов соединен с донной частью металлургического сосуда таким образом, что выпускное отверстие (101) находится в сообщении по текучей среде с впускным отверстием (50u), и при этом нижний по потоку участок стакана для литья слябов вставлен в полость кристаллизатора для литья слябов на вставляемую длину Li, измеренную от верхнего по потоку конца полости кристаллизатора до нижнего по потоку конца стакана для литья слябов, и выровнен по продольной оси z и первой и второй поперечным осям х, у.

18. Металлургическая установка по п. 17, которая на виде в разрезе металлургической установки вдоль поперечной плоскости Р3 содержит

первый малый зазор между контуром стенки полости и первыми боковыми участками (Ac1) контура наружной стенки, имеющий ширину Gt1 первого малого зазора, измеренную на первой стороне первой поперечной оси х вдоль сегмента m, параллельного второй поперечной оси у и проходящего мимо точки пересечения первых боковых участков (Ac1) контура наружной стенки с первой поперечной осью х, которая составляет не более половины, предпочтительно не более трети ширины Gf1 первого расширенного зазора, первого расширенного зазора между контуром стенки полости и первыми боковыми участками (Ac1) контура наружной стенки, измеренной на второй стороне первой поперечной оси х вдоль сегмента m, при этом

второй малый зазор между контуром стенки полости и вторыми боковыми участками (Ас2) контура наружной стенки, имеющий ширину Gt2 второго малого зазора, измеренную на второй стороне первой поперечной оси х вдоль сегмента n, параллельного второй поперечной оси у и проходящего мимо точки пересечения вторых боковых участков (Ас2) контура наружной стенки с первой поперечной осью х, которая составляет не более половины, предпочтительно не более трети ширины Gf2 второго расширенного зазора, второго расширенного зазора между контуром стенки полости и вторыми боковыми участками (Ас2) контура наружной стенки, измеренной на первой стороне первой поперечной оси х вдоль сегмента n,

ширина Gt1 первого малого зазора по существу равна ширине Gt2 второго малого зазора, и Gt1 и Gt2 предпочтительно находятся в диапазоне от 10 до 70% максимальной толщины контура наружной стенки стакана для литья слябов, измеренной вдоль второй поперечной оси у; и

ширина Gf1 первого расширенного зазора по существу равна ширине Gf2 второго расширенного зазора.

19. Металлургическая установка по п. 17, в которой на виде в разрезе металлургической установки вдоль поперечной плоскости Р3 внутренняя полость кристаллизатора для литья слябов определяется контуром стенки полости, который содержит

первый и второй боковые участки полости, имеющие боковую толщину Tmc полости, которая по существу постоянна, причем указанные первый и второй боковые участки полости выровнены по первой поперечной оси х и расположены по бокам с обеих сторон,

центральный участок полости, имеющий центральную ширину Wmx полости, причем контур стенки полости симметричен относительно как первой, так и второй поперечных осей х, у, имеющий толщину, равную Tmc на каждой стороне, где он соединяется с первым и вторым боковыми участками, и плавно изменяющийся до достижения максимального значения Tmx толщины полости в точках пересечения контура стенки полости со второй поперечной осью у, где Tmx может быть равна Tmc или может отличаться от Tmc, и

контур наружной стенки стакана для литья слябов:

имеет ширину W стакана, измеренную вдоль первой поперечной оси х, которая меньше центральной ширины Wmx полости,

имеет толщину Т стакана, измеренную вдоль второй поперечной оси у, имеющую максимальное значение Тх, и

при этом отношение Tmx/Тх толщины кристаллизатора к толщине стакана для литья слябов составляет от 1,2 до 2,7, предпочтительно от 1,5 до 2,1.

20. Металлургическая установка по п. 17 или 18, в которой одна или более из следующих величин:

ширина Gt1, Gt2 первого и второго малых зазоров,

ширина Gf1, Gf2 первого и второго расширенных зазоров,

центральная ширина Wmx полости и толщина Tmc, Tmx полости,

ширина Wn стакана, толщина Tn, Tnx стакана

по п. 12 или 13 относительно вида в разрезе вдоль поперечной плоскости Р3 определены аналогично на любом виде в разрезе металлургической установки вдоль любой поперечной плоскости Pm, причем поперечная плоскость Pm представляет собой плоскость, перпендикулярную продольной оси z и пересекающую нижний по потоку участок стакана для литья слябов по меньшей мере на 40%, предпочтительно по меньшей мере на 50%, более предпочтительно по меньшей мере на 75% вставляемой длины Li.