КРИСТАЛЛИЗАТОР Российский патент 1994 года по МПК B22D11/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к машинам непрерывного литья металлов.

Известен кристаллизатор машины непрерывного литья металлов, рабочая полость которого образована двумя широкими стенками, между которыми установлены две узкие стенки. Усилие прижатия широких стенок к узким осуществляется с помощью пружин и гидроцилиндров. В этом кристаллизаторе усилие пружин рассчитывается для случая, когда требуется перемещение узких стенок при изменении ширины рабочей полости. Для периода начала разливки усилие прижатия широких стенок к узким увеличивается за счет давления гидроцилиндра. Кроме основного гидроцилиндра в этом кристаллизаторе используется также дополнительный гидроцилиндр для раскрытия стенок кристаллизатора.

Недостатком этого кристаллизатора является наличие дополнительного гидропривода, усложняющего конструкцию и обслуживание кристаллизатора. Кроме того, пружины и цилиндры смонтированы на одной стенке, что также усложняет обслуживание этого кристаллизатора.

Известен кристаллизатор, выбранный в качестве прототипа, содержащий широкие и узкие стенки. Узкие стенки установлены между широкими, которые прижимаются к узким с помощью пакетов пружин, которые вмонтированы внутри корпусов цилиндров. Пружины отжимаются гидроцилиндрами плунжерного типа. Корпусы гидроцилиндров жестко закреплены к широким стенкам, а штоки пропущены через отверстия в этих стенках. Штоки цилиндров, расположенных на двух параллельных широких стенках друг против друга, связаны между собой с помощью стяжного замка. Благодаря тому, что цилиндры имеют различную величину хода, а упоры, расположенные на штоках и широких стенках кристаллизатора могут быть отрегулированы так, что стенки кристаллизатора могут перемещаться на заданную величину, можно изменять величину зазора между широкими и узкими стенками. Например, зазор 0,3-0,6 мм обеспечивает режим работы при изменении размеров полости кристаллизатора, связанный с перемещением узких стенок. Зазор 8-10 мм позволяет проводить зачистку стыков в углах полости кристаллизатора при его обслуживании в перерывах между сериями разливок.

Прототип обладает тем же недостатком, что и рассмотренный выше аналог. Наличие двух цилиндров усложняет конструкцию и обслуживание кристаллизатора. Кроме того, установленные внутри корпусов цилиндров пружины (в случае необходимости замены) должны демонтироваться совместно с цилиндрами, с рассоединением гидроподводов рабочей жидкости.

Целью изобретения является упрощение конструкции кристаллизатора и улучшение условий его обслуживания.

Эта цель достигается тем, что в кристаллизаторе, содержащем широкие стенки, стянутые между собой через установленные между ними узкие стенки с помощью пружин, гидроцилиндров и стяжек, пружины установлены на одном конце стяжек с внешней стороны одной из широких стенок, а гидроцилиндры - на другом конце стяжек с внешней стороны другой широкой стенки. Кроме того, стяжки установлены в сквозных отверстиях, выполненных в гидроцилиндрах вдоль их продольной оси.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый кристаллизатор отличается тем, что пружины установлены на одном конце стяжек с внешней стороны одной из широких стенок, а гидроцилиндры - на другом конце стяжек с внешней стороны другой широкой стенки.

Таким образом, заявляемый кристаллизатор соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показан общий вид кристаллизатора; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 и 4 - сечение А-А на фиг.1.

Кристаллизатор содержит широкие стенки 1 и 2, узкие стенки 3 и механизм передвижения узких стенок 4. Широкие стенки связаны между собой через стяжки 5. На стяжках 5 установлены пружины 6 в опорных стаканах 7 и гидроцилиндры 8. Стяжки 5 состоят из шпилек 9, на концах которых навинчены гайки 10 с шайбами 11. Гидроцилиндры 8 включают корпусы 12, штоки с поршнем 13 и крышки 14. Корпусы 12 гидроцилиндров жестко закреплены к широкой стенке 2 кристаллизатора с помощью крепежа 15, а штоки 13 прикреплены к широкой стенке 1 с помощью гаек 16. В корпусах 12 гидроцилиндров 8 выполнены отверстия 17 и 18 для подвода рабочей жидкости в полости гидроцилиндров.

В предложенном кристаллизаторе в сравнении с прототипом в два раза уменьшено количество гидроцилиндров и пружин. Причем, гидроцилиндры и пружины размещены на различных широких стенках с их внешней стороны, упростив доступ для их обслуживания при настройке усилий поджатия пружин, устранения неполадок в работе гидроцилиндров и замене деталей при ремонтах.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Усилие пружин 6 рассчитывается на поджатие стенок для устанавливающегося режима работы. Перед началом разливки в полость гидроцилиндра через подвод 17 подают давление, в результате этого через корпус 12 гидроцилиндра стенка 2 прижимается к узким стенкам 3 дополнительным усилием. Через 3-5 мин после начала литья полости цилиндра соединяют со сливом. При этом поджатие стенок сохраняется только за счет усилия пружин (фиг.3). При необходимости изменения ширины кристаллизатора давление подают в другую полость цилиндра через подвод 18. При этом корпус 12 с крышкой 14 перемещаются, оттягивая шпильку 9 со стаканом 7 вправо, выключив пружину 6 от поджатия стенки 1 (зазор "а" выбран). В то же время корпус 12 гидроцилиндра с широкой стенкой 2 перемещаются также вправо, образуя зазор между широкими и узкими стенками, равный "а" (фиг.4). Механизмом 4 узкие стенки могут быть перемещены и при этом ширина кристаллизатора будет изменена.

П р и м е р. Для литья сляба сечением 160х1600 предварительное поджатие пружин (для установившегося процесса литья) рассчитывается равным Р=Р х n = 7 х 4 = 28 т, где Р - суммарное усилие прижатия;
Р - усилие одной пружины;
n - число пружин.

В начальный период литья через подвод 17 в гидроцилиндр подается давление 100 кг/см. При диаметре поршня и штока, соответственно равно 150 и 90 мм, усилие сжатия узких стенок достигает 41 т. После 5 мин с начала разливки давление в гидроцилиндре будет снято и в дальнейшем будет продолжаться разливка при сжатии стенок только от усилия пружин.

Если во время разливки или в перерывах между разливками нужно изменить размер кристаллизатора, например, с 160х1600 до 160х1200, то подают давление в цилиндр через подвод 18. Между узкими стенками 3 и широкими 1 и 2 образуется зазор, равный 0,3-0,6 мм. После этого узкие стенки 3 приводом 4 сближают до размера 1200 и выключают давление. И кристаллизатор готов для дальнейшей эксплуатации с новым размером полости для литья слябов 160х1200 мм.

Применение предложенного решения позволяет упростить конструкцию кристаллизатора, сократив в два раза количество гидроцилиндров, соответственно гидроподводов к ним и количество пружин. Упрощается и обслуживание за счет того, что пружины и цилиндры могут быть заменены независимо друг от друга.

Использование: в литейном производстве при непрерывном литье заготовок. Сущность изобретения: кристаллизатор состоит из широких и узких стенок. Широкие стенки 1 и 2 стянуты посредством гидроцилиндров 8, расположенных с внешней стороны одной широкой стенки, стяжек 5 и пружин 6, расположенных с внешней стороны другой широкой стенки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. КРИСТАЛЛИЗАТОР, содержащий широкие стенки, стянутые между собой через установленные между ними узкие стенки посредством пружин, гидроцилиндров и стяжек, отличающийся тем, что пружины установлены на одном конце каждой стяжки, а гидроцилиндры - на противоположном, причем пружины и гидроцилиндры расположены с внешней стороны каждой широкой стенки. 2.Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что в штоке каждого гидроцилиндра выполнено сквозное осевое отверстие, в котором расположена стяжка.