СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СЛИТКОВ Российский патент 1997 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке прямоугольных слитков.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки прямоугольных слитков, включающий подачу металла в кристаллизатор, перемещение узких стенок, поддержание и направление слитка под кристаллизатором при помощи роликов, а также вытягивание слитка из кристаллизатора. Узкие стенки перемещают симметрично относительно продольной оси бочек роликов. Изменение ширины слитка или перемещение узких стенок производят ступенчато или непрерывно во времени [1]
Недостатком известного способа является недостаточная стойкость роликов, направляющих и поддерживающих слиток под кристаллизатором. Это объясняется тем, что при постоянном положении прямоугольного слитка по продольной оси бочек роликов происходит их выработка по диаметру вследствие постоянства контакта с более захоложенными и поэтому более твердыми углами прямоугольного слитка. Вследствие локальной выработки бочки ролика и уменьшения ее диаметра происходит поломка и выход из строя роликов.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости поддерживающих и направляющих слиток роликов.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают металл в кристаллизатор, перемещают узкие стенки, поддерживают и направляют слиток под кристаллизатором при помощи роликов, а также вытягивают слиток из кристаллизатора.

При локальном уменьшении диаметра бочки ролика на 0,005 0,1 его диаметра в районе углов слитка перемещают узкие стенки на суммарную величину, равную 0,001 0,8 длины бочки ролика. При этом узкие стенки перемещают обе одновременно или одну из них.

Повышение стойкости роликов будет происходить вследствие периодического перемещения углов слитка относительно продольной оси бочки роликов. В этом также будет перемещаться место контакта наиболее захоложенных углов слитка по длине бочек роликов, вследствие чего опасное уменьшение диаметра бочек роликов будет происходить равномерно на различных участках по их длине.

Диапазон значений величины уменьшения диаметра бочки ролика в пределах 0,005 0,1 его диаметра в районе углов слитка и объясняется прочностными характеристиками металла, из которого сделан ролик. При больших значениях происходит поломка роликов. Меньшие значения устанавливать не имеет смысла, т. к. в этих условиях выход из строя ролика не происходит.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от диаметра ролика.

Диапазон значений величины перемещения узких стенок в пределах 0,001 - 0,8 длины бочки ролика объясняется технологическими закономерностями процесса непрерывной разливки прямоугольных слитков. При больших значениях вследствие значительного уменьшения ширины отливаемого слитка в бочках роликов увеличиваются изгибные напряжения сверх допустимых значений. Меньшие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. в этих условиях локальное место выработки ролика будет развиваться далее, что приведет к поломке ролика.

Перемещение узких стенок возможно производить одновременно симметрично поперечной оси бочки ролика, раздельно каждой из узких стенок при неподвижной другой или в другом сочетании. При этом суммарная величина перемещений обеих узких стенок или одной из узких стенок должна составлять величину, равную 0,001 0,8 длины бочки ролика. При отливке прямоугольных слитков только одной максимально возможной ширины перемещение узких стенок не производят.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с известными техническими решениями. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления способа непрерывной разливки прямоугольных слитков, не исключающий другие варианты в пределах изобретения.

Способ непрерывной разливки прямоугольных слитков осуществляется следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки ст. 3 и вытягивают из него слиток со скоростью в пределах 0,6 1,2 м/мин. Кристаллизатор состоит из широких водоохлаждаемых медных рабочих стенок, между которыми зажаты узкие стенки. Технологическая ось установки непрерывной разливки стали расположена по радиусу, величина которого составляет 6 12м, толщина слитка составляет 250 мм. Под кристаллизатором в зоне вторичного охлаждения слиток поддерживают и направляют при помощи холостых и приводных роликов. Диаметр бочек роликов изменяется от минимального значения под кристаллизатором, равного 100 180 мм, до максимального значения в конце зоны вторичного охлаждения, равного 300 400 мм. Кристаллизатор снабжен специальным механизмом с приводом, при помощи которого производят перемещение узких стенок относительно широких стенок. При локальном уменьшении диаметра бочек ролика за 0,005 0,1 его диаметра в районе углов слитка перемещают узкие стенки на суммарную величину, равную 0,001 0,8 длины бочки ролика. При этом узкие стенки перемещают обе одновременно или одну из них.

При перемещении узких стенок возможно как изменение ширины отличаемого слитка, так и отсутствие этого изменения. Однако в обоих случаях происходит изменение места контакта наиболее захоложенных и поэтому наиболее твердых углов слитка с бочкой роликов. При этом не происходит прогрессирующего локального износа и опасного уменьшения диаметра бочек роликов.

В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки прямоугольных слитков с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие небольшой величины перемещения узких стенок происходит прогрессирующая локальная выработка бочки ролика в месте ее контакта с углами слитка, что приводит к поломке ролика.

В пятом примере вследствие значительной величины перемещения узких стенок, и, как следствие, значительной величины уменьшения ширины отливаемого слитка увеличиваются изгибные напряжения в бочке ролика сверх допустимых значений, что приводит к его поломке.

В шестом примере прототипе вследствие постоянства положения узких стенок относительно широких стенок кристаллизатора происходит прогрессирующая выработка бочек роликов в районе их контакта с углами слитка.

В примерах 2 4 вследствие регламентируемого в оптимальных пределах изменения положения узких стенок относительно широких стенок кристаллизатора износ и выработки бочек роликов происходит равномерно по их длине, что увеличивает срок службы роликов и их стойкость.

Применение способа непрерывной разливки прямоугольных слитков позволяет повысить срок службы роликов на 20 30%

Использование: металлургии, конкретнее непрерывная разливка прямоугольных слитков. Для повышения стойкости поддерживающих и направляющих слиток роликов. При локальном уменьшении диаметра бочки ролика на 0,005 - 0,1 его диаметра в районе углов слитка перемещают узкие стенки кристаллизатора на суммарную величину, равную 0,001 - 0,8 длины бочки ролика. При этом узкие стенки перемещают обе одновременно или одну из них. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ непрерывной разливки прямоугольных слитков, включающий подачу металла в кристаллизатор, перемещение его узких стенок, поддержание и направление слитка под кристаллизатором при помощи роликов и вытягивание слитка из кристаллизатора, отличающийся тем, что перемещение узких стенок осуществляют при локальном уменьшении диаметра бочки ролика в районе углов слитка на 0,005 0,1 его диаметра, при этом суммарную величину перемещения узких стенок устанавливают равной 0,001 0,8 длины бочки ролика. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно осуществляют перемещение двух узких стенок. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют перемещение одной из узких стенок.