УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ Российский патент 2001 года по МПК B22D11/115 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам плавления и подачи расплава в установках непрерывного литья.

При непрерывном литье металлов на практике применяют связанные между собой плавильную печь, обычно индукционную, и промежуточный миксер или металлоприемник, в который периодически из печи переливается металл [1].

Однако при таком ведении процесса велики потери металла на угар и шлаки. На струю металла воздействует окружающая окислительная атмосфера и при заполнении металлоприемника расплав насыщается газами, особенно при изменении его уровня, что приводит к ухудшению качества слитка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для непрерывного литья, содержащее расположенные в едином корпусе плавильную и раздаточные камеры, разделенные между собой вертикальной перегородкой с металлопроводом. При этом каждая из камер снабжена индукционной единицей, а раздаточная камера выполнена герметичной и снабжена подводом газа под избыточным давлением. При работе печи в плавильной камере расплавляют шихту, расплав из которой переливается по металлопроводу в раздаточную камеру. Питание кристаллизатора осуществляется методом выдавливания металла из раздаточной камеры газом, подаваемого в пространство над уровнем металла в раздаточной камере [2].

Известное устройство исключает необходимость перелива металла из одной емкости в другую открытой струей, что благоприятно сказывается на снижении его окисления.

Однако существенным недостатком известного устройства является наличие в каждой камере самостоятельной индукционной единицы, что удорожает стоимость печи-металлоприемника и усложняет его конструкцию и эксплуатацию.

Кроме того, устройство предназначено для использования только в режиме выдавливания металла давлением газа, что ограничивает область его применения.

В основу изобретения положена задача устранения указанных недостатков при сохранении преимуществ, свойственных компановке плавильной и раздаточной камер в едином корпусе, т.е. обеспечить устранение перелива открытой струей, снижение затрат на устройство, его эксплуатацию при расширении его функциональных возможностей.

Указанная задача решается тем, что в известном устройстве, содержащем печь-металлоприемник, ванну, разделенную перегородкой на две сообщающиеся камеры: плавильную и раздаточную, кристаллизатор и индукционную канальную единицу, индукционная канальная единица выполнена с двумя параллельно установленными кольцевыми каналами, размещенными на общем магнитопроводе и расположенными по обе стороны от плоскости перегородки, при этом индукционная катушка канальной единицы выполнена с возможностью перемещения вдоль магнитопровода.

Кроме того, возможна реализация изобретения в различных частных вариантах: горизонтальная разливка, вертикальная разливка вниз и всасыванием вверх.

Это достигается соответственно тем, что кристаллизатор располагается в нижней части стенки раздаточной камеры, либо в днище раздаточной камеры и, наконец, над раздаточной камерой со снабжением кристаллизатора погружным металлопроводом.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - общий вид устройства при варианте с горизонтальной разливкой,
- на фиг. 2 - то же, с вертикальной разливкой вниз,
- на фиг. 3 - то же, с вертикальной разливкой вверх всасыванием.

Устройство для непрерывного литья содержит печь-металлоприемник с футерованным корпусом 1, ванной, разделенной вертикальной перегородкой 2 на две камеры - большую плавильную 3 и меньшую раздаточную 4. Между собой камеры 3 и 4 сообщаются металлопроводом 5, выполненным в перегородке 2. Снизу к корпусу 1 присоединена индукционная канальная единица, включающая железный сердечник-магнитопровод 6, индукционную катушку 7 и два вертикальных кольцевых канала 8, расположенных параллельно друг другу по обе стороны от плоскости перегородки 2. Индукционная катушка выполнена с возможностью перемещения вдоль магнитопровода 6.

Кристаллизатор 9 в зависимости от типа установки непрерывного литья располагается в разных частях металлоприемника.

В показанном на фиг. 1 варианте кристаллизатор размещен в нижней части стенки раздаточной камеры 4 для горизонтального литья.

На фиг. 2 показано использование изобретения для вертикальной разливки вниз, кристаллизатор размещен в днище раздаточной камеры 4.

При использовании изобретения в вертикальной разливке вверх всасыванием (фиг. 3) кристаллизатор 9 располагается над ванной раздаточной камеры 4 и снабжается металлопроводом 10, погружаемым под уровень расплава в камере 4.

Выполнение индукционной канальной единицы с двумя параллельными кольцевыми каналами, установленными на общем магнитопроводе, и размещение их по обе стороны от перегородки позволяет обеспечить плавку металла в плавильной емкости и его подогрев в раздаточной одним теплогенерирующим устройством, при этом неочевидным техническим результатом такого выполнения является возможность перераспределять электрическую нагрузку между каналами камер за счет перемещения катушки индуктора 7 относительно каналов 8 (на чертеже показано стрелками), что позволяет изменять силу тока, приходящуюся на каждый канал 8. Этим обеспечивается гибкое управление процессом при минимальных затратах.

Устройство для непрерывного литья работает следующим образом.

До начала процесса должны быть заполнены каналы 8 жидким металлом, в полость кристаллизатора 9 вставляют затравку, загружают твердую шихту в плавильную камеру 3 и начинают ее наплавление до заполнения ванны до рабочего уровня.

После наполнения раздаточной камеры 4 осуществляют вытягивание затравки из кристаллизатора 9 и в дальнейшем осуществляют непрерывное литье.

Расплавленный металл непрерывно перетекает в раздаточную камеру 4, поддерживая постоянный ее уровень.

Шихта порциями загружается в плавильную камеру 3. Темп загрузки определяется условиями: сохранение температуры в плавильной камере в заданном диапазоне и сохранение постоянного уровня металла в камерах.

Поверхность металла покрывают слоем флюса, например прокаленного древесного угля.

Описанное устройство позволяет значительно снизить потери металла на угар и шлаки за счет перетока его из одной камеры в другую закрытой струей, устранения колебания уровня в обеих камерах, вызывающих оголение футеровки, смоченной металлом, и его окисление, а также постоянного укрывания расплава в камерах слоем флюса. Снижение газонасыщенности металла обеспечивает улучшение качества слитка, а стоимость устройства гораздо ниже аналога и прототипа.

Кроме того, устройство обеспечивает гибкое регулирование подвода тепла в камеры за счет перераспределения электрической нагрузки между каналами индукционной единицы, что упрощает эксплуатацию и повышает надежность процесса.

Источники информации
1. Горизонтальные установки непрерывной разливки металлов и сплавов в СССР и за рубежом. - Металлургическое оборудование (НИИИНФОРМТЯЖМАШ), 1970, N 16, с. 36.

2. Патент ФРГ N 1191933, кл. B 22 D 11/10, 1965 г.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для плавления и подачи расплава в установки непрерывного литья. Устройство содержит печь-металлоприемник, ванна которой разделена перегородкой на две камеры - плавильную и раздаточную, кристаллизатор, сообщающийся с раздаточной камерой, и индукционную канальную единицу, выполненную с двумя параллельно установленными кольцевыми каналами, размещенными на общем магнитопроводе и расположенными по обе стороны от плоскости перегородки. Индукционная катушка канальной единицы выполнена с возможностью перемещения вдоль магнитопровода. Кроме того, в зависимости от используемого типа разливки кристаллизатор может располагаться в нижней части стенки раздаточной камеры, в ее днище или над раздаточной камерой. Технический результат - обеспечение устранения перелива открытой струей, снижение потери металла на угар и шлаки, снижение затрат на устройство при его эксплуатации при расширении его функциональных возможностей. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для непрерывного литья, содержащее печь-металлоприемник, включающее ванну, разделенную перегородкой на две сообщающиеся камеры: плавильную и раздаточную, кристаллизатор и индукционную канальную единицу, отличающееся тем, что индукционная канальная единица выполнена с двумя параллельно установленными кольцевыми каналами, размещенными на общем магнитопроводе и расположенными по обе стороны от плоскости перегородки, при этом индукционная катушка канальной единицы выполнена с возможностью перемещения вдоль магнитопровода. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кристаллизатор расположен в нижней части стенки раздаточной камеры. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кристаллизатор расположен в днище раздаточной камеры. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кристаллизатор расположен над раздаточной камерой и снабжен погружным металлопроводом.