УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 2001 года по МПК B22D11/51 

Изобретение относится к непрерывной разливке металлов, а именно к конструкции установок для непрерывной разливки и деформации заготовок.

Широко известны сборные водоохлаждаемые кристаллизаторы машин непрерывной разливки металла, состоящие из четырех расположенных попарно продольных рабочих стенок [1. Непрерывная разливка стали. Попандопуло И.К., Михневич Ю. Ф. - М.: Металлургия, 1990. - См. стр. 110].

Недостатком сборных кристаллизаторов скольжения [1] является то, что в заготовках на выходе из них содержится жидкая фаза, приводящая к выпучиванию оболочки.

Известно устройство для непрерывного литья заготовок [2. Патент N 2041011 RU, B 22 D 11/04. Устройство для непрерывного литья заготовок /В.И. Одиноков, опубл. 09.08.95. Бюл. N 22], содержащее сборный кристаллизатор, состоящий из четырех расположенных попарно продольных рабочих стенок, при этом первая пара рабочих стенок выполнена с расширенным верхним и вертикальным нижним участками рабочей поверхности с синхронным приводом их перемещения, а каждая из рабочих стенок второй пары выполнена с возможностью совершения смещенного по фазе к первой паре возвратно-поступательного движения.

Недостатком устройства для непрерывного литья заготовок [2] является возможный разрыв металла на выходе из кристаллизатора. Увеличение поперечного сечения отливаемых заготовок повышает вероятность обрыва заготовок.

Известна поддерживающая система слитка в зоне вторичного охлаждения, состоящая из роликов, которые расположены по ширине слитка, и устройств для охлаждения [1, см. стр. 133].

Недостатки поддерживающей системы слитков [1] заключаются в том, что расположение роликов по ширине слитков приводит к деформации поверхности профильных заготовок и переводу их, в ряде случаев, в брак. Кроме этого, известная система для поддержания слитков применяется, в основном, для предотвращения выпучивания металла под действием ферростатического давления расплава под кристаллизатором скольжения. Применение поддерживающей системы слитков [1] малоэффективно, когда жидкая фаза не проникает со слитком за пределы кристаллизатора.

Заявляемая установка для получения непрерывнолитых деформированных заготовок направлена на создание высокоэффективного процесса разливки металла.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой установки, заключается в повышении производительности процесса разливки металла и повышении качества поверхности заготовок.

Это достигается тем, что в известной установке для получения непрерывнолитых, деформированных заготовок, содержащей сборный водоохлаждаемый кристаллизатор, имеющий одну пару рабочих стенок кристаллизатора с расширенным верхним и вертикальным нижним участками рабочей поверхности с синхронным приводом их перемещения и вторую пару рабочих стенок, каждая из которых выполнена с возможностью совершения смещенного по фазе по отношению к первой паре рабочих стенок возвратно-поступательного движения, и поддерживающую систему заготовки в зоне вторичного охлаждения, состоящую из роликов и устройства для ее охлаждения, по изобретению поддерживающая система заготовки выполнена в виде закрепленных снизу на второй паре рабочих стенок кристаллизатора рам с подвижными подпружиненными спаренными роликами и установленных в нижней части рабочих стенок второй пары неподвижных прижимных вертикальных плит с закрепленными на них опорными стойками с наклонной рабочей поверхностью, выполненной с возможностью перемещения по ней спаренных роликов при возвратно-поступательном движении рабочих стенок второй пары.

Кроме того, рамы имеют окна, выполненные с возможностью перемещения в них спаренных роликов, которые соединены между собой тягами, причем каждый ролик соединен посредством пластины с пружинами, при этом длина b спаренных роликов связана с толщиной а заготовки отношением b/a = 1,05-1,1, а угол наклона рабочей поверхности опорных стоек равен 10-15^o.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой установки и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Установка поддерживающей системы заготовки в нижней части рабочих стенок второй пары и неподвижных прижимных вертикальных плитах обеспечивает возможность обжима с захватом заготовки при движении стенок второй пары вниз.

Закрепление на неподвижных прижимных вертикальных плитах опорных стоек с наклонной рабочей поверхностью позволяет перемещаться по ней роликам при возвратно-поступательном движении рабочих стенок второй пары.

Закрепление на рабочих стенках второй пары рамы с подвижными подпружиненными спаренными роликами позволяет удерживать и вводить в соприкосновение спаренные ролики с наклонной рабочей поверхностью опорных стоек.

Выполнение в раме окна позволяет перемещаться в нем спаренным роликам и повышает точность настройки поддерживающей системы.

Соединение спаренных роликов между собой тягой позволяет перемещаться им одновременно и обеспечивает обжим заготовки.

Соединение ролика, соприкасающегося с наклонной поверхностью опорной стойки, с пластиной и пружинами обеспечивает отход роликов с тягой от заготовки и ее расслабление при перемещении рабочих стенок второй пары вертикально вверх.

Уменьшение угла наклона рабочей поверхности опорной стойки γ <10^o приводит к необходимости увеличения длины рабочей поверхности и увеличения величины возвратно-поступательного движения рабочих стенок второй пары, которая ограничена конструктивными особенностями работы кристаллизатора.

Увеличение угла наклона рабочей поверхности опорной стойки γ >15^o приводит к возможности деформации поверхности заготовки роликами и необходимости увеличения диаметра роликов. Кроме этого, возрастают требования к прочности всей поддерживающей системы заготовки.

Уменьшение соотношения b/a <1,05 (где b - длина роликов, a - толщина заготовки) ухудшает равномерность обжатия и захватывания заготовки по причине уменьшения поверхности ее контакта с роликами. Кроме этого, возможные искривления заготовки не обеспечивают равномерность ее захватывания.

Увеличение соотношения b/a>1,1 приводит к нецелесообразному увеличению длины роликов.

На фиг. 1 показан внешний вид заявляемой установки, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Заявляемая установка состоит из сборного водоохлаждаемого кристаллизатора 1 с первой парой рабочих стенок 2 и рабочих стенок 3 второй пары, неподвижных прижимных вертикальных плит 4 поддерживающей системы 5, включающей опорную стойку 6 с наклонной рабочей поверхностью 7, раму 8 с окном 9, подвижных спаренных роликов 10 с тягой 11, пластины 12 с пружинами 13.

Работа заявляемой установки заключается в следующем.

Жидкий металл поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор 1, в котором происходит его затвердевание. После достижения расплавом определенного уровня включается привод стенок кристаллизатора 1. При этом первая пара рабочих стенок 2 обеспечивает обжатие с захватыванием заготовки, а рабочие стенки 3 второй пары совершают возвратно-поступательное движение с выталкиванием заготовки. При движении рабочих стенок 3 второй пары вертикально вниз поддерживающая система 5 обеспечивает обжим с захватом заготовки. Перемещение стенок 3 второй пары осуществляется относительно неподвижных прижимных вертикальных плит 4 с опорной стойкой 6. При накатывании роликов 10 на наклонную рабочую поверхность 7 опорной стойки 6 происходит их перемещение одновременно с тягой 11 в окне 9 рамы 8 в направлении заготовки с ее обжимом и захватом. Пружины 13 при надавливании пластин 12 сжимаются. При движении рабочих стенок 3 второй пары с рамой 8 вертикально вверх происходит скатывание роликов 10 с наклонной рабочей поверхности 7. Под действием пружин 13 происходит одновременно перемещение пластины 12 с роликами 10 и тягой 11 от заготовки с ее расслаблением.

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к конструкции установки для непрерывной разливки и деформации заготовок. Техническим результатом является повышение производительности процесса разливки металла и повышение качества поверхности заготовок. Поддерживающая система (3) в зоне вторичного охлаждения выполнена в виде закрепленных снизу на второй паре рабочих стенок кристаллизатора (РСК) рам с подвижными подпружиненными спаренными роликами (ПСР) и установленных в нижней части (РСК) второй пары неподвижных прижимных вертикальных плит. На плитах закреплены опорные стойки с наклонной рабочей поверхностью, выполненной с возможностью перемещения по ней (ПСР) при возвратно-поступательном движении второй пары (РСК). Рамы имеют окна, в которых перемещаются (ПСР), соединенные между собой тягами. Длина b (ПСР) связана с толщиной а заготовки отношением b/а = 1,05-1,1. Угол наклона рабочей поверхности опорных стоек равен 10-15^o. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для получения непрерывнолитых деформированных заготовок, содержащая сборный водоохлаждаемый кристаллизатор, имеющий одну пару рабочих стенок кристаллизатора с расширенным верхним и вертикальным нижним участками рабочей поверхности с синхронным приводом их перемещения и вторую пару рабочих стенок, каждая из которых выполнена с возможностью совершения смещенного по фазе по отношению к первой паре рабочих стенок возвратно-поступательного движения, и поддерживающую систему заготовки в зоне вторичного охлаждения, состоящую из роликов и устройства для ее охлаждения, отличающаяся тем, что поддерживающая система заготовки выполнена в виде закрепленных снизу на второй паре рабочих стенок кристаллизатора рам с подвижными подпружиненными спаренными роликами и установленных в нижней части рабочих стенок второй пары неподвижных прижимных вертикальных плит с закрепленными на них опорными стойками с наклонной рабочей поверхностью, выполненной с возможностью перемещения по ней спаренных роликов при возвратно-поступательном движении рабочих стенок второй пары. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рамы имеют окна, выполненные с возможностью перемещения в них спаренных роликов, которые соединены между собой тягами, причем каждый ролик соединен посредством пластины с пружинами, при этом длина b спаренных роликов связана с толщиной а заготовки отношением b/а = 1,05 - 1,1, а угол наклона рабочей поверхности опорных стоек равен 10 - 15^o.