КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СЛИТКОВ СЛЯБОВОГО СЕЧЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B22D11/04 B22D11/51 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов в слитки слябового сечения.

Наиболее близким по технической сущности является кристаллизатор для установок непрерывной разливки слитков слябого сечения, содержащий узкие и широкие медные рабочие стенки, прикрепленные шпильками к соответствующим узким и широким опорным плитам. В рабочих стенках выполнены каналы для протока охлаждающей воды. Опорные плиты стянуты стяжками. Рабочие стенки выполнены из меди (см. Непрерывное литье стали. Евтеев Д.П., Колыбалов И.Н. - М.: Металлургия, 1984, с.61).

Недостатком известного кристаллизатора является его низкая стойкость. Это объясняется отсутствием шпонок между рабочими медными стенками и опорными плитами. В этих условиях в процессе разливки при нагреве рабочих стенок происходит неконтролируемая усадка рабочих стенок по высоте и ширине. Сказанное приводит к срезанию шпилек по площади контакта рабочих стенок с опорными плитами. В результате кристаллизатор выходит из строя, что снижает производительность установки непрерывной разливки металлов.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости кристаллизатора и увеличении производительности установки непрерывной разливки металлов.

Указанный технический эффект достигается тем, что кристаллизатор для установок непрерывной разливки слитков слябого сечения содержит широкие и узкие медные рабочие стенки, прикрепленные к соответствующим опорным плитам при помощи шпилек, стяжки с гайками, проходящие через опорные плиты и прижимающие широкие рабочие стенки к торцам узких рабочих стенок.

Между сопряженными поверхностями широких и узких рабочих стенок с опорными плитами установлены шпонки. Шпонки по широким стенкам попарно установлены под углом 40-80^o относительно вертикальной оси симметрии широких стенок. Расстояние между центрами продольных осей наклонных шпонок составляет 0,2-0,8 ширины широкой рабочей стенки кристаллизатора. Расстояние указанных центров наклонных шпонок от верхнего торца широких рабочих стенок составляет 0,4-0,6 их высоты. Длина наклонных шпонок составляет 0,1-0,3 высоты кристаллизатора. Шпонки на узких рабочих стенках установлены горизонтально симметрично их продольной оси. Их длина составляет 0,4-0,8 ширины узких рабочих стенок. Расстояние от продольных осей горизонтальных шпонок до верхнего торца узких стенок составляет 0,3-0,7 высоты кристаллизатора. Шпонки по всем рабочим стенкам выполнены из материала рабочих стенок кристаллизатора. Наклонные шпонки установлены с углом раскрытия в сторону верхнего торца широких рабочих стенок. Возможно расположение наклонных шпонок с углом раскрытия в сторону нижнего торца широких рабочих стенок. Рабочие стенки и шпонки выполнены из меди, легированной оловом со следующим химическим составом, мас. %: Сu≥99,9; Sn=0,02-0,07; остальное - примеси.

Повышение стойкости кристаллизатора будет происходить вследствие ограничения и регламентации величины усадки рабочих стенок по их ширине и длине. При этом исключаются случаи срезания крепежных шпилек и нарушение контакта между рабочими стенками и опорными плитами. Кроме того, выполнение рабочих стенок и шпонок из меди, легированной оловом, обеспечивает повышение уровня теплового разупрочнения (рекристаллизации) рабочих стенок со 150^oС (для чистой меди) до 300-350^oС.

Указанные конструктивные диапазоны выполнения и расположения шпонок по площади контакта рабочих стенок с опорными плитами объясняются теплофизическими закономерностями усадки рабочих стенок, выполненных из меди, легированной оловом. При меньших и больших значениях будут происходить случаи срезания крепежных шпонок и нарушения контакта рабочих стенок с опорными плитами. Заявляемые диапазоны устанавливаются в зависимости от размеров рабочей полости кристаллизатора.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого кристаллизатора с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылками на чертеж, на котором показано:
фиг.1 - схема кристаллизатора для установок непрерывной разливки слитков слябового сечения;
фиг.2 - то же, разрез А-А;
фиг.3 - то же, разрез Б-Б.

Кристаллизатор для непрерывной разливки слитков слябового сечения состоит из широких 1 и узких 2 опорных плит, широких 3 и узких 4 рабочих стенок, шпилек 5, стяжек 6, каналов 7, патрубков 8, шпонок 9 и 10. Позициями α обозначен угол наклона шпонок по широким стенкам относительно их вертикальной оси; l - расстояние между центрами продольных осей наклонных шпонок, к - ширина широкой рабочей стенки; m - расстояние центров продольных осей наклонных шпонок от верхнего торца широких рабочих стенок; n - длина наклонных шпонок; t - длина шпонок на узких гранях; S - ширина узких рабочих стенок; u - расстояние от продольных осей горизонтальных шпонок до верхнего торца узких рабочих стенок; А - высота кристаллизатора или высота рабочих стенок.

Кристаллизатор для установок непрерывной разливки слитков слябового сечения работает следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подается сталь марки 3сп и вытягивается из него слиток слябового сечения со скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. В процессе разливки кристаллизатор совершает возвратно-поступательное движение с частотой в пределах 40-80 циклов/мин и с амплитудой в пределах 10-20 мм.

Кристаллизатор выполнен из узких 4 и широких 3 рабочих стенок, прикрепленных шпильками 5 к соответствующим узким 2 и широким 1 опорным плитам. В рабочих стенках выполнены каналы 7 для протока охлаждающей воды, которая подводится по патрубкам 8. Опорные плиты 1 стянуты стяжками 6 с гайками. Рабочие стенки 3 и 4 выполнены из меди, легированной оловом. Содержание меди в рабочих стенках составляет, мас.%: Сu≥99,9; Sn=0,02-0,07; остальное - примеси.

Между сопряженными поверхностями широких 3 и узких 4 рабочих стенок с опорными плитами 1 и 2 установлены шпонки 9 и 10. Шпонки 9 по широким стенкам попарно установлены под углом α=40-80^o относительно вертикальной оси симметрии широких стенок 3. Расстояние l между центрами продольных осей наклонных шпонок 9 составляет 0,2-0,8 ширины "к" широкой рабочей стенки 3. Расстояние указанных центров наклонных шпонок 9 от верхнего торца широких рабочих стенок 3 составляет m=0,4-0,6 высоты A. Длина наклонных шпонок 9 составляет n= 0,1-0,3 высоты кристаллизатора "А". Шпонки 10 на узких рабочих стенках 4 установлены горизонтально симметрично их продольной оси. Их длина составляет t= 0,4-0,8 ширины узких рабочих стенок S. Расстояние "u" от продольных осей горизонтальных шпонок 10 до верхнего торца стенок 4 составляет 0,3-0,7 высоты "А" кристаллизатора. Шпонки по всем рабочим стенкам выполнены из материала рабочих стенок кристаллизатора.

Наклонные шпонки 9 установлены с углом раскрытия α в сторону верхнего торца широких рабочих стенок 3. Возможна установка наклонных шпонок 9 с углом раскрытия α в сторону нижнего торца широких рабочих стенок 3.

Рабочие стенки 3, 4 и шпонки 9, 10 выполнены из меди, легированной оловом, мас.%: Сu≥99,9; Sn 0,02-0,07; остальное - примеси.

В таблице приведены примеры конструктивного выполнения кристаллизатора с различными технологическими параметрами.

В 1-м и 5-м примерах вследствие несоблюдения значений заявляемых конструктивных параметров не обеспечивается повышение стойкости кристаллизатора и увеличение производительности установки непрерывной разливки слитков слябового сечения.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимых значений конструктивных параметров обеспечивается повышение стойкости кристаллизатора и увеличение производительности установки непрерывной разливки слитков слябового сечения.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов в слитки слябового сечения. Технический результат - повышение стойкости кристаллизатора и увеличение производительности установки непрерывной разливки металлов. Кристаллизатор для установок непрерывной разливки слитков слябового сечения содержит широкое и узкие медные рабочие стенки, прикрепленные к соответствующим опорным плитам при помощи шпилек, стяжки с гайками, проходящие через опорные плиты и прижимающие широкие рабочие стенки к торцам узких рабочих стенок. Между сопряженными поверхностями широких и узких рабочих стенок с опорными плитами установлены шпонки. Шпонки по широким стенкам попарно установлены под углом 40-80^o относительно вертикальной оси симметрии широких стенок. Расстояние между центрами продольных осей наклонных шпонок составляет 0,2-0,8 ширины рабочей стенки кристаллизатора. Расстояние указанных центров наклонных шпонок от верхнего торца широких рабочих стенок составляет 0,4-0,6 их высоты. Длина наклонных шпонок составляет 0,1-0,3 высоты кристаллизатора. Шпонки на узких рабочих стенках установлены горизонтально симметрично их продольной оси. Их длина составляет 0,4-0,8 ширины узких рабочих стенок. Расстояние от продольных осей горизонтальных шпонок до верхнего торца узких стенок составляет 0,3-0,7 высоты кристаллизатора. Шпонки по всем рабочим стенкам выполнены из материала рабочих стенок кристаллизатора. Наклонные шпонки установлены с углом раскрытия в сторону верхнего торца широких рабочих стенок. Возможно расположение наклонных шпонок с углом раскрытия в сторону нижнего торца широких рабочих стенок. Рабочие стенки и шпонки выполнены из меди, легированной оловом со следующим химическим составом, массой: Cu≥99,9; Sn=0,02-0,07; остальное - примеси. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. Кристаллизатор для установок непрерывной разливки слитков слябового сечения, содержащий широкие и узкие медные рабочие стенки, прикрепленные к соответствующим опорным плитам при помощи шпилек, стяжки с гайками, проходящие через опорные плиты и прижимающие широкие рабочие стенки к торцам узких рабочих стенок, отличающийся тем, что между сопряженными поверхностями широких и узких рабочих стенок с опорными плитами установлены шпонки, при этом шпонки по широким стенкам попарно установлены под углом 40-80° относительно вертикальной оси симметрии широких стенок, причем расстояние между центрами продольных осей наклонных шпонок составляет 0,2-0,8 ширины широкой рабочей стенки кристаллизатора, расстояние указанных центров наклонных шпонок от верхнего торца широких рабочих стенок составляет 0,4-0,6 их высоты, длина наклонных шпонок составляет 0,1-0,3 высоты кристаллизатора, шпонки на узких рабочих стенках установлены горизонтально симметрично их продольной оси, их длина составляет 0,4-0,8 ширины узких рабочих стенок, расстояние от продольных осей горизонтальных шпонок до верхнего торца узких стенок составляет 0,3-0,7 высоты кристаллизатора, а шпонки по всем рабочим стенкам выполнены из материала рабочих стенок кристаллизатора.2. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что наклонные шпонки установлены с углом раскрытия в сторону верхнего торца широких рабочих стенок.3. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что наклонные шпонки установлены с углом раскрытия в сторону нижнего торца широких рабочих стенок.4. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что рабочие стенки и шпонки выполнены из меди, легированной оловом со следующим химическим составом, мас.%: Сu ≥99,9, Sn=0,02-0,07, примеси - остальное.