Кристаллизатор для непрерывного литья слитков Советский патент 1983 года по МПК B22D11/55 

Изобретение относится к металлургии, и в частности к литейному произ водству при непрерывной горизонтальной разливке чугуна. Известно устройство-для первичного охлаждения слитков на вертикальной машине непрерывного литья металла, размещенное в верхней части крис таллизатора, снабженного патрубками для подвода и отвода охлаждающей воды, рабочие стенки и корпус которого образуют зону первичного охлаждения. Устройство содержит распределительные камеры для подвода и отвода воды, охватывающие участок прохождения слитка по периметру, и имеющие полости, соединенные с патрубками со ответственно 1. Недостаток устройства - невозможность обеспечения стабильного процес са шитья. Наиболее близким к предлагаемому является кристаллизатор, включающий рубашку с охлаждаемой поверхностью, разъемный корпус с зоной первичного охлаждения, патрубки для подвода и отвода охладителя и водовоэдушное устройство вторичного охлаждения 2 Недостатками известного устройства являются выполнение охлаждаемой рубашки цилиндрической и отсутствие устройства для водовоздушного охлаждения перед экраном зоны первичного охлаждения,.что является причиной невозможности обеспечения стабильного процесса литья. Выполнение рубашки цилиндрической исключает дифференцированное охлаждение слитка по длине кристаллизатора из-за постоянно нарастающей нерав номерно по толщине корочки слитка, что приводит к неравномерной скорости затвердевания металла, а отсутствие устройства ДЛ5 водовозйушного ох лаждения обусловливает низкую интенсивность теплообмена в зоне первично го охлаждения из-за необходимого ламинарного движения охладителя и пленочного эффекта охлаждения и, следовательно, снижает общий коэффициент теплопередачи. Цель изобретения - повышение качества слитков за счет стабилизации скорости охлаждения. Поставленная цель достигается тем что в кристаллизаторе для непрерьшно го лИтья слитков, содержащем рубашку с охлаждаемой поверхностьи, корпус с зоной первичного охлаждения, патрубки подвода и отвода охладителя и водовоздушное устройство вторич ного охлаждения, кристаллизатор снаб жен дополнительным водовоздушным уст ройством, установленным в зоне первичного охлаждения между рубашкой и корпус.ом и выполненным в виде фланца экрана и крышки, образующих между собой камеры для подачи воды, воздуха и водовоздушной смеси, при этом во фланце выполнена сужающаяся под углом охлаждаемой поверхности рубашки кольцевая полость, а охлаждаемая поверхность рубашки выполнена под углом горизонтальной оси кристаллизатора. Выполнение водовоздушного устройства подр 3-5к охлаждаемой поверхности рубашки обеспечивает подвод к ее поверхности интенсивного факела и высокое качество распыления потока смеси по длине кристаллизатора. При С « З поток смеси движется параллельно между рубашкой и экраном, при этом центральная часть факела не касается охлаждаемой поверхности рубашки и не разрьшает, не дробит пленку испаряющейся воды, факел смеси теряет дальнодействие в зоне первичного охлаждения, ухудшается отбор тепла от охлаждаемой поверхности. При 5 центральная часть факела захватывает не всю поверхность зоны первичного охлаждения, вследствие этого не вся пленка по длине зоны дробится разрывается и удаляется. Выполнение рубашки под углом 4-35 к горизонтальной оси кристаллизатора обеспечивает возможность равномерного тепла от слитка через рубашку от зоны I отвода тепла перегрева, зоны II плотного контакта сформированной корочки, зоны III вторичного охлаждения. Для получения однородной структуры по сечению слитка необходима постоянная скорость кристаллизации металла. Однако по мере передвижения фронта затвердевания термическое сопротивление системы жидкий металл охладитель по указанным зонам возрастает вследствие увеличения толщин корочки слитка и, соответственно снижается скорость кристаллизации по этим зонам. Для обеспечения надежности изготовления слитка с однородной структурой предлагается регулировать термическое сопротивление (система жидкий металл - охладитель) за счет изменения толщины рубашки по длине кристаллизатора . На фиг. 1 изображен предлагаемый кристаллизатор, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (часть водовоздушиого устройства). Кристаллизатор содержит рубашку 1, разъемный корпус, образованный верхней 2 и нижней 3 частями, и размещенный между гильзой и корпусом экран 4, образующий с рубашкой 1 Зону 5 первичного охлаждения. К верхней части корпуса прикреплены патрубки 6 для подвода воды и патрубки 7 с вентилями для сброса воды. В зону первичного охлаяшения встр ено устройство 8 для водовоздушного вторичного охлаждения и введено дополнительное устройство для водовоздушного первичного охлаждения, встроенное между рубашкой 1 и корпусом 2 со стороны металлоприемнйка и выполненное в виде крышки 9, экрана 10, фланца II и образованных между ними камер, в которые подается че рез патрубок б вода и сжатый воздух (показано стрелками). Во фланце 11 выполнена кольцевая замкнутая смесительная камера 12 для образования водовоздушной смеси. Обрсшенная к слитку стенка выходной части камеры 12 выполнена в виде сужающейся коль- цевой полости 13, через которую под углом поверхности рубашки подается факел водовоздушной смеси. Кристаллизатор работает следующим образом. До начала литья вентили на отводящих патрубках 7 и подводящих б устанавливаются в положение, обеспечивающие необходимый расход воды в зонах первичного и вторичного охлаждения. Так, например, при литье заг.ото вок из серого чугуна диаметром 0,18 мм устанавливают расход воды на кристаллизатор 7 , а на вторичное охлаждение 0,7-1,0 , причем на сброс поступает 6,0-6,3 . Воду подают одновременно с воздухом по каналам в зону 5 и смесительную камеру 12 где смешивают в соотношении 1:5 и направляют водовоздушную смесь на поверхность рубгшжн в зону 5. Затем начинается заливка металла и вытягивание формирующегося 1слитка из кристаллизатора. Сочетание выбранного угла установки водовоздушного устройства относительно охлаждаемой поверхности рубашки 3-5°позволяет получить высокую однородность, большой угол раскрытия факела, его дальнодействие, достаточное для обеспечения интенсивного теплоотвода в зоне первичного охлалщения. Выполнение охлаящаемой поверхности рубашки под углом 4-35°к оси кристаллизатора обеспечивает улучшение коэффициента теплопередачи, выравнивания скорости кристаллизации по длине слитка.

КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЬЮНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ, содержащий рубашку с охлаждаемой поверхностью, корпус с зоной первичного охлаждения. патрубки подводаи отвода охладителя и водовоэдушное устройство вторичного охлаждения,отлич ающи Йс я тем, что, с целью повышения качества слитков за счет стабилизации скорости охлаждения, он снабжен Дополнительным устройством, установленным в зоне первичного охлаждения между рубашкой и корпусом и выполненным в виде фланца, экрана и крышки, образующих между собой камеры для подачи воды, воздуха и водовоздушной смеси, при этом во фланце выполнена сужающаяся под углом 3-5°к охлаждаемой поверхности рубашки кольцевая полость, а охлаждаемая поверхность рубашки выполнена под углом 4-35°к гориэон- тальной оси кристаллизатора. (Л 00 ;о