Кристаллизатор Советский патент 1984 года по МПК B22D11/55 

§ О)

Изобретение относится к металлургии / конкретнее к непрерывному лить металлов.

По основному авт. св. № 950489 известен кристаллизатор, содержащий внутренний формирующий стакан, охлаждающую рубашку и дополнительное охлаждающее устройство в виде коак:сиальн6й тепловой трубы со стенками из г-татериала с капиллярной структурой ij .

Недостатком известного кристаллизатора является то, что в случае прожога стенок формирующего стакана система охлаждения в виде коаксиальной тепловой труаы выходит из строя так как через отверстие в месте прожога уходит весь теплоноситель, в результате происходит спекание остатка металла со стенками кристаллизатора. Это влечет за собой остановку процесса литья для ремонта кристаллизатора, т.е. надежность такого кристаллизатора и его срок службы невысоки.

Цель изобретения - повышение надежности и увеличение срока службы кристаллизатораi

Указанная цель достигается тем, что в кристаллизаторе коаксиальная т-епловая труба снабжена установленным с зазором по отношению к формирующей стенке цилиндрическим экра.ном, Выполненным из капиллярно-поритого материала со сквозными отверстиями, равномерно расположенными по его поверхности.

Иа чертеже изображен кристаллизатор, общий вид.

Кристаллизатор содержит внутренний формирующий стакан 1, коаксиальную тепловую трубу 2 и охлаждающую рубашку 3 с патрубками для подвода и отвода охлаждаЕощей .воды. Внутренние стенки тепловой трубы 2 покрыты слоем капиллярно-пористого материала 4. В тепловой трубе 2 расположен цилиндрический экран 5 из капиллярно-пористого материала, пропитанного жидким теплоносителем. В экране 5 имеются сквозные отверстия 6 для прохода пара, расположенные равномерно по его поверхности.

Цилиндрический экран 5 предназначен для интенсивного охлаждения жидкого металла, прорвавшегося сквозь отверстие в стенке формирующего стакана при его прожоге. Он выполнен из капиллярно-пористого Материала, пропитанного жидким теплносителем, поэтому в случае контакта с ним жидкого металла от последнего происходит интенсивный отбор теплоты, следствием чего является кристаллизация первоначально поверхностного, а затрм и внутренних слоев прорвавшейся струи металла.

Образуется металлическая пробка, запирающая отверстие в месте прожога. Небольшая величина зазора между экраном и материалом, покрывающим стенки формирующего стакана, обусловлена тем, что при больших зазорах расплавленный металл будет литься вниз струей без соприкосновения с экраном. При зазорах порядка 1-5 мм жидкий металл удерживается

силами поверхностного натяжения между экраном и материалом 4, и интенсивно охлаждается с обеих сторон. Кроме того, масса металла, находящегося в зазоре так.их размеров, весь5 ма мала, что способствует быстрому его застыванию. Сквозные отверстия в экране служат для прохода пара, образующегося в материале 4, расположенном на наружных стенках фор0 мирующего стакана, к-зоне конденсации. Размерэтих отверстий - порядка 1 мм, чтобы не вызвать нарушения работоспособности капиллярно-пористого материала.

Кристаллизатор работает следующим образом.

При подаче жидкого металла в формирующий стакан 1 от него происходит отбор теплоты к холодным стенкам стакана. Низкая температура последних поддерживается за счет кипения теплоносителя в капиллярно5 пористом материале 4. Образовавшийся пар проходит сквозь отверстия б в экране 5 и конденсируется на внешней стенке тепловой трубы 2, охлаждаемой за счет циркуляции во0 Ды в рубашке 3. Сконденсировавшаяся жидкость капиллярными силами транспортируется по материалу 4 к стенкам формирующего стакана 1. При прожоге стенок фop 1иpyющeгo стае кана 1 расплавленный металл попадает в зазор между материалом 4 и экраном 5, где он непосредственно контактирует с жидким теплоносителем, пропитывающим эти капиллярно-пористые тела. В результате интенсивного испарения жидкости происходит быстрый отбор теплоты от расплавленного металла и он застывает, образуя единый монолит со стенками формирующего стакана, материа5 лом тепловой трубы и экраном 5 в районе прожога стенки стакана. Этот монолит закрывает отверстие (заплавляет его), в результате чего кристаллизатор продолжает свою ра0 боту.

Использование изобретения позволит избежать опасности выхода из строя кристаллизатора при прожоге 5 стенок формирующего стакана. Увели310761824

чивается надежность работы кристал- -повышения стойкости внутренних лизатора и его срок службы в сред- стенок формирующего стаканемна двадцать процентов за счет на.

КРИСТАЛЛИЗАТОР по авт. св. № 950489, отличающийся тем, что, с целью повышения надеж- нести и увеличения срока службы кристаллизатора, коаксиальная тепловая труба снабжена установленным с зазором по отношению к формирующей стенке цилиндрическим экраном, выполненным из капиллярно-пористого материала со сквозными отверстиями, равномерно расположенными по его поверхности.