Устройство для непрерывного литья заготовок горизонтального типа Советский патент 1986 года по МПК B22D11/14 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к установс кам для непрерьшного литья заготовок горизонтального типа.

Известно устройство для непрерывной разливки стали, содержащее футерованную разливочную емкость (металлоприемник), металлопровод (керамический ствакан) и кристаллизатор

Однако указанное устройство не обеспечивает стабильного заданного температурного режима йаз51ява:емого .металла, что снижает качество и процент выхода годного продукта. Футеровка разливочной емкости подверга. ется повышенному износу вследствие заливки металла с температурой, превышающей температуру разливки на 50-80 С. Перегрев металла обусловле его охлаждением на участке металлопровода в процессе работы установки Повьшение текучести металла при пергреве и болыцое металлостатическое . давление резко снижают стойкость футер.овки. Происходит интенсивная металлизация огнеупорного материала снижение его термомеханических свойств и уменьшение срока службы футеровки в целом. Вследствие этого .толщина футеровки днища и большей части стенки разливочной емкости повышена.

Кроме того, неметаллические включения от футеровки попадают в кристаллизатор.

Таким образом, указанные недостатки обусловливают повышенньй расход огнеупоров на 1 т разливаемого металла и снижают качество получаемой заготовки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической .сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывного литья заготовок горизонтального типа, содержащее металлоприемнйк, металлопровод в виде огнеупорного стакана, индуктор тока высокой частоты типа закалочного вокруг стакана и кристаллизатор..

Индуктор предназначен для нагрев перемешивания и частичного отжима жидкой стали от стенок огнеупорного стакана в зоне соединения с кристаллизатором. Это устройств позволяет обеспечить стабильный температурный режим разливаемого металла, однако недостатком его является низкое

качество слитка, так как при частичном отжатии металла электромагнитным полем индуктора от стенки металло- провода происходит его вторичное

окисление кислородом воздуха, попадающим в образующееся пространство. Появившиеся оксиды, а также неметаллические включения от футеровки и от процесса раскисления алюминием

вследствие того, что плотность тока в металподроводе наибольшая в слое металла, прилегающего к стенке, отжимаются в центр металлопровода и потоком метйлла выносятся в кристалли5 затор.

Кроме того, в получаемом слитке могут образовьшаться пустоты, рыхлости и усадочные раковины, а радиальные электромагнитные силы не могут

0 вызывать какое-либо движение расплава и создают лишь статическое давление, которое даже при токах во вторичной цепи порядка нескольких десятков тысяч ампер не пр евьш1ает до5 лей атмосферы и не может явиться препятствием к их образованию.

Поэтому за кристаллизатором на участке жидкой фазы слитка устанавливается еще индикатор бегущего маг0 нитного поля, создаюпщй избыточное давление для улучшения Аодпитки и перемешивания при кристаллизации стали в осевой зоне.

Для устройства характерен повышене ный расход огнеупоров на 1 т разливаемого металла. Это связано с тем, что металл в металлопроводе находится незначительный промежуток времени и подогревается только злектроп вихревыми токами, которые не позволяют получать высокие температуры. Поэтому в разливочную емкость металл заливается перегретым на 50-80С, Недостатком устройства является

с повышенный расход электроэнергии вследствие отсутствия замкнутого магнитопровбда и большого магнитного рассеивания.

Цель изобретения - повышение качества отливаемых заготовок и сокращение удельного расхода огнеупоров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для непрерывного литья заготовок горизонтального типа, содержащем металлоприемнйк, металло- провод, индуктор и кристаллизатор, металлопровод выполнен двухкачальным в виде замкнутого электрического контура, внутри которого установлен индуктор. На фиг. 1 показана схема устройства для горизонтальной разлив ки металлов; на фиг. 2 - металлопровод с индуктором для двухручьевого устройства, горизонтальный разрез; на фиг. 3 - то же, для одноручьевого устройства. Устройство содержит футерованную разливочную емкость-металлоприемник 1, в который вмонтирован металлопровод в виде двух каналов 2 и 3, соединяющих ее с кристаллизатором (кристаллизаторами.) 4. Каналы металлопровода соединены электропроводной стенкой 5. В пространстве между кана лами находится индуктор промьштенной частоты 6 с магнитопроводом 7. Устройство работает следующим образом. Разливочную емкость заполняют жидким металлом, который через отверстие в боковой стенке заполняет металлопровоч и часть кристаллизатора, Ш1дуцируемьо4 током, проходящим но жидкому металлу и торцовой стенк кристаллизатора, которая изолирована от сквозной части кристаллизатора, металл подогревается до заданной температуры, дополнительно происходит конвективный нагрев металла злектровихревыми течениями в зонах металлопровода, не концентричных инДуктору. При прохождении индуцируемого тока по замкнутому электрическому кон туру на участке выхода металла в кристаллизатор наблюдается резкое пони кение его плотности (увеличение сечения проводника), вследствие этого обеспечивается неоднородное в пространстве растекание тока, . обеспечивается непотенцйгшьное поле электромагнитной силы. При таком условии главным механизмом воздействия на металл является не электродинамический (пинч-эффект), а гид-родинамический механизм который обя зав существованию электровйхревого течения (ЭВТ). ЭВТ в токопроводе переменного сечения имеет вид тороидального вихря со скоростью на оси тора, направленной в сторону уменьшения плотности тока (в сторону крис1аллизатЬра). У боковых стеноК направление движения противоположно Именно у этих стенок жидкость испы- . тывает торможение за счет трения, причем со стороны жидкости на стенку действует сила трения F в противоположном направлении.от кристаллизатора. Для того, чтобы система жидкость - стенки находилась в равновесии, необходимо, чтобы к жидкости была приложена сила F, уравновепшвающая силу трения. Эта сила F является тяговой, создающей динамическое давление в осевой зоне кристаллизатора. Таким образом, причина насосного эффекта ЭВТ состоит в наличии трения вихря о стенки кристаллизатора, что одновременно способствует перемешиванию металла. Этот механизм более эффективный, чем мёханизм движения за счет осевой составляющей электромагнитной силы (пинч-эффект). При этом тяговое усилие выше в несколько раз. Учитывая, что в данном случае наблюдается суммарное воздействие двух механизмов на жидкий металл, можно ожидать значительного давления в осевой зоне кристаллизатора, и предлагаемое устройство позволяет устранить пустоты, рыхлости и усадочные раковины в слитке. Таким образом, экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения достигается тем, что благодаря индуцируемому в металле ТОКУ, создаваемому индуктором и проходящему по замкнутому контуру, образованному ветвями металлопровода и электропроводной стенкой, вытягиваемая из кристаллизатора заготовка обладает хорошими качественными характеристиками, в ней отсутствуют пустоты, рыхлости и усадочные раковины; кроме того,3за счет подогрева металла в металлопроводе ИндуцируеMt&if током сокращается удельный расход огнеупоров, ицущяк на футеровку pa3jraBO4Hoft e вcocти. Установка позволяет осуществить и двухручьевую .разливку, для этого , к тупиковой ветви металлопровода монтируется еще один кристаллизатор Применение индуктора промышленной частоты упрощает конструкци) установки и затраты на ее эксплуатацию. Качество отливаемых заготйвок повьивается, количество примесей в заготовках уменьшается на 60%,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА, содержащее металлоприемник, металлопровод, индуктор и кристаллизатор, отличающееся тем, что, с целью повышения качества отливаемых заготовок и сокращения удельного расхода огнеупоров, металлопровод выполнен двухканальным в виде эамкнз того электрического контура, внутри которого установлен индуктор. //////////////////////// Фиг.1

г