Способ автоматического регулирования уровня металла в качающемся кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК B22D11/16 

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к непрерьшной разливке металла.

Целью изобретения является улучшение качества слитка.

На фигуре 1 приведена схема устройства, предназначенного для осущесвления способа.

Устройство содержит частично.погружаемое в жидкую фазу 1 тело 2 с постоянной по высоте площадью поперечного сечения, шарнирно подвешенное к концу двукплечего рычага 3. Второй конец рычага 3 шарнирно связан с толкателем 4, который в свою очередь посредством шарнира 5 связан с качающимся кристаллизатором 6. Двухплечий рычаг закреплен на неподвижном шарнире 7. Точка закрепления делит рычаг на отрезки (а, в), отношение которых равно отношению площадей поперечного сечения рабочей полости кристаллизатора и погружаемого тела, т.е. выполняется соотношение:

(Л

FK

а Ъ F, F;,

где F , F - площади поперечного сечения, соответственно, . рабочей полости кристаллизатора и погружаемого тела.

;о

При колебании зеркала металла относительно рабочих стенок кристалли4 4 затора легкоплавкие шлаки увлекаются в зону контакта слитка с кристаллизатором неравномерно, по пульсирующему закону. Кроме того, перемещение зеркала металла относительно рабочих стенок способствует циклическому разрушению верхнего участка кромки слитка, где она не достигла необходимой прочности. Указанные явления способствуют возникновению складчатости и заворотов на поверхности . слитка.

Кроме того, колебание зеркала металла относительно рабочих стенок приводит к возникновению знакопеременных температурных напряжений в ра бочей стенке, а поскольку последняя работает в тяжелых условиях (температура ее близка к температуре текучести), то возникает усталостное раз рушение и существенно снижается срок службы кристаллизатора. Для устранения указанных недостат ков необходимо исключить колебание зеркала металла относительно рабочих стенок, а поскольку кристаллизатор совершает возвратно-поступательное движение, то зеркало металла следует колебать по тому же закону, что достирается путем частичного погружения в металл тела с постоянной по вы соте площадью поперечного сечения, .При движении кристаллизатора ввер тело должно погружаться в металл с такой скоростью, чтобы мениск следовал за кристаллизатором. И, наоборот, при движении кристаллизатора вниз телодолжно извлекаться из расплава со скоростью, обеспечивающей опускание мениска вслед за кристалли затором. Это достигается лишь при соотношении (1): VT Рд VK F скорость перемещения телаi где V V, - скорость качания кристаллизатора. р и м е р 1. На машине непрерьш ного литья заготовок разливают сталь в слитки сечением 0,2,2 м. речение рабочей полости в верху кристаллизатора 0,,21 м. Слиток вытягивают со скоростью ,01 м/с. Кристаллизатор качают в соответствии с законом:,01 sin С, . (2) где С-.время, сек. Площадь поперечного сечения рабоч полости в верху кристаллизатора: ,21-0,,242 м , Величина перемещения кристаллизат ра определителя из выражения .(3) Из (2) с учетом (3) получим: ,0l (l-cosO . (4 Максимальная величина перемещения кристаллизатора по (4) через 3,14 с составит ,02 м. Таким образом, при регулировании уровня металла по известному способу рабочие стенки кристаллизатора через каждые.3,14 с будут перемещаться вниз относительно зеркала металла: на 0,02 м, а затем за то же.время возвращаться в исходное положение. В этом случае в рабочих стенках возникает пояс шириной 0,02 м, в котором температура циклически колеблется с высокой частотой (0,16 Гц), Когда кристаллизатор опускается вниз, пояс заливается расплавом, и температура его поверхности резко возрастает, приближаясь к пределу текучести. При движении кристаллизатора вверх пояс вькодит из контакта со слитком и температура его поверхности вновь снижается. Такие резкие колебания температуры вблизи предела текучести приводят к преждевременному выходу кристаллизатора из строя из-за усталостного разрушения. Кроме того, колебание рабочих стенок относительно зеркала металла способствует разрушению верхней, наиболее тонкой части корочки слитка. Указанное явление наряду с захватом легкоплавких шлаков В зазор между слитком и кристаллизатором по пульсирующему закону, приводит к возникновению складчатост.и и заворотов на поверхкости слитка, т,е, к снижению качества металла. При разливке по способу согласно изобретению уровень металла стабилизируют относительно качающегося кристаллизатора путем частичного погружения в металл тела с постоянной по высоте площадью поперечного сечения. Пусть тело представляет собой цилиндр радиусом 0,05 м. Площадь его,поперечного сечения составит 7, м. Из (1) скорость движения тела необходимо регулировать по закону: ,308(1-cos 1}) . (5) т Технические преимущества способа перед известными заключается в том, что он позволяет улучши.ть качество металла и повысить стойкость кристаллизатора. Качество металла улучшается за счет снижения количества поверхностных дефектов. Стойкость кристаллизатора повьшгаетси вследствие устранения пульсации термических напряжений в рабочей стенке. Формулаизо. бретения 1,. Способ автоматического регулирования уровня металла в качающемся кристаллизаторе машины непрерывного

Изобретение относится к металлургии, а именно, к непрерывной разливке металла. Цель - улучшение качества слитка. Существо изобретения заключается в том, что при знакопере манном движении качающегося кристаллизатора 6 за счет выбора площади поперечного сечения погружаемого тела 2 и соотношение отрезков а и в на рычаге 3 добиваются неизменности уровня металла в кристаллизаторе относительно его верхнего торца. 1 ил.