Кристаллизатор для непрерывного литья заготовок Советский патент 1988 года по МПК B22D11/05 

2

1

сд

4

Од

Изобретение относится к области металлургт,конкретнее к непрерывному литью заготовок. Целью изобретения является повьппение эксплуатационной стойкости кристаллизатора.Указанная цель достигается тем, что длина частот стенок 2 кристаллизатора от места к закрепления, предельная длина стенок, а также количество пластин 1 в стыках стенок 2 оптимизированы с учетом углов наклона стенок, прочностных и температурных характеристик материала стенок и пластин, что позволяет повысить эксплутационную стойкость кристаллизатора. 10 ил. « О)

Фаз. 7

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному литьк: заготовок.

Цель изобретения - повьшение эксплуатационной стойкости кристаллизатора.

На фиг. 1 показано место фиксации стенки на опорной плите, когда плоскость стыка перпендикулярна плоское- ти стенки; на фиг. 2 - то же, когда плоскость стыка составляет угол - с плоскостью стенки; на фиг. 3-5 - варианты процесса компенсации расширения стенки путем деформирования пластин-вставок; на фиг. 6 - установка пластин-вставок в зазоре между двумя стенками, имеющими углы с плоскостью стыка, отличные от нуля; на фиг. 7-10 - варианты установок плас- тин-вставок в различных конструкциях кристаллизаторов.

Кристаллизатор состоит из пластин- вставок 1 и рабочих стенок 2, выполненных в виде плит.

При разливке металла стенки 2 кристаллизатора нагреваются и испытывают тепловое расширение. При этом величина сокращения зазора определяется местом фиксации рабочей стенки относительно опорной плиты (фиг.1).

Длина частей стенок 2 Для повышения их стойкости определяется по формулам: siny j- L; .

Ь;

siny,; +siny2i sin 4; - L;

(О

sinj,; + siny,; где Л г; - угол мелоду пластинами

и поверхностью плиты - стенок.

При нагреве.после исчезновения просвета между крайней пластиной 1 и стенкой 2 сокращение зазора между стенками 2 происходит при упругом деформировании пластин 1 в наборе. Для поддержания работоспособности вставки, т.е. для обеспечения условий под держани. требуемых зазоров между пластинами 1, напряжения (7 в каждой пластине 1 не должны превышать преде текучести (5.

Исходя из этого условия допустимая длина стенки 2

3|ПГУ Ь Siny,;)

в; At;, sin . sin f 2,-

При этом сумма допустимых зазоров между пластинами 1 во вставке и пластинами 1 и стенками 2 обеспечивает свободное перемещение двух соседних i-й и (1+1)-й стенок 2 (фиг. 6). Число пластин во вставке

Кц.1 J L;. siny.j.sinyz; , 7 a/

В 14.1-utj+t- L,VI siny,.;,-siny2,uK х-ч sin3-,i,.+ siny,.,

где N - число пластин 1 во вставке

между стенками 2;

i иi+1 - индексы двух соседних стенок 2.

Пример 1. Для литья стали Х18Н1СТ находят допустимую величину зазора между пластинами вставки а .

Коэффициент поверхностного натяжения для указанной стали oL 0,849 Н/м при использовании шлака состава, %: CaF 35; СоСаО 25,2; SiO,j 31,5; NaaO 4,6; А1,,0з 1,2. Учитывая, что измеренный радиус мениска металла R 17 мм, максимально возможная высота мениска равна его радиусу, т.е. Н R 17 мм. Плотность жидкой стали р 7,5-10 кг/м. Ускорение силы тяжести ,8 м/с. Угол смачивания б 70 .

Тогда

X 2,0,849 -cos 70 7,5-103 -. 9,,017

0,465 мм,

т,е. а 0,4 мм.

Для кристаллизаторов прямоугольного (квадратного) сечений удобно сочленять стенки так, чтобы наиболее длинные из них не имели стеснения по длине (фиг, 7).

Например, для кристаллизатора 315x1600 мм требуется обеспечить температурную компенсацию узких стенок, для чего предварительно оценивают допустимую ширину узких стенок :

+ 0,0004)(14-1) -hf 16,4-10-6 -250 , 1- 1 0,4119 м,

исходя из того, что предел текучести меди, используемой для изготовления пластин-вставок GT 50 МПа, ширина пластины вставки 1 0,04 м, модуль

упругости меди Е 1,2 Ю МПа, У:.. ° f2 . коэффициент температурног 8 16,4 -10 градрасширения и о,ц-tu град, температура нагрева медной стенки крис- таллизатора Лt ,

Сопоставление размеров узких стенок с допускаемой длиной показывает, что дополнительного деления узких стенок не требуется.

Число пластин во вставках

„.b 4lb±J°l 02 5,o) ,,6.5,

0,4

1 + 1

т.е. N 0,615 или N 1, т.е. требуется одна пластина во вставке,

На фиг. 8 представлен пример конструктивного исполнения кристаллизатора с длиной стенки превьшагощей критическую длину, найденную по фор- муле (2), В этом случае длинную стенку разделяют на такое количество участков, чтобы длина любого из них не превышала допустимой.

На фиг. 9 показано сочленение стенок с Криволинейной рабочей поверхностью. Углы с плоскостями пластин во вставках определяются по отношению к касательным к рабочей поверхности стенок у их кромок.

На фиг. 10 показано расчленение гильзы кристаллизатора круглого сечения. Углы - 2,- 90. Необходимое число участков определяют, . пользуя значение допустимой длины

стенки L;, найденной по формуле (2)

h

2, B--R,

Li

где требуемый радиус внутренней поверхности кристаллизатора. Изобретение позволяет повысить стойкость кристаллизатора за счет компенсации температурной деформации его рабочих стенок.

Формула изобретения

Кристаллизатор для непрерывного литья заготовок, содержащий опорные

о

1447546

плиты состыкованные меяоду собой охлаждаемые рабочие стенки, в стыках которых установлены пластины, о т

л и чающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости кристаллизатора, пластины установлены с равными зазорами между собой и рабочими стенками, а место установки пластин делит рабочие стенки кристаллизатора на части дли-, ной и Ц|, определяемые из соотношений

sin У 2;

Ц; +LJ; siny j-bsin V

0

25 0

5

0

5

Ь.Ь.+Ц;.

Bj-At; .siny,,

а количество пластин N в стенке между i-й и (1+1)-й частями рабочих стенок определяют из выражения

«. хВГЬ; uti-sinff,;-sinjr.- 2 sinj.j + sinj,;

4 -иtJ4i ,i4i sinf.i4 ч si ffbu Ь.

I-...

где G ,E,l,h - соответственно предел текучести, модуль упругости, ширина и толщина пластин; а - величина зазора между пластинами в стыке и пластинами и частями рабочих стенок;

. i Л, +| соответственно коэффициент температурного расширения и температура рекристаллизации материала i-й и (1+1)-й частей рабочих стенок;

У1; Уы|ГъЧ, )Ь- + У пластинами и поверхностью i-й и (i+1)-й частей рабочих стенок.

.1

CL

SL 2

/

Фи/в.

.2

Фие.

л

Фиг. 9

,

Фиг. 8

Фиг.10