Способ перемещения кристаллизатора при непрерывной разливке металла Советский патент 1992 года по МПК B22D11/04 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к области непрерывной разливки металла.

В металлургии известно устройство д я возбуждения вибрации кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок в котором кристаллизатор подвергается симметричной вибрации за счет ударников установленных по торцам рамы.

Недостатком такого устройства является незначительное повышение качества литой заготовки за счет действия вибрации только в одном вертикальном направлении Задача создания тягового усилия в кристаллизаторе и устранения растягивающих напряжений в слитке вообще не ставится при реализации данной конструкции. Кроме то го, устройство достаточно сложно конструктивно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобре тению является способ перемещения кристаллизатора при непрерывной разливке включающий в себя возвратно-поступательное движение кристаллизатора с дополнительным наложением вибрации.

Недостатком такого способа перемещения кристаллизатора является ограничение цели изобретения улучшением только поверхности отливаемого слитка, причем осуществляется это простым наложением дополнительных колебаний на возвратно- поступательное движение кристаллизатора. Колебания кристаллизатора осуществляются при этом только в одном вертикальном направлении, что не дает возможности создания тягового усилия в самом кристаллизаторе и устранения растягивающих напряжений в слитке. Улучшение качества поверхности в слитке незначительно и происходит, в основном за счет облегчения выхода слитка из кристаллизатора Даже создание бигармонических колебаний путем наложения вибрации, но только в одной плоскости, не может дать существенного эффекта в устранении растягивающих наVI

|СО

Ј

|Ю

пряжений и тем более в улучшении структуры металла.

Целью изобретения является улучшение структуры металла путем создания тягового усилия в кристаллизаторе и устранения растягивающих напряжений в слитке.

Поставленная цель достигается тем, что продольные и поперечные колебания кристаллизатору сообщают с равной частотой и сдвигом по фазе между составляющими колебаний, равным 90-270°.

Существенное отличие предлагаемого способа перемещения кристаллизатора состоит в том, что кристаллизатор подвергается воздействию вибрации как в продольном, так и поперечном направлениях с равной частотой. Однако, чтобы траектория колебаний была эллиптической, между составляющими колебаний осуществлен сдвиг по фазе, равный 90-270°. Такой экспериментально подобранный сдвиг по фазе дает наиболее эффективный вид колебаний кристаллизатора по эллиптической траектории, что позволяет облегчить условия выхода слитка из кристаллизатора и улучшить структуру металла в слитке. Движение кристаллизатора по эллиптической траектории воздействует на процесс кристаллизации металла в слитке, разрушает растущие де- ндриты, облегчает всплывание неметаллических включений и газов, т.е. способствует улучшению структуры металла.

На чертеже представлена схема реализации способа перемещения кристаллизатора при непрерывной разливке.

Кристаллизатор 1 содержит раму 2, которая через кривошип 3 связана с приводом 4. Рама 2 снабжена вибратором 5, а шатун 6 снабжен вибратором 7.

Способ перемещения кристаллизатора реализуется следующим образом.

Кристаллизатор 1 подвергается воздействию поперечных колебаний под действием вибратора 5 через раму 2 и воздействию продольных колебаний от вибратора 7 через шатун 6, который через кривошип 3 связан с приводом 4. При одновременном возбуждении продольных и поперечных колебаний кристаллизатора с равной частотой и сдвигом по фазе между составляющими колебаний, равным 90-270°, кристаллизатор перемещается по эллиптической траектории. Такое движение кристаллизатора сопровождается с одной стороны совместным движением кристаллизатора и слитка в направлении его транспортировки, а с другой стороны проскальзыванием кристаллизатора по отношению к слитку, которое осуществляется при возвратном движении кристаллизатора. Это приводит к устранению автоколебаний слитка, обусловленных действием силы трения между поверхностями кристаллизатора и слитка при его вытягивании с постоянной скоростью протяжки. Кроме того, такое движение приводит к устранению растягивающих напряжений в слитке. Эллиптическое перемещение кристаллизатора воздействует на слои жидкого металла, что приводит к его очищению от примесей и к измельчению

структуры металла слитка.

Пример. Лабораторная модель устройства по реализации способа опробована в работе в сравнении с известным устройством, принятым в качестве базового объекта.

Кристаллизатор в лабораторном устройстве совершает эллиптические колебания под действием двух инерционных вибраторов, установленных в продольном и поперечном направлениях. Исследованы различные углы сдвига фаз между составляющими колебаний вибраторов. Углы сдвига фаз менее 90° и более 270° оказались неэффективными, так как при таких углах сдвига фаз не удается достигнуть ярко выраженной эллиптической формы колебаний кристаллизатора.

Полученные слитки (при лабораторных испытаниях эго были алюминиевые сплавы) при перемещении кристаллизатора вне

предложенного интервала сдвига фаз (90- 270°) имеют дефекты поверхности и практически одинаковую с исходной структуру. Слитки, полученные по предложенному способу, практически не имеют дефектов

и обладают существенно улучшенной структурой, что позволяет сделать вывод об эффективности предложенного способа.

Формула изобретения Способ перемещения кристаллизатора при непрерывной разливке металла, включающий сообщение кристаллизатору продольных и поперечных колебаний, отличающийся тем, что, с целью улучшения структуры металла путем создания тягового усилия в кристаллизаторе и устранения растягивающих напряжений в слитке, продольные и поперечные колебания кристаллизатору сообщают с равной частотой и сдвигом по фазе между составляющими колебаний, равным 90-270°.

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металла. Цель изобретения - улучшение структуры металла за счет создания тягового усилия в кристаллизаторе и устранения растягивающих напряжений в слитке. Для этого кристаллизатор 1 под действием вибраторов 5 и 7 совершает в совокупности поперечные и лродольные колебания с равной частотой и сдвигом по фазе между составляющими колебаний, равным 90-270°. 1 ил.