Устройство для непрерывной разливкиметалла Советский патент 1976 года по МПК B22D11/49 

1

Изобретение относится к области металлургии и, в частности, может быть использовано при непрерывной разливке ненамагничивающихся металлов и силавов, а также намагничивающихся при нахождении затвердевшей части слитка в зоне воздействия постоянного поля при температуре выи1е точки Кюри.

Известны устройства для непрерывной разливки металлов с формированием расплава в слиток электромагнитными силами в кристаллизаторе-иидукторе, выполненном по форме слитка и компенсирующем металлостатическое давление расплава, находящегося над затвердевшей поверхностью слитка. Образуемая индуктором поверхность слитка свободна от ликвационных наплывов. Кро.ме того, за счет непосредственной подачи охлаждающей жидкости на поверхность слитка качество слоя металла резко повышаются. Однако качество .металла центральны.х. зон слитка при этом не улучшается. Создаваемое индуктором электромагнитное поле приводит в ряде случаев к чрезмерному перемешиванию расплава, неустойчивости процесса кристаллизации и захвату окисиой плены с поверхности расплава, что в конечном итоге снижает качество металла слитка.

Известны также устройства, содержащие кристаллизатор-индуктор с расположенным под ним соленоидом постоянного .магнитного

поля, которое позволяют улучшить свойства .металла по все.му сечению слитка, независимо от его размера, причем одновременно улучшается и поверхность слитка. Эффект достигается благодаря воздействию внешнего постоянного магнитного поля соленоида на процессы кристаллизации расплава.

Известное устройство с расположением соленоида под индуктором затрудняет обработку расплава, находящегося выше затвердевшей поверхностной корочки металла слитка постоянным магнитным полем. Иедостаточно используются силы от совместного воздействия электромагнитных полей, так как наводимые индуктором токи в верхней части слитка будут сильнее воздействовать на процессы формирования поверхности слитка и кристаллизации, если на него дополиительпо наложено внешнее неоднородное магнитное поле и величина этой силы зависит от степени неоднородности и напряженности магнитного

БОЛЯ.

С целью улучшения качества поверхности и .механических свойств путем оптимального распределения постоянного магнитного поля по высоте столба жидкой ванны слитка, сниженп}; вредного перемешивающего эффекта электромагнитного поля индуктора, а также обеспечения регулирования температуры ох:1лждеиия. Устройство снабжено доиолнителькым соленоидом, размещенным над индуктором, прнчем длина нижнего соленонда вдвое больше, чем длнна верхнего.

В верхней и нижней частях соленоидов выполнены горнзонтальиые камеры, соединенные через вертикальные кана«1Ы в обмотках соленоидов с расположенными иод утлом отверстиями иа виутренней иоверхности втулок соленоидов.

Расположение индуктора между двумя соленоидами позволяет иовыеить наиряжеиность постояниого магиитиого поля в зоне действия qacTOTiioro электромагнитного поля и увеличить амплитуду переменной составляющей за счет наложения постоянного магнитного поля, усилить суммарным воздействием переменного и поетояиного поля сжимающий эффект. Кроме того, магнитное ноле верхиего соленоида будет нренятствовать вредному завихрению расилава, создаваемому индуктором, и позволит избежать захвата мельчайших окисных частнд пленки с поверхности расплава во внутрь лунки слитка, процесс кристаллизации металла будет более стабильным. Этому также способствует создание неоднородного ностоянного ноля с увеличением иапряжекностн книзу по высоте жидкой лунки слитка.

Использование отводимого тепла обмоток еолепондог для регучтироваиия темиературы охлаждающей среды позволяет получать более мягкие условия охлаждения, уменьшить вероятность образования как иоверхностиых, так и виутренних дефектов.

Одновременно повышается турбулеитиость охлаждающей среды, подаваемой на поверхность слитка, и улучшаются условия охлаждеиия. Таким образом достигается общее сиижение расхода охлаждающей среды и возможность изменення ее температуры в различных зонах иа новерхности слитка.

На чертеже изображено предложешюе устройство, общий вид.

Устройство содержит ноддон-затравку 1 для вытягивания слитка 2. Вокруг слитка расиоложены соленоиды 3 и 4- для создания постоянного магнитного ноля и заключенный между инми иидуктор 5, еоздающий электромагнитное поле иеремепной частоты. Для регулирования электромагнитного давлепия предусмотрен экран 6. Подача охлаждающей среды осуществляется через отверствия 7 и 8 ио горизоитальиым камерам 9, расположенным в верхней и нижней частях соленоидов и соединенным вертикальными каналами 10.

Пере.а, работой устройства вводят ноддоизатравку до уровня, перекрывающего нижний срез экрана. Подают охлаждающую жидкость на высокочастотный индуктор и верхние охлаждающие камеры солеиоидов, а затем вк 1ючают высокочасточиый индуктор 5 н соленоиды 3 и 4- ностояниого иоля от различных источников нитаиия высокочастотным н постояииым TOiKO.M соответственно.

Устанавливаю требуемое нанряжсиие на J5ыcoкoчacтoтиoм индукторе 5 и напряженность ностоянного .1агнитного ноля солеиоидов 3 и 4 и производят разливку металла. Жидкий металл через соответствуюи.ее расн)еделнтельное устройство нодают нреимундествеино li нериферийиые зоны на поддои-затра1жу 1, иаблюдают необходимый уровень метал;1а для образования стабильной фоплгы

слитка 2.

Сформированный слиток ненрерывно вытя ивают из зоны воздействия электромагнгггиых полей, создаваемых соленоидами 3 и 4 и индуктором 5. Размеры ноперечного сечения

слитка .можно регулировать иаиряжением на индукторе, расиоложением экрана 6 относительно индуктора и наиряженность о постоянного магнитного поля. Предиочтительио, однако, напряжениость

иостояниого магнитного поля выдерживать макси.мальиой, так как ул чшение свойств металла иаходится ь; прямой зависимости от наиряжеиности иостояиного магиитиого иоля. Поэтому при получеиии заниженного размера

слитка снижают наиряжеине на индукторе 5. Внешнюю поверхность корнлсов солеиоидов 3 и 4 необходимо выиолиять из магиитомягкой стали для замыкатпп: силовых линнй иостояииого магиитного ноля, верхнюю крышку 11

иижиего соленоида и иижиюю крышку 12 верхнего - из материала. иенроводящего ток, д,ля уменьшения потерь высокочастотного электромагнитного поля (наиример, текстолит). Внутрениие втулки 13 солеиоидов иредиочтительно выполняют также из токоиеироводящего материала, ио можно выполнять и из токопроводящих г;еиамагиичивающихся материалов. В этом случае их иеобходимо охлаждать (на чертеже показан вариант с охлаждеиием внутреиией втулки соленоидов). Охлаждающую среду для соленоидов, экрана и слитка иодают в камеры 9 по каналал 10 обмоток соленоидов через отверстик 7 и 8, иьшо.лнеиные иод углом в ианравлении литья иа боковых втулках соленоидов. При ие06.Х.ОДР1МОСТН подогрева охлаждающей среды ее расход регулируют, и за счет тока об. соленоидов она подогреваетея.

Расположение высокочастотного индуктора

между соленоида;уш нозволяет увеличить сжимающий эффект и таким образом снизить наиряжение иа иидукторе, что выгодно с точки зрения техники безонасиости (сннжается как наиркжеиие. так и мощность высокочастотного иоля). Моделирование процесса показало, что амплитуда высокочастотной составляющей у зеличнвается нримерио на 1/3, улучшается качество металла слитков, достигаемое наиболее благоприятными условиями

кристаллизации за счет оитимального расиределени) иаиряжеиности иостоянного Магиитиого ноля и регулированием теилонровода, одновременно уменьшается расход охлаждающей среды ири лодаче его через обмотки соленоида на слиток. Тонкая структура металла

по всему сечению слитка иозволит снизить время гомогенизации металла.

Формула изобретения

Устройство для непрерывной разливки металла, содержащее кристаллизатор-индуктор с расположенным под ним соленоидом и электромагнитный экран, установленный между ипдуктором и формируемым слитком, отличающееся тем, что, с целью улучшения поверхности слитка и его внутренней структуры, оно снабжено дополнительным соленоидом, размещенным над индуктором, причем длина нижнего соленоида вдвое больше, чем длина верхнего.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в верхней и нижней частях соленоидов выполнены горизонтальные камеры, соединенные через вертикальные каналы в обмотках сол ноидов с расположенными под углом отверстиями па внутренней поверхности ВТУЛОК соленоидов.

/J

z