Кристаллизатор Советский патент 1986 года по МПК C22B9/18 

Щ

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может использоваться при электропшаковом переплаве.

Известны кристаллизаторы, состоящие из медной гильзы и стального кожуха и имеющие между ними полость для охлаждающей воды. Однако изготовление и ремонт таких кристаллизаторов трудоемки. Кроме того, сваренные швы медной гильзы частот содержат поры, через которь:е может просачиваться вода.

Известен блочный медньй кристаллизатор, у которого каждая стенка имеет вертикальные каналы для охлаждения и перпендикулярные к ним горизонтальные каналы, причем горизонтальные и вертикальные каналы пересекаются.

В процессе ЭШ металл плавится под действием тепла, передаваемого теплопередачей из шлаковой ванны, температура которой должна быть вьппе точ1си плавления плавящегося металла. Шлаковая ванна должна находиться в водоохлаждаемом кристаллизаторе и иметь определенную глубину. Это необходимо для обеспечений

рациональных электрических характеристик и достижения требуемой эффективности процесса. По этим причинам тепловые потери через поверхность раздела шлак-стенка кристаллизатора значительно больше, чем полезно расходуемое тепло на плавлени.е металла. Из этого следует, что относительно малое изменение потерь из шлаковой ванны в весьма значительной степени отражается на расход электроэнергии.

Таким образом, существенным недостатком таких кристаллизаторов является то, что применение их не позволяет улучшить энергетические показатели .процесса|электрошлакового переплава.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и увеличение производительности.

Это достигается тем, что кристаллизатор снабжен обечайкой, выполненной из материала с температурой плавления и термическим сопротивлением большим, чем у чедя, расположенной на рабочей поверхности водоохлаждаемых панелей выше датчика уровня жидкого металла, а в перегородках вертикальных каналов водоохлаждения ниже датчика уровня жидкого металла выполнены горизонтальные каналы.

образующие ячеистую конструкцию, кристаллизатор снабжен црокладкой, ;выполненной из огнеупорного Материала и установленной между рабочей

поверхностью водоохлаждаемой панели и обечайки.

На фиг. 1 изображен предлагаемьй кристаллизатор в сборе , на фиг. 2 панель предлагаемого кристаллизатора, на фиг. 3 - сечение панели по вертикали параллельно рабочей поверхности А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - горизонтальное сечение панели Б-Б на фиг. 3j на фиг. 5 - вертикальное сечение панели В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - то же, для случая с огнеупор ной прокладкой, на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6 для случая с огнеупорной прокладкой.

.

Кристаллизатор собран из панелей 1, охлаждаемых автономно. Каждая панель состоит из медного слоя 2, металлического слоя 3 с более высо5 температурой плавления и терми; ческим сопротивлением, чем у меди, стального слоя А, соединенных сваркой взрьшом, стального листа 5, входного 6 и выходного 7 коллекторов, вертикальных каналов 8, разделенных между собой перегородками 9, в которых ниже датчИка уровня жидкого металла 10 выполнены горизонтальные каналы 11.

Длл увеличения термического сопротивления участка панелей выше уровня жидкого металла между металлическим слоем 3 и медным слоем панели 2 может быть установлена прокладка

., из огнеупорного материала 12. Датчик уровня жидкого металла установлен на одной из панелей на высоте задан-, ного уровня жидкого металла относительно нижнего края кристаллизатора.

5 Панели кристаллизатора изготавливаются, например, следующим образом. К рабочей поверхности медного слоя 2 сваркой взрывом присоединяется металлический слой 3. К противопоQ ложной поверхности медного слоя этим же способом присоединяется стальной слой 4 и выполняются на нем вертикальные каналы 8, кроме этого в зоне формирования слитка горизонтальHbie каналы 11 охлаждения на глубине этого слоя и входные 6 и выходные 7 коллекторы. Каналы охлаждения и коллекторы закрываются стальным листом 5, которьй обваривается по контуру и в местах перегородок соединение усиливается электрозаклепками. В случае изготовления кристаллизатора С огнеупорной прокладкой ее присоединяют вместе с металлическим слоем 3. В процессе переплава и рафинирования в подвижном кристаллизаторе образуются две совершенно определен ные и четко разграниченные области: в одной из них поддерживается жидки шлак, в другой кристаллизуется слиток. Вьтолнением в верхней части ра бочей поверхности панелей кристалли затора зоны с термическим сопротивлением значительно выше зоны формирования слитка, создаются условия для существенного уменьшения теплов потерь через поверхность раздела шлак-стенка кристаллизатора, которы играют главную роль в тепловом балансе шлаковой ванны. При работе кристаллизатора охлаждающая водаподается на входной коллектор и отводится из выходного коллектора,

; J

1L

/

1

/ 71 которая в зоне формирования слитка при протекании по вертикальным каналам за счет горизонтальных каналов приобретает турбулентньй характер, что увеличивает интенсивность охлаждения этой зоны панели кристаллизатора и скорость кристаллизации слитка, т.е. весовую пpoизвoдитeльнoctь при оптимальных значениях козффициента фронта кристаллизации. Таким образом, предлагаемый кристаллизатор позволяет существенно повысить производительность установки за счет более рационального использЪвания тепла в верхней части кристаллизатора - уменьшения тепловых потерь через стенку кристаллизатора и более интенсивного охлаждения слитка в зоне его формирования. При этом за счет уменьшения тепловых потерь в верхней части кристаллизатора более полно используется электрическая энергия, вводимая в шлаковую ванну, что создает условия для ее экономии.

1. КРИСТАЛЖЗАТОР, состоящий из биметаллических панелей, имеющих вертикальные, каналы водоох- лаждения с перегородками, и датчика 'уровня металла, установленного в одной из панелей, отличающий- с я тем, что, с целью снижения удельного расхода электроэнергии и повышения производительности, он снабжен обечайкой, выполненной изматериала с температурой плавления и термическим сопротивлением большим, чем у меди, и расположенной на рабочей поверхности водорхлаждаемых панелей выше датчика уровня жидкого металла, а в перегородках вертикальных каналов водоохлаядения ниже датчика уровня жидкого металла выполнены горизонтальные каналы, образующие с ёертикальными каналами ячеистую конструкцию.2. Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен прокладкой, вьшолненной из огнеупорного материала и установленной между рабочей поверхностью водо- рхлаждаемой панели и обечайкой.с (Рсл

«Т

Ш2.2

Т