Кристаллизатор для непрерывной разлив-Ки МЕТАллОВ Советский патент 1981 года по МПК B22D11/55 

1

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известен кристаллизатор для непрерывной разливки металлов,, содержащий гильзу и сопла для подачи охлаждающей жидкости .

Недостатком известного устройства является то, что при его применении в корочке слитка возникают повыщенные напряжения, приводящие к внутренним трещинам в слитке. Указанный недостаток объясняется следующим.

Для того чтобы получить в слитке минимальные напряжения, его охлаждение нужно вести в соответствии с теплоотдающей способностью отдельных участков его поверхности. Эта способность зависит от формы участка поверхности (грань, угол), места :подвода струи металла, неравномерности образования зазора между слитком и стеикой кристаллизатора, а также свойств разливаемого металла. Для обеспечения такого охлаждения слитка необходимо иметь возможность регулирования охлаждения кристаллизатора как по периметру, так и по высоте.

Устройство для непрерывной разливки металла известной конструкции (как и устройства с замкнутыми системами охлаждения) не обеспечивает такого регулирования ввиду того, что охлаждающая жидкость с вышележащих участков наружной поверхности кристаллизатора стекает по его гладкой наружной поверхности вниз, смешивается с жидкостью, охлаждающей нижние участки наружной поверхности кристаллизатора, искажая этим охлаждение стенки кристаллизатора и, соответственно, слитка.

Регулирование охлаждения наружной поверхности кристаллизатора :по высоте становится практически невозможным. Из-за смешивания охлаждающей жидкости на различных участках наружной поверхности

кристаллизатора затруднительно также осуществить регулирование охлаждения слитка по периметру.

Указанные недостатки приводят к неравномерному нарастанию формирующейся

корочки слитка и к возникновению в ней Повышенных напряжений. Кроме того, кристаллизаторы с гладкой наружной поверхностью имеют недостаточную жесткость при одностороннем разогреве, что приводит

к короблению стенок кристал.тизатора в процессе разливки, также вызывающему повышение напряжений в корочке слитка. С целью устранения указанных недостатков на наружной поверхности гильзы выоолнены продольные и поперечные ребра, а сопла установлены :против образованных ребрами ячеек.

Расположение и шаг продольных ребер определяются в зависимости от количества участков слитка по периметру, существенно отличающихся своей теплоотдающей способностью. В квадратных и Прямоугольных слитках, например, такими участками являются грани и углы с прилегающими к ним участками, а также участками в месте подвода струи металла. Участки граней больщой протяженности (свыше 300 мм) также целесообразно разделять лродольными ребрами.

По высоте шаг ребер выбирается в зависимости от изменения теплоотдачи от слитка ПО мере его продвижения в кристаллизаторе. Для ВОЗМОЖНОСТИ регулирования охлаждения по высоте шаг ребер должен составлять 1 -15 толщины стенки кристаллизатора (при применяемых в настоящее время толщинах стенки 10-40 мм).

По конструктивным соображениям шаг ребер ко высоте нецелесообразно .выполнять меньше толщины стенки кристаллизатора. Применение шага ребер более 15 толщин стенки кристаллизатора также нецелесообразно, так как не будет обеспечиваться необходимая жесткость стенки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено: на фиг. 1 -продольный разрез кристаллизатора; на фиг. 2- разрез А-А.

Кристаллизатор для непрерывной разливки металла содержит гильзу 1, систему 2 подвода охлаждающей жидкости с соплами 3, которые могут быть выполнены, например в виде брызгал, форсунок, и расположены вокруг наружной поверхности 4 гильзы 1. Устройство имеет также систему 5 регулирования расхода охлаждающей жидкости по соплам 3. Наружная поверхность гильзы 1 выполнена с продольными ребрами 6 и поперечными ребрами 7, образующими ячейки 8. Сопла 3 расположены против ячеек 8.

Работает устройство следующим образом.

Охлаждающую жидкость, например, воду, подают через систему подвода 2 перед началом заполнения гильзы 1 металлом.

Вода выходит из сопл 3 и, попадая на наружную поверхность гильзы 1, охлал дает ее. Благодаря тому, что наружная поверхность имеет ячейки 8, против которых расположены сопла 3, вода, подаваемая в верхние ячейки 8 и стекающая вниз, не смещивается с водой, подаваемой на нижние ячейки. В описываемом примере отливки прямоугольного слитка, в зависимости от теплоовдающей способности участков слитка и выбранной скорости литья, на различные участки наружной поверхности гильзы подают при помощи системы 5 регулировапия

расхода воды различное количество воды; на центральные участки широких граней кристаллизатора подают больше воды, чем на боковые, а на нижние участки наружной поверхности гильзы воды подается меньше,

чем на верхние.

Такое распределение воды в совокупности с теплоотдающей способностью слитка повышает равномерность нарастания корочки слитка и снижает возникающие в пей

напряжения. Кроме того, такое распределение воды поддерлсивает сравнительно постоянной температуру отдельных участков стенки кристаллизатора, снижая напряжения в стенках и их коробление.

Таким образом, продольные и поперечные ребра, выполненные на наружной поверхности гильзы, играют двоякую роль: отводят от каждой ячейки воду, не давая возможности смешиваться с водой, подаваемой па соседние, нижние, ячейки; увеличивают жесткость стенок кристаллизатора, уменьшая их коробление, вызывающее повышение напряжений в корочке слитка.

Формула и.з обретения

Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов, содержащий гильзу и сопла для подачи охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитков, па наружной поверхности гильзы выполнены продольные и поперечные ребра, а сопла установлены против образованных ребрами ячеек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бойченко М. С. и др. Непрерывная разливка стали. М., 1961, с. 94-95, р. 51.

/-/

бг

wn

III IIIVu.