Металлический холодильник для формирования слитка Советский патент 1982 года по МПК B22D11/55 B22D11/51 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано при непрерывной разливке стали.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является охлаждаемый металлический холодильник, выполненный из высокотеплопроводного материала, в частности из меди.

Холодильник внутри охлаждается водой и представляет собой цилиндрический стакан с конической частью небольшой протяженности со стороны дна. Верхняя часть холодильника соединяется с вибратором, а цилиндрическая и коническая части помещаются во время работы в металл. При погружении в жидкий металл на поверхности холодильника намораживается корочка металла, которая под действием энергии вибрации периодически сбрасывается в жидкую сердцевину слитка. Коническая часть стержня выполнена для некоторого облегчения условий сбрасывания с его поверхности образующихся обломков кристаллов и корочек металла, главным образом в виде чулка С11., Недостатком известной конструкции является то, что она не позволяет формировать в единицу времени достаточного количества необходимых центров кристаллизации в виде переохлаждаемых кристаллов. Вследствие этого

10 макроструктура слитка улучшается не значительно. Повышение частоты колебания стержня для увеличения центров кристаллизации в единицу времени и улучшения макроструктуры слитка огра15ничено техническими возможностями выпускаемых вибрирующих устройств и непосредственно стойкостью самих металлических стержней.

20

Целью изобретения является улучшение структуры слитка путем увелимения количества зарождаемых центров кристаллизации в единицу времени. что на наружной поверхности холодил ника выполнены продольные канавки, заполненные материалом с более низк теплопроводностью, чем материал хол дильника, например металлокерамикой На чертеже схематически представ лен предлагаемый холодильник. Холодильник имеет оболочку из вы сокотеплопроводного материала 1, в частности из меди, на поверхности которой выполняются продольные учас ки в виде канавок 2, заполненных материалом с более низкой теплопроводностью, чем материал холодильника. Количество продольных канавок зависит от размера холодильника и, как правило, составляет 2-4 шт. Холодильник охлаждается водой и имеет цилиндрическую форму. Наличие канавок, заполненных материалом с более низкой теплопровод ностью, чем материал холодильника, позволяет разделить поверхность холодильника на ряд независимых участ ков охлаждения. Выполнение таких по лос, из малотеплопроводного материала предотвращает возможность образования сплошной металлической корки по периметру и, тем самым, улучшает условия отделения наморай ивающейся оболочки от холодильника. В этом случае сплои1ная металлическая оболочка (чулок) на поверхности холодильника не образуется, так как п поверхности из малотеплопроводного материала находятся в температурном равновесии с жидкой сталью, т. е. разогреты до температуры разливаемо го металла. Проведенные исследования показывают,, что для выполнения поставленной цели с учетом технологичности процесса в качестве материала для изготовления полос необходимо использовать металлокерамику. Последняя обладает высокой стойкостью к жидкой стали и очень низкой теплопроводностью, что предотвращает образование корочек металла на поверх ности полосы. В связи с этим образующиеся короч ки металла на разделенных поверхностях холодильника полум ются более тонкими, чем при использовании известного устройства. Кроме того, они легко отделяются от поверхности и олее сильно переохлаждены по толна отделение закристаллизованных корочек металла энергия вибрации меньше, чем при использовании известного устройства. Таким образом, предлагаемый холодильник для формирования слитка работает с. меньшей затратой энергии вибрации, посылает в жидкий металл, в единицу времени значительно большее количество закристаллизовавшихся корочек и более переохлажденных, что позволяет получать хорошее качество макроструктуры слитка без осевой пористости и ликвации. Пример. Холодильник для формирования слитка состоит из цилиндрической оболочки без конической части и выполнен из высокотеплопроводного материала, в частности из меди. На наружной поверхности по всей высоте выполняются продольные канавки, которые заполняются малотеплопроводным материалом, например металлокерамическим составом. Например, при толщине оболочки холодильника 10 мм углубление для канавки полосы составляет -5 мм, а ширина - не более мм. Продольные участки в виде полосы могут как превышать размеры наружного ; диаметра холодильника, так и быть выполненными заподлицо с поверхностью. Полоски из металлокерамики наиболее приемлемо крепить о канавках на поверхности холодильника при помощи огнеупорной пасты. Для надежности крепления форму канавки и полоски целесообразно выполнять в виде ласточкиного хвоста. Наиболее рационально при этом устанавливать на поверхности холодильника три полоски из малотеплопроводного материала. Диаметр и высота холодильника в зависимости от сечения отливаемой заготовки определяется 8 каждом конкретном сгучае. Верхняя часть холодильника жестко соединяется с вибрагорем. Использование предлагаемого холодильника для формирования слитка позволяет реализовать на практике возможность заметного улучшения микроструктуры слитка путем применения охлаждаемых стержней; использовать вибрирующее установки с меньшей мощностью; повысить механические свойства литого и катанного металла на

15-20%;

увеличить выход годного металла.

Формула изобретения

1. Металлический холодильник для формирования слитка, верхняя часть которого соединена с вибратомом, отличающийся тем, что, ч целью улучшения структуры сличка путем увеличения количества зарождаемых центров кристаллизации в единицу времени, на его наружной поверхности выполнены продольные канавки, заполненные материалом с более низкой теплопроводностью, чем материал холодильника,

2. Холодильник по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала с низкой теплопроводностью применен огнеупорный материал, например металлокерамика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Применение внутренних холодильников при формировании непрерывного слитка цилиндрической и прямоугольной формы. Отчет ГПИ им. А. А. Жданова Б 56502, Горький, 1977

5

г