Стакан для подачи металла в кристаллизатор Советский патент 1982 года по МПК B22D11/10 B22D41/60 

(5) СТАКАН ДЛЯ ПОДАЧИ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОР

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для подачи металла в кристаллизатор установок непрерывной разливки.

Известны стаканы для непрерывной разливки металлов, подогреваемые до SOD-ISOO C. Такие стаканы изготовлены из огнеупоров и имеют установленные снаружи нагревательные устройства fijo

Для подогрева стакана используют вертикальный поток нагретого газа.

Ввиду больших габаритов применение таких устройств для подачи металла в кристаллизатор установки непрерывного литья вызывает неудобства при эксплуатации с Кроме того, использование нагретого газа ухудшает санитарно гигиенические условия работы обслуживающего персонала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является стакан для подачи металла в кристаллизатор, содержащий рабочий бурт, который входит в кристаллизатор и контактирует с его рабочей поверхностью, и устройство для подогрева стакана, выполненное в виде высокочастотного индуктора, витки которого охватывают стакан 2j.

Устройство обеспечивает подогрев только того участка стакана, который не входит в кристаллизатор и распо10ложен непосредственно в индукторе.

Однако устранить затвердевание металла на поверхности стакана применением индукторов практически невозможно. Это обусловлено тем, что фор15мирование начальной корки происходит при затвердевании металла не только на рабочей поверхности кристаллизатора, а также частично на рабочем бурте стакана из-за срав20нительно низкой рабочей температуры последнего. Длина участка стакана, входящего в кристаллизатор, составляет 0,2-0,5 всей длины стакана, которая обычно равна мм, поэтому очевидно, МТС индуктор не может обеспечить подогрева рабочего бурта стакана. Формирование с последующим съемом начальной корки отливки ухудшает условия работы рабочего бурта стакана и является одной из основных причин его износа. Частицы материала рабочего бурта стакана при этом попадают в отливку и снижают ее качество. Целью изобретения является повышение стойкости стакана и улучшение качества заготовок. Цель достигается тем, что стакан для подачи металла в кристаллизатор выполненный из огнеупорного материала , содержащий рабочий бурт и нагреватель, выполнен многослойным и армированным, а нагреватель установлен между его слоями по всей дли не стакана. Кроме того, нагревательвыполнен из жаростойкого сплава, и в попереч ном сечении стакан имеет вид концентрически установленных разомкнутых колец На фиг. 1 изображен стакан, общий вид; на фиг. 2 - то же, продольный разрез. Стакан 1 выполнен из огнеупорного материала, имеет рабочий бурт 2, кот рый входит в кристаллизатор и конта тирует с его рабочей поверхностью 3 Между слоями огнеупорного материала установлен нагреватель , расположенный по всей длине стакана (вклю.чая рабочий бурт 2) и выполненный в виде набора соединенных между собой элементов из жаростойкого сплав В сечении, поперечном оси стакана, , нагреватель имеет вид концентрическ установленных разомкнутых колец. Стакан армирован сеткой 5 из проволоки, неразъемно соединенной с элементами нагревателя k. Нагреватель имеет токоподвод 6. Стакан для непрерывной разливки металлов работает следующим образом При пропускании электрического тока через нагреватель происходит преобразование электрической энергии в тепловую. При этом элементы нагревателя , выполненные по всей длине стакана 1, включая рабочий бурт 2, равномерно подогревают его до необходимой температуры. В процессе эксплуатации по толщине стенк стакана возникает перепад температу ры на 200-i OCr°C. Это приводит к образованию сжимающих термических напряжений во внутренних слоях огнеупорного стакана и растягивающих в наружных, которые являются наиболее опасными для хрупких материалов. Армирующая сетка 5, выполненная из материала с малым коэффициентом линейного расширения, создает сжимающие внутренние напряжения, которые предохраняют наружные слои стакана 1 от разрушения. Большая величина моуля упругости обеспечивает перенос растягивающих напряжения на арматуру и уменьшает величину растягивающих деформаций наружных слоев огнеупорного стакана. Пример. Стакан для непрерывного горизонтального литья чугуна выполнен диаметром 60 мм и длиной 20 мм. Длина участка стакана, который входит в кристаллизатор и контактирует с его рабочей поверхностью, равна 6 мм. Толщина стенки стакана из окиси алюминия равна 6 мм. Нагреватель получен методом плазменного напыления хромоникелевого сплава и состоит из трех разомкнутых коаксиально установленных полых цилиндров длиной 18 мм. Толщина элемента нагревателя равна 0,12 мм. Стакан армирован сеткой из вольфрамовой проволоки диаметром 0,03 мм, которая приварена точечной сваркой к элементам нагревателя. Равномерный подогрев стакана по всей его длине, включая рабочий бурт, до необходимой температуры препятствует намораживанию на нем начальной корки отливки и механическому воздействию последней на его рабочую поверхность, что обеспечивает повышение качества отливки за счет отсутствия в ней частиц огнеупора. С другой стороны, это приводит к повышению стойкости стакана. Армирование стакана сеткой из тугоплавкого материала повышает его стойкость за счет снижения величины термических напряжений. Испытания показали надежность работы стакана и возможность повышения его стойкости, а также улучшения качества отливки. Потребляемая мои;ность нагревателя не более 1 кВт. Стакан прост в эксплуатации, его применение не ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.