Кристаллизатор для установки непрерывного литья металлов Советский патент 1982 года по МПК B22D11/45 

1

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известен кристаллизатор для йепрерывного литья металлов, один конец которого вставлен в металлоприемник и разогревается токами высокой частоты, а другой - в водорхлаждаемый медный кожух. Гильза кристаллизатора изготовлена из графита и содержит охлаждаемую и подогреваемую зоны, а участок гильзы, вставленный в металлоприемник, не подогревается. Наружный диаметр гильзы на подогреваемом участке значительно увеличен. Гильза на участке, вставленном в металлоприемник, на -внутренней поверхности имеет расточку, глубина которой равна толщине стенки метаЛ лоприемннка (1).

Однако подогрев гильзы до 1000-ПО(УС осуществляется снаружи трехвитковым водоохлаждаемым индуктором, питающимся от лампового высокачастотиого генератора мощ ностью 60 кВт, что приводит к большим по терям тепловой энергии, значительно снижает эффективность подогрева и экономичность нагревателя. При этом участок гильзы.

вставленный в мегаллоприемйик, не подогревается, что приводит к затвердеванию металла на расточке рабочей поверхности гильзы, вызывая ее интенсивный износ и разрушение при извлечении отливки. Кроме того, это ведет к ухудшению качества отливки за счет образования приливов йа е поверхности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является кристаллизатор для установ10ки непрерывного литья металлов, содержащий кожух, гильзу и нагреватель 2.

Недостатками известного кристаллизатора являются его низкая стойкость и низкое качество заготовок, так как гильза не 15 выполнена многослойной, а нагреватель не обеспечивает нагрев гильзы по всей ее длине.

Цель изобретения - повышение стой кости кристаллизатора и улучшение качества заготовки.

Поставленная цель достигается тем, что

20 в кристаллизаторе для установки непрерывного литья металлов, содержащем кожух, гильзу и нагреватель, гильза выполнена многослойной, а нагреватель установлен между слоями и соединен с ними.

Кроме того, нагреватель в поперечном сечении имеет вид концентрически установленных разомкнутых колец, а внутренний слой гильзы выполнен нз окислов металлов.

На фиг. I представлен кристаллизатор, продольный разрез; на фиг, 2 - гильза, поперечное сечение.

Кристаллизатор содержит гильзу с охлаждаемой 1 и подогреваемой 2 зонами, кожух 3 и Нагреватель 4.

Нагреватель 4 установлен в низкотеплопроводном внутреннем слое 5 по всей длине подогреваемой зоны 2, включая конец гильзы, вставленный в металлоприемник 6. Нагреватель 4 изготовлен в виде набора элементов 7, которые в сечении, поперечном оси кристаллизатора, имеют вид концентрически установленных разомкнутых колец.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Расплав из металлоприемника 6 через подогреваемую зону 2 гильзы кристаллизатора поступает в охлаждаемую зону I, где происходит затвердевание металла. Нагреватель 4, размещенный в конце гильзы, вставленном в металлоприемник 6, обеспечивает подогрев ее стенки до заданной температуры с минимальными затратами энергни и предотвращает затвердевание металла на этом участке. Эффективность подогрева и экономичность использоВ1ания энергии определяется тем, что практически исключены потери тепла на участке подогрева гильзы. Этому способствует то, что нагревательные элементы расположены внутри стенки гильзы и вся тепловая энергия, выделяемая Нагревателем, идет на ее подогрев, а внутренний слой 5 гильзы выполнен нз Низкотеплопроводных материалов, что предотвращает потери тепла с наружной поверхности гильзы.

По мере удаления от металлоприемниц,а 6 температура рабочей поверхностн гильзы кристаллизатора понижается и начинается затвердевание отливки. Поверхность внутреннего слоя 5, изготовленного из износостойкого и термостойкого материала, не взаимодействует с материалом отливки и не подвергается разрущению, что обеспечивает получение отливки с качественной наружной поверхностью.

Пример. Кристаллизатор для горизонтального непрерывного литья чугунных заготовок диаметром 60 мм выполнен с подогреваемой и охлаждаемой зонами, длина которых равна соответственно. 80 и 200 мм. Толщина стенки гильзы равна -15 мм. Внутренний слой выполнен из окиси алюминия, а элементы нагревателя - из двуокиси циркония. Толщина внутреннего слоя равна 10 мм. Нагреватель изготовлен в виде набора из трех разомкнутых цилиндров. Длина нагревателя равна 30мм. Потребляемая мощность нагревателя, не более .0,7 .кВт; что в 10--100 раз меньше по сравнению с известным устройством.

Размещение нагревателя на конце гильзы, вставленном в металлоприемник, позволяет эффективно испбльзовать теплоту металлического расплава и уменьшает количество электроэнергии, необходимой для подогрева гильзы кристаллизатора. Нагреватель в виде набора элементов создает удельный тепловой поток большой мощности на сравнительно небольшой длине гильзы. Внутренний слой из низкотеплопроводного материала создает большое термическое сопротивление и уменьшает тепловые потери нагревателя. В результате, в предлагаемом .кристаллизаторе обеспечивается литье качественных заготовок при значительном снижении расхода энергии на подогрев кристаллизатора в 10-100 раз.

Повышение эффективности и экономичности подогреваемого кристаллизатора снижает себестоимость продукции и упрощает эксплуатацию установок непрерывного литья.

Формула изобретения

1.Кристаллизатор для установки непрерывного литья металлов, содержащий кожух, гильзу и нагреватель, отличающийся тем, что, с целью повыщения стойкости кристаллизатора и улучшения качества заготовок, гильза выполнена многослойной, а нагреватель установлен между ее слоями и соединен с ними.

2.Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что нагреватель в поперечном сечении имеет вид концентрически установленных }: азомкнутых колец.

3.Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой гильзы выполнен из окислов металлов,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шатагин О. А. и др. Горизонтальное непрерывное литье известных металлов и сплавов. М., Металлургиздат, 1974, с. 23-26.

2.Герман Непрерывное литье. Металлургиздат, 1961, с. 261-262, рис. 756-759.