Криволинейный кристаллизатор для установок непрерывной разливки металлов Советский патент 1983 года по МПК B22D11/43 B22D11/59 

Изобретение относитоя к металлургии, конкретнее к непрерывйЬй раз-, ливке металлов.

Известен кристаллизатор, состоящий из четырех рабочих стенок - двух широких и двух узких. Каждая из рабочих стенок соедин1ена со стальной плитой. Для отвода тепла от расплавленного металла в рабочих стенках кристаллизатора выполнены каналы для охладителя. Все четыре стенки кристаллизатора выполнены из меди СИ.

Недостатками известных кристгшлизаторов является то, что вследствие низкого уровня механических свойств меди, имеет место повьаиенный износ узких рабочих стенок при трении о них вытягиваемого слитка.. Стойкость таких кристаллизаторов составляет 18-20 плавок. Кроме того, в известных кристаллизаторах происходит искаясение размеров внутренней рабочей полости и раскрытие стыков между рабочими- стенками в результате их деформации, что обусловлено также ни&ким пределом текучести меди, соизмеримым с термическими напряжениями,, возникающими в рабочих стенках при разливке.

Наиболее близким по технической сущности является кристаллизатор, в котором узкие рабочие стенки выполнены из материала с пределе текучес Ь 250-750 мПа, твердостью по Бринеллю 100-250 НВ и теплопроводностью 40-80% от теплопроводности меди.Материал широких стенок имеет теплопроводность ,70-95% от тепло10проводности меди. Узкие и широкие стенки кристаллизатора выполнены из сплавов на основе меди С2 .

Недостатком известного кристаллизатора является то, что при примене15нии его на криволинейных УНРС будет происходить повышенный износ широких стенок кристаллизатора, выполненных по малому радиусу.

Исследованиями установлено, что

20 одной из особенностей криволинейных VHP является повышенный износ широкой грани крис таллизатора, выполненный по малому радиусу по сравнению с широкой гранью, выполненной

25 по большому радиусу. Этот износ возрастает при уменьшении радиуса кривизны технологической оси и толщины слитка. Проведенные исследования показывают ,что за межремонтный период

30 широкая грань по большому радиусу изнашивается на 60-90% от допустимо величины износа, в то время как шир кая грань по малому радиусу изнашивается на 100% от допустимой величины износа. Так как ремонт широких стенок осуществляется попарно, то приходится производить ремонт и широкой стенки по большому радиусу которая еще не вышла за пределы допустимого износа, что приводит к повышенному расходу меди, дополнительным трудозатратам и снижению эффективности эксплуатации кристаллизаторов . Целью изобретения является повышение стойкости кристаллизатора. Поставленная цель достигается тем что в криволинейном кристаллизаторе для установок непрерывной разливки металлов, содержащем узкие рабочие стенки и широкие, одна из которых имеет меньший, а другая больший радиус, и выполненные из материалов с различными механическими свойствам широкая стенка меньшего радиуса выполнена из материалов, твердость ког торого составляет 1,1-1,6 твердости материала широкой стенки большего радиуса и 0,2-0,9 твердости материала узких стенок. Применение материалов для широкой стенки меньшего радиуса с твердостью ниже заявленного предела от твердост широкой стенки большего радиуса, при водит к тому, что термомеханические свойства ббеих широких стенок настол ко сближаются, что не наблюдается эффективного сближения величин износа широких стенок. Применение материалов для широкой стенки 1«1еньшего радиуса 8 твердость выше заявленного предела от твердост широкой стенки большего радиуса, приводит к тому, что износ широкой стенки большего радиуса опережает износ широкой стенки меньшего радиуса. В этом случае при попарном ремон те широких стенок уже широкая стенка малого радиуса будет иметь неизрасходованный ресурс стойкости. Применение материалов для широкой стенки малого радиуса с твердоетью О-,2 -- 0,9 от твердости материала узких граней вызвано необходимостью достижения стойкости широких стенок кратной стойкости узких стенок кристаллизатора в целое число раз. Узкие стенки кристаллизатора меняют без демонтажа всего кристаллизатора но только в том случае, когда стойкость широких стенок в целое число раз кратна стойкости узких стенок. Применение материалов для широкой стенки малого радиуса, выходящих за пределы заявленного, не дают возможности получения стойкости широ ких стенок, кратной в целое число раз стойкости узких стенок, так как в этом случае не наблюдается существенного различия в механических свойствах широких и узких стенок. На чертеже изображен кристаллизатор, продольный разрез. Кристаллизатор состоит из двух широких 1 и 2 рабочих стенок и двух узких 3 рабочих стенок. Широкая стенка 1 выполнена по большому радиусу, широкая стенка 2 выполнена по малому рад,кусу. Рабочие стенки соединены со стальными плитами 4, которые с помощью стяжных шпилек 5 образуют корпуса кристаллизатора и плотно состыковывают рабочие стенки друг с другом.. В рабочих стенках выполнены каНалы 6 для прохода охладителя . Пример 1. Широкая стенка 1 выполнена из меди НВ 38-42, широкая стенка 2 - из сплава медь - фосфор: НВ 55-60, узкие стенки 3 - из сплава медь - серебро НВ 65-70. Твердость материала широкой стенки 2, выполненной по малому радиусу, составляет 1,3-1,6 от твердости материала широкой стенки, выполненной по большому радиусу, и 0,8-0,9 от твердости материала узких стенок. Стойкость широких стенок 116-120 плавок, стойкость узких 58-60 плавок, кратность стойкостей (число замен узких стенок ) 2 . Пример 2. Широкая стенка 1 выполнена из сплава медь - фосфор НВ 55-60, широкая стенка 2 - из сплава медь - фосфор - олово НВ 75-80, узкие стенки 3 из бронзы хромовой НВ 95-100. Твердость материала широкой стенки 2, выполненной по малому радиусу, составляет 1,25-1,45 от твердости материала широкой стенки, выполненной по большому радиусу, и 0,75-0,84 от твердости узких стенок. Стойкость широких стенок 208-212 плавок, стойкость узких стенок 104 108 плавок, кратность стойкостей 2. Пример 3. Широкая стенка 1 выполнена из сплава медь - фосфор олово НВ 75-80, широкая стенка 2 иа сплава медь - хром ( хромовая бронза ) НВ 95-100, узкие стенки 3 - из сплава медь - никель - кремний хром - кобальт. Твердость материала широкой стенки 2, выполненной по малому радиусу, составляет 1,1-1,35 от твердости материала широкой стенки, выполненной по большому радиусу, и 0,45-0,55 от твердости узких стенок. Стойкость широких стенок 208-212 плавок, стойкость узких стенок 104 108 плавок, кратность твердостей 2. Пример 4. Широкая стенка 1 выполнена из сплава медь - хром НВ 95-100, широкая стенка 2 - из сплава медь - хром - никель НВ 100 120, узкие стенки 3 - из сплава никель - кремний - хром НВ 160 170. Твердость материала широкой стенки 2, выполненной по малому радиусу, составляет 1,1 - 1,26 от твердости материала широкой стенки, выполненной по большому радиусу, и 0,65-0,75 от твердости узких стенок. Стойкость широких стенок 277 290 плавок, стойкость узких стенок 92 - 97 плавок, кратность стойкосхей, 3.

Испытание таких кристаллизаторов показали, что их стойкость возросла в 1,5 2 раза по сравнению с известными.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого кристаллизатора в условиязс НЛМЗ составит 270250 руб./г. .

Формула изобретения

Криволинейный кристаллизатор для установок непрерывной разливки металлов, содержащий узкие рабочие стен ки и широкие, одна из которых имеет меньший, а другая - больший радиус, и выполненные из материалов с различными механическими свойствами, отличающийся тем, что, с целью повьииения стойкости кристаллизатора, широкая стенка меньшего радиуса выполнена материала твердость которого составляет 1,1 1,б твердости материала широкой стенки большого радиуса и 0,2 - . 0,9 твердости материала узких стенок.

Источники.информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Машины и агрегаты сталеплавильных цехов. М., Металлургия, с. 151

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2984362/22-02,

кл. В 22 D 11/04, 1980.