Кристаллизатор для непрерывного литья слитков

 

КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЬЮНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ, содержащий рубашку с охлаждаемой поверхностью, корпус с зоной первичного охлаждения. патрубки подводаи отвода охладителя и водовоэдушное устройство вторичного охлаждения,отлич ающи Йс я тем, что, с целью повышения качества слитков за счет стабилизации скорости охлаждения, он снабжен Дополнительным устройством, установленным в зоне первичного охлаждения между рубашкой и корпусом и выполненным в виде фланца, экрана и крышки, образующих между собой камеры для подачи воды, воздуха и водовоздушной смеси, при этом во фланце выполнена сужающаяся под углом 3-5°к охлаждаемой поверхности рубашки кольцевая полость, а охлаждаемая поверхность рубашки выполнена под углом 4-35°к гориэонтальной оси кристаллизатора. (Л 00 ;о

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

)(51) В D 11 04

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3389791/22-02 (22) 22,01.82 (46) 07.09.83. Вюл. )) 33 . (72) В.Л.Сдобников, Е. В. Пустовалов и М.В.)((ельнис (71) Липецкий филиал Всесоюзного про-, ектно-технологического института ли- . тейного производства (53) 621.746.27 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 751499, кл. В 22 D 11/124, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 725790, кл. В 22 Р 11/12, 1980. (54)(57) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ, содержащий рубашку с охлаждаемой поверхностью, корпус с зоной первичного охлаждения, патрубки подвода и отвода охладителя и водовоздушное устройство вторичного охлаждения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества слитков за счет стабилизации скорости охлаждения, он снабжен дополнительным устройством,. установленным в зоне первичного охлаждения между рубашкой и корпусом и выполнЕнным в виде фланца, экрана и крышки, образующих между собой камеры для подачи воды, воздуха и водовоздушной смеси, при этом во фланце выполнена сужающаяся под углом 3-5 к охлаждаемой о поверхности рубашки кольцевая полость, а охлаждаемая поверхность рубашки выполнена под углом 4-35 к горизон- Я тальной оси кристаллизатора.

103964I

Изобретение относится к металлургии, и в частности к литейному произнодстну при непрерывной горизонтальной разливке чугуна.

Известно устройство для первичного охлаждения слитков на вертикальной машине непрерывного литья металла, размещенное в верхней части крис. таллиэатора, снабженного патрубками для. подвода и отвода охлаждающей во10

15 ды, рабочие стенки и корпус которого образуют зону первичного охлаждения.

Устройство содержит распредели1 тельные камеры для поднода и отвода воды, охватывающие участок прохождения слитка по периметру, и имеющие полости, соединенные с патрубками соответственно t1) °

Недостаток Устройства — ненозможность обеспечения стабильного процесвие устройства для водовоз 1ушного охлаждения обусловливает низкую интенсивность теплообмена в зоне первично го охлаждения иэ-эа необходимого ламинарного движения охладителя и пле.ночного эффекта охлаждения и, следовательно, снижает общий коэффициент теплопередачи.

50

Цель изобретения — повышение качества слитков за счет стабилизации скорости охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что в кристаллизаторе для непрерывного литья слитков, содержащем рубашку с охлаждаемой поверхностью, корпус с зоной первичного охлаждения, патрубкн подвода и отвода охладителя и водовоздушное устройство вторич. ного охлаждения, кристаллизатор снаб-60 жен дополнительным водовоэдушным устройством, установленным в зоне первичного охлаждения между рубашкой и корпусом и выполненным в виде фланца, экрана и крышки, образующих между 5 са .äèòья.

Наиболее близким к предлагаемому является кристаллизатор, включающий рубашку с охлаждаемой поверхностью, разъемный корпус с зоной первичного охлаждения, патрубки для подвода и отвода охладителя и водовоэдушное устройстно вторичного охлаждения (2) .

Недостатками известного устройства янляются выполнение бхлаждаемой рубашки цилиндрической и отсутств ие устройства для водоноздушного охлаждения перед экраном зоны первичного охлаждения, . что является причиной невозможности обеспечения стабильного процесса литья.

Выполнение рубашки цилиндрической исключает дифференцированное охлаждение слитка по длине кристаллизатора из-за постоянно нарастающей неравномерно по толщине корочки слитка, что приводит к неравномерной скорос- 40 ти затвердевания металла, а отсутстсобой камеры для подачи ноди, воздуха и водоноэдушной смеси, при этом во фланце выполнена сужающаяся под углом 3-5 к охлаждаемой поверхности рубашки кольценая полость, а охлаждаемая поверхность рубашки выполнена под углом 4-35 к горизонтальной о оси кристаллизатора.

Вып одне ние в одов оэд ушного ус троЯства под =3-5 к охлаждаемой поверхо ности рубашки обеспечивает подвод к ее поверхности интенсивного факела и высокое качество распыления потока смеси по длине кристаллизатора.

При p + 3 поток смеси днижется параллельно между рубашкой и экраном, при этом центральная часть факела не касается охлаждаемой поверхности рубашки и не разрывает, не дробит пленку испаряющейся воды, факел смеси теряет дальнодействие в зоне первичного охлаждения, ухудшается отбор тепла от охлаждаемой поверхности.

При P-) 5 центральная часть факела захватывает не всю поверхность зоны первичного охлаждения, вследствие этого не вся пленка по длине зоны дробится разрывается и удаляется °

Выполнение рубашки под углом 4-35 о к горизонтальной оси кристаллиэатора обеспечивает возможность равномерного тепла от слитка через рубашку от зоны I отвода тепла перегрева, эоны II плотного контакта сформированной корочки, зоны III вторичного охлаждения.

Для получения однородной структуры по сечению слитка необходима постоянная скорость кристаллизации металла. Однако по мере передвижения фронта затвердевания термическое сопротивление системы жидкий металл охладитель по укаэанным зонам возрастает вследствие увеличения толщин корочки слитка и, соответственно снижается скорость кристаллизации по этим зонам.

Для обеспечения надежности изготовления слитка с однородной структурой предлагается регулировать термическое сопротивление (система жидкий металл — охладитель). за счет изменения толщины рубашки по длине кристаллизатора.

На фиг. 1 изображен предлагаемый кристаллиэатор, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1 (часть водовоздушного устройства).

Кристаллиэатор содержит рубашку 1, разъемный корпус, образованный верхней 2 и нижней 3 частями, и раэмещенный между гильзой и корпусом экран 4, образующий с рубашкой 1 Зону 5 первичного охлаждения. К верхней части корпуса прикреплены патрубки б для подвода воды и патрубки 7 с вентилями для сброса воды.

1039641

Составитель Г ВОрисов

Редактор С.Лисина Техред A,A÷ Коррректор. Ю.Макаренко

Заказ 6793/10 ... Тираж 813,.........Подписное

ВНИИпй Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская,наб., д. 4/5.Филиал ППП Патент .,.г.ужгород,.ул.Проектная, 4

В зону первичного охлаждения встро ено устройство 8 для водовоэдушного вторичного охлаждения и введено дополнительное устройство для водовоздушного первичного охлаждения, встроенное между рубашкой 1 и корпусом 2 со стороны металлоприемника и выполненное в виде крышки 9, экрана 10, фланца 11 и образованных между ними камер, в которые подается через патрубок 6 вода и сжатый воздух 10 (показано стрелками) . Во фланце 11 выполнена кольцевая замкнутая смесительная камера 12 для образования водовоэдушной смеси. Обращенная к слитку стенка выходной части камеры 15

l2 выполнена в виде сужающейся кольцевой полости 13, через которую под углом 3-5 к поверхности рубашки подается факел водовоэдушной смеси.

Кристаллизатор работает следующим р образом.

До начала литья вентили на отводящих патрубках 7 и подводящих 6 ус- . танавливаются в положение, обеспечивающие необходимый. расход воды в зонах первичного и вторичного охлаждения. Так, например, при литье заготовок из серого чугуна диаметром

0,18 мм устанавливают расход воды на кристаллизатор 7 м /ч, а на вторичное охлаждение 0,7-1,0 м /ч, причем на сброс поступает 6,0-6,3 м /ч.

Воду подают одновременно с воздухом по каналам в зону 5 и смесительную камеру 12 где смешивают в соотношении 1:5 и направляют водовоэдушную смесь на поверхность рубашки в зону 5. Затем начинается заливка металла и вытягивание формирующегося слитка из кристаллизатора.

Сочетание выбранного угла установки водовоздушного устройства относительно охлаждаемой поверхности рубашо ки 3-5 позволяет получить высокую однородность, большой угол раскрытия факела, его дальнодействие, достаточное для обеспечения интенсивного теплоотвода в зоне первичного охлаждения. Выполнение охлаждаемой поверхнос. ти рубашки под углом 4-35 к оси крисо таллизатора обеспечивает улучшение коэффициента теплопередачи, выравнивания скорости кристаллизации по длине слитка.