Способ непрерывной разливки металла в водоохлаждаемый кристаллизатор

 

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА В ВОДООХЛАЖЛА ЕМЬШ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий пропускание электрнческого тока через зону контакта слитка с кристаллизатором, оглинающийся тем, что, с целью повышения качества слитка путем стабилизации интенсивности его охлаждения, электрический ток пропускают последовательно через охлаждающую воду, рабочую стенку кристаллизатора и ттердую фазу сли1ка. О Од СО сл со со

1063533 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК (191 (11) А!1 В 22 Г) (/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2I) 3340637/22-02 (22) 2!.09.81. (46) 30.!2.83. Бюл. № 48 (72) Л. H. Шичков, Н. И. Шестаков, А. Л. Кузьминов и В. И. Вотинов (7! ) Во.зогодский политехнический институ (53) 62 1.746.(!471088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР № 526443, кл. В 22 0 27/02, l974.

2. Краснов Б. И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали. М., @Мета;1лургия», 1975. с. 312.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 8l4558, кл. В 22 D ЦОО, !979. (54) (57) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЯ РАЗ./!ИВКИ МЕТАЛЛА В ВОДООХЛАЖДАЕМЫИ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий пропускание электрического тока через зону контакта слитка с кристаллнзатором, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка путем стабилизации интенсивности его охлаждения, электрнческии ток пропускаюг последовательно через охлаждаю1цую воду, рабочую стенку кристаллизатора и твердую фазу слитка. (063533

1 изобретение относИтся к металлу0гии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ обраоотки кристаллй. зующего металла, включающий ввод од ного электрода в контакт с корочкой сли1ка и пропускание электрического тока через границу раздела фаз (1}.

Известен способ непрерывной разливки металла, включающий пропускание электрического тока через охлаждающую воду и 10 корочку слитка (2).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ непрерывйой разливки металла, включающий ввод одной группы электродов в контакт с корочкой слитка и пропускание электрического 19 тока через зону контакта слитка с кристалли. затором (3).

Однако указанные способы не позволяют повысить производительность разливки путем интенсификации теплообмена между кристаллизатором и охлаждающей водой, .

Цель изобретения — повышение качества слитка путем стабилизации интенсивности. его охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывной разливки 25 металла в водоохлаждаемый кристаллизатор, включающему пропускание электричес-. кого тока через зону контакта слитка с кристаллизатором, электрический ток пропускают последовательно через охлаждающую . воду, рабочую стенку кристаллизатора и .З" твердую фазу слитка.

Б процессе непрерывной разливки металла в охлаждающих каналах кристаллизатора, в частности его верхней части, имеет место поверхностное кипение. Кипение в объеме не наблюдается ввиду большого расхода охлаждающей волы. В результате кипения поверхность канала изолируется от охлаждающей воды тонкой паровой пленкой, существенно препятствующей теплообмену, При создании между с лаждающей 40 водой и рабочей стенкой кристаллизатора разности электрических потенциалов паровая пленка выполняет роль изолятора. Когда разность потенциалов достигает достаточной величины, в паровой пленке возникают газовые разряды, в результате чего

45 молекулы пара ионизируются и диффуидируют обратно в жидкость. Охлаждающая вода вступает в непосредствс нный контакт с поверхностью канала, вследствие чего теплообмен между кристаллизатором и но- -gp дой интенсифицируется. Однако черезмерная интенсификации теплообмеиа может приводить к снижению качества поверхностных слоев слитка. Следовательно. возникает необходимость стабилизации интенсивности теплообмеиа. Э

В предлагаемом способе процес: стабилизации осуществляется следующим образом,.

Электрический ток пропускают последовательно через охлаждающую воду, рабочую стенку кристаллиэатора и твердую фазу слит-. ка. При повышении интенсивности теплообмена между кристаллизатором и охлаждающей водой возрастает толщина корочки слитка, а следовательно, растет и ее усадка, что приводит к увеличению электрического со-, противления в зоне контакта слитка с кристаллизатором. С увеличением контактного сопротивления снижается величина разности потенциалов между охлаждающей водой и рабочей стенкой кристаллизатора, вследствие чего газовые разряды в паровой плейке прекращаются и интенсивность теплообмена вновь снижается.

На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ, Электрод вводят в контакт с корочкой слитка 2, а электрод 3 помещают в охлаждающую воду 4. Электрод 3 «золируют от рабочей стенки 5 с помощью прокладки 6.

Для создания разности потенциалов используют источник 7, Электрический ток пропускают через охлаждающую воду, рабочую стенку кристаллизатора и твердую фазу слитка.

Пример. Между электродами создают .разность потенциалов 12 В. Газовые разряды в паровой пленке возникают при раз ности потенциалов 4 В: Ток в цепи определя. ется по закону Ома

XR+R3 RO где U — разиоеть потенциалов между эле1стродами;

R Я„- электрическое сопротивление зоны контакта слитка с кристаллиэатором и паровой пленки;

ХИ вЂ” суммарное электрическое сопротивление (корочки слитка, рабочей стенки кристаллизатора, охлаждающей води).

В некоторый момент времени XR .=

0,05 Ом; R = 0,02 Ом; R„= 0,04 Ом. Тогда ток в цепи 1 = 109,А.

Разность потенциалов на паровой пленке:

U„=! РЪ-4,76 И.

Следовательно, в паровой пленке возникают газовые разряды. Молекулы пара ионизнруются и диффундируют обратно в жидко(-п,. Охлаждающая вода непосредствснно контактирует с поверхности канала, вследствие чего теплообмен интенсифицируется. В результате возрастания усадки слитка электрическое сопротивление R увез. личивается до 0,0b Ом. Тогда напряжение на паровой пленке не достигает 4 В и газовые разряды и ре к ра ща ются.

Экономическую эффективность предлагаемого T(íè÷å(:êîãî решения можно оценить следующим образом. На участке проиЗводительи<хтью 2 млн. т в год внедрен предлагаемый сп коб непрерывной разливки металла.

При этом производительность возпосла на

320/в.