Кристаллизатор для непрерывного литья металлов

 

КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ, содержащий плиты со сквозными проемами расположенными в нижней части и выполненными в виде периодической решетки, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости разливки, проемы выполнены с периодом, составляющим 0,01-0,03 внутреннего периметра поперечного сечения кристаллизатора, а отношение ширины проема к периоду решетки составляет 0,5-0,8.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 @ В 22 Р 1!/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю сО

CO ьВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3497575/22-02 (22) 01. 10.82 (46) 07.05.84. Бюл. № 17 (72) В. А. Белый, В. Т. Еськов, М. В. Сагайдак P. Г. Акмен и Б. И. Кубрик (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (53) 621.746.27 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ № 125237, кл. 31 в2 11/12, 1954.

2. Германн Э. Непрерывное литье, М., 1961, с. 225, рис. 647.

„,SUÄÄ 1090491 А (54) (57) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ, содержащий плиты со сквозными проемами, расположенными в нижней части и выполненными в виде периодической решетки, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости разливки, проемы выполнены с периодом, составляющим 0,01 — 0,03 внутреннего периметра поперечного сечения кристаллизатора, а отношение ширины проема к периоду решетки составляет 0,5-0,8.

1090491

Изобретение относится к металлургическому производству, конкретнее к производству слитков путем непрерывной разливки стали, и может быть использовано в вертикальных, радиальных и криволинейных установках непрерывного литья заготовки.

Существующие конструкции кристаллизаторов установок непрерывной разливки стали включают корпус с подводящими и отводящими трубопроводами, а также теплообменник, выполненный в виде составных сплошных медных йлит с внутренними каналами для прохождения жидкого охладителя.

Длина известных кристаллизаторов колеблется в пределах 500-1500 мм, причем применение коротких кристаллизаторов обосновывается тем, что возникающий в нижней части длинных кристаллизаторов вследствие усадки слитка газовый зазор резко снижает теплоотвод, а формируемая в зоне кристаллизатора оболочка толщиной 15—

25 мм обладает достаточной прочностью для удержания жидкой фазы под ферростатическим давлением. Однако с увеличением скорости разливки наличие шлаковых включений на поверхности слитка и колебание уровня металла при недостаточной длине кристаллизатора могут привести к прорыву жидкого металла.

Известен кристаллизатор установок непрерывной разливки стали, в котором рабочие стенки ниже места расположения мениска металла снабжены сквозными отверстиями (проемами), а охлаждение кристаллизатора осуществляется приспособлением для подачи воды (1).

Однако выполнение сквозных проемов произвольной формы в области кристаллизатора, где толщина оболочки составляет

10-15 мм, при увеличении скорости разливки может привести либо к прорыву оболочки слитка при больших размерах проемов и произвольном расположении их по периметру слитка, либо к недостаточной интенсивное и и неравномерности охлаждения 40 при малых размерах проемов, что не позволяет увеличить скорость разливки.

Наиболее близким к предлагаемому по

Целью изобретения .является повышение скорости разливки.

Поставленная цель достигается тем, что в кристаллизаторе для непрерывного литья металлов, содержащем плиты со сквозными проемами, расположенными в нижней части и выполненными в виде периодической решетки, проемы выполнены с периодом, составляющим 0,01-0,03 внутреннего периметра поперечного сечения кристаллизатора, а отношение ширины проема к периоду решетки составляет 0,5-0,8.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — экспериментально выявленная закономерность наращивания твердой оболочки слитка () от безразмерного параметра и/E (отношения ширины проема к периоду решетки).

Кристаллизатор состоит из медных плит

1, в нижней части которых выполнены проемы 2 шириной h с периодом L К корпусу кристаллизатора напротив проемов прикреплены коллекторы 3 с форсунками 4.

Высота проема 2 составляет 0,3 высоты кристаллизатора.

В зависимости от скорости разливки возможно выполнение проемов высотой, составляющей 0,15-0,4 высоты кристаллизатора.

Для заготовок квадратного и круглого сечения проемы выполняются по всему периметру поперечного сечения слитка, для слябов — только по широким граням.

Жидкий металл подают во внутреннюю. полость кристаллизатора. Охлаждение кристаллизатора осуществляется водой, циркулирующей по внутренним каналам верхней части медных плит 1, при этом осуществляется формирование твердой оболочки слитка. С помощью коллекторов 3 и форсунок 4 жидкий охладитель подают на нижнюю часть кристаллизатора в область проемов

2. Охладитель, контактируя как с оболочкой слитка, через проемы, так и с нижней частью кристаллизатора, интенсифицирует теплоотвод непосредственно от слитка и частично от медных плит 1 в области проемов 2.

55 технической сущности и достигаемому результату является кристаллизатор для непрерывного литья металлов, содержащий плиты со сквозными проемами ниже мениска металла, выполненными в виде периодической решетки (2J.

Однако данный кристаллизатор не позволяет повысить скорость разливки.

Для повышения скорости разливки первостепенное значение имеют конструктивные параметры, которые должны выполняться при оптимальном соотношении между контактной (решетка) и свободной (суммарное отверстие) площадями кристаллизующегося слитка в нижней части кристаллизатора.

Выполнение решетки с отношением ширины проема h к периоду 1 решетки, меньщим 0,5 и периодом меньшим 0,01, приводит к снижению суммарного теплоотвода к жидкому охладителю, вследствие чего (-толщина оболочки на выходе из кристаллизатора сравнима с величиной, соответствующей известному кристаллизатору. Кроме того, вследствие неравномерности роста оболочки снимается ее прочность и увеличивается вероятность прорыва при увеличении скорости разливки. Выполнение решетки с h/5 большим 0,8 и ЬО,ОЗ приводит к критическому прогибу оболочки слитка в месте проема и резкому возрастанию ве1090491

3 роятности прорыва жидкого металла в месте проема.

ОХ 0О 0f 0,0 0,7 ОВ 0,9 h/g

Риг.3

Составитель В. Балашов

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 291В9/12 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

П рименение предлагаемого изобретения обеспечивает интенсификацию теплообмена в нижней части кристаллизатора и достижение толшины оболочки на выходе из кристаллизатора до 29 мм, что позволяет увеличить скорость непрерывной разливки на

30-35%.