Устройство для непрерывного литья заготовок горизонтального типа

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА, содержащее металлоприемник, металлопровод , индуктор и кристаллизатор, отличающееся тем, что, с целью повышения качества отливаемых заготовок и сокращения удельного расхода огнеупоров, металлопровод выполнен двухканальным в виде эамкнз того электрического контура, внутри которого установлен индуктор. //////////////////////// Фиг.1

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК

09) (И) 824 А р4 В 22 D 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ с

1 .2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Патент Великобритании

Ф 1312243, кл. В 22 D 11/02, 1972.

Горизонтальные установки непрерывной разливки металлов и сплавов в

СССР и за рубежом. М., НИИИнформтяжмаш, 1970, с. 29-30, 1 ° ь

° Ю

ЬИ (21) 3418 t 86/22-02 (22) 05.04.82 (46) 15.10.86. Бюл. и 38 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности и Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения (72) А.И.Снегирев, Г.А.Таксис, В.M.Hèñêîâñêèõ, А.Д.Беренов, А.Ф.Шаров, М.Б.Оводенко, В.А.Золотухин и Г.И.Кадьппева (53) 621.746.27(088.8) (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА, содержащее металлоприемник, металлопровод, индуктор и кристаллизатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества отливаемых заготовок и сокращения удельного расхода огнеупоров, металлопровод выполнен двухканальным в виде замкнутого электрического контура, внутри которого установлен индуктор.

15

1 10

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к установ-. кам для непрерывного литья заготовок горизонтального типа.

Известно устройство для непрерывной разливки стали, содержащее футерованную разливочную емкость (металлоприемник), металлопровод (керамический стакан) и кристаллизатор.

Однако указанное устройство не обеспечивает стабильного заданного температурного режима раяяиваемого металла, что снижает качество и процент выхода годного продукта, Футеровка разливочной емкости подвергается повышенному. износу вследствие заливки металла с температурой, превышающей температуру разливки на

50-80 С. Перегрев металла обусловлен его охлаждением на участке металло-. провода в процессе работы установки.

Повышение текучести металла при перегреве и большое металлостатическое . дарление резко снижаю-. стойкость футеровки. Происходит интенсивная металлизация огнеупорного материала, снижение его термомеханических свойств и уменьшение срока службы футеровки в целом. Вследствие этого ,толщина футеровки днища и большей части стенки разливочной емкости повышена.

Кроме того, неметаллические включения от футеровки попадают в кристаллизатор.

Таким образом, указзнные недостатки обусловливают повышенный расход огнеупоров на ", т разливаемого металла и снижают качество получаемой заготовки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической .сущндсти и достигаемому результату является устройство для непрерывного литья заготовок горизонтального типа, содержащее металлоприемник, металлопровод в виде огнеупорного стакана, индуктор тока высокой частоты типа аакалочного вокруг стакана и кристаллизатop i

Индуктор предназначен для нагрева, перемешивания и частичного отжима жидкой стали от стенок огнеупорного стакана в зоне соединения с кристаллиэатором. Зто устройство позволяет обеспечить стабильный температурный режим разливаемого металла, однако недостатком его является низкое

92824 3 качество слитка, так как при частичном отжатии металла электромагнитным полем индуктора от степки металлопровода происходит erv вторичное окисление. кислородом воздуха, попадающим в образующееся пространство.

Появившиеся оксиды, а также неметаллические включения от футеровки и от процесса раскисления алюминием вследствие того, что плотность тока в металхищроводе наибольшая в слое металла, прилегающего к стенке, отжимаются в центр металлопровода и нотоком металла выносятся в кристаллизатор.

Кроме того, в получаемом слитке могут образовываться пустоты, рыхлости и усадочные раковины, а радиальные электромагнитные силы не могут вызывать какое-либо движение расплава и создают лишь статическое давление, которое даже при токах во вторичной цепи порядка нескольких десятков тысяч ампер не превышает долей атмосферы и не может явиться препятствием к их образованию.

Поэтому эа кристаллизатором на участке жидкой фазы слитка устанавливается еще индикатор бегущего магнитного поля, создающий избыточное давление для улучшения йодпитки и перемещивания при кристаллизации стали в осевой зоне.

Для устройства. характерен повышенный расход огнеупоров на 1 т раэлИ ваемого металла. Это связано с тем ° что металл в металлопроводе находится незначительный промежуток времени и подогревается только электровихревыми токами, которые не позволяют получать высокие температуры.

Поэтому в разливочную емкость металл заливается перегретым на 50-80 С.

Недостатком устройства является

45 повышенный"Расход электроэнергии вследствие отсутствия замкнутого магнитопровода и большого магнитного рассеивания.

Цель изобретения - повышение качества отливаемых заготовок и сокращение удельного расхода огнеупоров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для непрерывного

55 литья заготовок горизонтального типа, содержащем металлоприемник, металлопровод, индуктор и кристаллизатор, металлопровод выполнен двухкачаль24 4 является тяговой, создающей динамическое давление в осевой зоне кристаллизатора. Таким образом, причина насосного эффекта ЭВТ состоит в наличии трения вихря о стенки кристаллизатора, что одновременно способствует перемешиванию металла. Этот механизм более эффективный, чем механизм движения за счет осевой сос- . тавляющей электромагнитной силы (линч-эффект). При этом тяговое усилие выше в несколько раз. Учитывая, что в данном случае наблюдается суммарное воздействие двух механизмов на жидкий металл, можно ожидать значительного давления в осевой зоне кристаллизатора, и предлагаемое устройство позволяет устранить пустоты, рыхлости и усадочные раковины в слитке.

Таким образом, экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения достигается тем, что благодаря индуцируемому в металле току, создаваемому индуктором и проходящему по замкнутому контуру, образованному ветвями металлопровода и электропроводной стенкой, вытягиваемая из кристаллизатора заготовка обладает хорошиьы качественными характеристиками, в ней отсутствуют пустоты, рыхлости и усадочиые раковины; кроме того,эза счет подогрева металла в металлопроводе иидуцируемым током сокращается удельный расход огнеупоров, идущих иа футеровку разливочной емкости.

Установка позволяет осуществить и двухручьевую разливку, для этого . к тупиковой ветви металлопровода монтируется еще один кристаллизатор. Применение индуктора промышленной частоты упрощает конструкцищ установки и затраты на ее эксплуатацию.

Качество отливаемых. заготовок повышается, количество примесей в заготовках уменьшается на 60Х. з 10928 ным в виде замкнутого электрического контура, внутри которого установлен индуктор.

Ча фиг. 1 показана общая схема устройства для горизонтальной разлив- 5 ки металлов; на фиг. 2 — металлопровод с индуктором для двухручьевого устройства, горизонтальный разрез; на фиг. 3 — то же, для одноручьевого устройства. 10

Устройство содержит футерованную разливочную емкость-металлоприемник 1, в который вмонтирован металлопровод в виде двух каналов 2 и 3, соединяюших ее с кристаллизатором (кристаллизаторами) 4. Каналы металлопровода соединены электропроводной стенкой 5. В пространстве между каналами находится индуктор промышленной частоты 6 с магнитопроводом 7. 20

Устройство работает следующим образом.

Разливочную емкость заполняют жидким металлом, который через отверстие в боковой стенке заполняет 2. металлопровоп и часть кристаллизатора. Ийдуцируемым током, проходящим по жипкоиу металлу.и торцовой стенке кристаллизатора, которая изолирована от сквозной части кристаллизатора, металл подогревается до заданной температуры, дополнительно происходит конвективный нагрев металла электровихревыми течениями в зонах металлопровода, не концентричных индуктору.

При прохождении индуцируемого тока но замкнутому электрическому контуру на участке выхода металла в кристаллиэатор наблюдается резкое понижение его плотности (увеличение сечения проводника), вследствие этого обеспечивается неоднородное в пространстве растекание тока, т.е. обеспечивается непотенциальное .поле 45 электромагнитной силы. При таком условии главным механизмом воздействия на металл является не электродинамический (линч-эффект), а гидродинамический механизм, который обя". заи существованию электровихревого течения (ЭВТ). ЭВТ в токопроводе переменного сечения имеет вид тороидального вихря со скоростью на оси тора, направленной в сторону умень- 55 шения плотности тока (в сторону кристаллизатора). У боковых стенок направление движения противоположно.

Именно у этих стенок жидкость испы-, тывает торможение за счет трения, причем со стороны жидкости на стенку действует сила трения F в противотР положном направлении от кристаллизатора. Для того, чтобы система жидкость — стенки находилась в равновесии, необходимо, чтобы к жидкости была приложена сила Р, уравновешивающая силу трения. Эта сила Р 1092824

) 8uda

Корректор О.Луговая

Составитель

Техред А.Кравчук

Редактор С.Титова

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, MocKBa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5588/2

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4