Способ автоматического регулирования уровня металла в качающемся кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургии , а именно, к непрерывной разливке металла. Цель - улучшение качества слитка. Существо изобретения заключается в том, что при знакопере манном движении качающегося кристаллизатора 6 за счет выбора площади поперечного сечения погружаемого тела 2 и соотношение отрезков а и в на рычаге 3 добиваются неизменности уровня металла в кристаллизаторе относительно его верхнего торца. 1 ил.

Взамен ранее изданного

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 22 D 11/16,he;ag

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3489344/22-02 (22) 16,09,82 .(46) 07.10.89. Бюл. Ф 37 (71) Вблогодский политехнический институт (72) А.Н. Шичков, Н.И. Шестаков, Ю,M. Чуманов, Е,А, Нечаев и А,П,Щеголев (53) 621.746,27 (088.8) (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРО ВАНИЯ УРОВНЯ МЕТАЛЛА В КАЧАЮЩЕМСЯ

КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к непрерывной разливке металла, Целью изобретения является улучшение качества слитка.

На фигуре 1 приведена схема устройства, предназначенного для осущесвления способа, Устройство содержит частично погружаемое в жидкую фазу 1 тело 2 с постоянной по высоте площадью поперечного сечения, шарнирно подвешенное к концу двухплечего рычага 3, Второй конец рычага 3 шарнирно связан с толкателем 4, который в свою очередь посредством шарнира 5 связан с качающимся кристаллизатором 6, Двухплечий рычаг закреплен на неподвижном шарнире 7, Точка закрепления делит рычаг на отрезки (а, в), отношение которых равно отношению площадей поперечного сечения рабочей полости кристаллизатора и погружаемого тела, т.е. выпОлняется соотношение:

„„SU„„1097440 А 1

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно, к непрерывной раз— ливке металла. Цель — улучшение качества слитка. Существо изобретения заключается в том, что при знакопеременном движении качающегося кристаллизатора 6 за счет выбора площади поперечного сечения погружаемого тела

2 и соотношение отрезков а и в на рычаге 3 добиваются неизменности уровня металла в кристаллизаторе относительно его верхнего торца. 1 ил.

Fк

Ь Р где F, Р— площади поперечного сечения, соответств енно, рабочей полости кристаллизатора и погружаемого тела. Ю

При колебании зеркала металла от- 1 @ носительно рабочих стенок кристалли- ьД затора легкоплавкие шлаки увлекаются ф в зону контакта слитка с кристаллиза- ф тором неравномерно, по пульсирующему закону. Кроме того, перемещение зеркала металла относительно рабочих стенок способствует циклическому разрушению верхнего участка кромки слитка, где она не достигла необходимой прочности, Указанные явления

cIIoсобствуют возникнoBению складчатости и заворотов на.поверхности слитка, Кроме того, колебание зеркала металла относительно рабочих стенок приводит к возникновению знакопере1097440 менных температурных напряжений в рабочей стенке, а поскольку последняя работает в тяжелых условиях (температура ее близка к температуре текучести), то возникает усталостное раз5 рушение и существенно снижается срок службы к рис талли з атора .

Для устранения указанных недостатков необходимо исключить колебание 10 зеркала металла относительно рабочих стенок, а поскольку кристаллизатор совершает возвратно-поступательное движение, то зеркало металла следует колебать по тому же закону, что достигается путем частичного погружения в металл тела с постоянной по высоте площадью поперечного сечения. . При движении кристаллизатора вверх тело должно погружаться в металл с. такой скоростью, чтобы мениск следовал за кристаллизатором. И, наобо-. рот, при движении кристаллизатора вниз тело должно извлекаться из расплава со скоростью, обеспечивающей опускание мениска вслед эа кристаллизатором. Это достигается лишь при соотношении (1):

\ ° VT- Гк (1) к т

30 где Ч вЂ” скорость перемещения тела, V „ - скорость качания кристаллизатора.

Пример 1, На машине непрерывного литья заготовок разливают сталь в слитки сечением 0,2т1,2 м. 1"ечение

35 рабочей полости в верху кристаллизатора 0,2 1,21 м. Слиток вытягивают со скоростью V 0,01 м/с. Кристаллизатор качают в соответствии с законом: (3) V„=0,01 sin, . (2) где 7 в время, сек.

Площадь поперечного сечения рабочей полости в верху кристаллизатора:

Р ;-1,21"0,2=0,242 м

Величина перемещения кристаллизатора определится из выражения л ,1 л о 50

Из (2) с учетом (3) получим:

h=0,01 (1-соя Г) (4)

Максимальная величина перемещения кристаллизатора по (4) через 3,14 с составит h=0,02 м. Таким образом, при регулировании уровня металла по известному способу рабочие стенки кристаллизатора через каждые, 3,14 с будут перемещаться вниз относительно зеркала металла на 0,02 м, а затем за то же время возвращаться в исходное положение. В этом случае в рабочих стенках возникает "пояс" шириной

0,02 м, в котором температура циклически колеблется с высокой частотой (0,16 Гц). Когда кристаллизатор опускается вниз, "пояс" заливается расплавом, и температура его поверхности резко возрастает, приближаясь к пределу текучести. При движении кристаллизатора вверх "пояс" выходит из контакта со слитком и температура его

1 поверхности вновь снижается. Такие резкие колебания температуры вблизи предела текучести приводят к преждевременному выходу кристаллизатора иэ строя из-за усталостного разрушения.

Кроме того, колебание рабочих стенок относительно зеркала металла способствует разрушению верхней, наиболее тонкой части корочки слитка ° Указанное явление .наряду с захватом легкоплавких шлаков в зазор между слитком и кристаллизатором по пульсирующему закону, приводит к возникновению складчатости и заворотов на поверхности слитка, т.е. к снижению каче-. ства металла.

При разливке по способу согласно изобретению уровень металла стабилизируют относительно качающегося кристаллизатора путем частичного погружения в металл тела с постоянной по высоте площадью поперечного сечения.

Пусть тело представляет собой цилиндр радиусом 0,05 м. Площадь его поперечного сечения составит 7,85" 10 З м °

Из (1) скорость движения тела необходимо регулировать по закону:

VT=U — =0ó 308 (1 -cos 7 ) (5) т

Технические преимущества способа перед известными заключается в том, что он позволяет улучшить качество металла и повысить стойкость кристаллизатора, Качество металла улучшается за счет снижения количества поверхностных дефектов. Стойкость кристаллиэатора повышается вследствие устранения пульсации термических напряжений в рабочей стенке.

Формула изобретения

1, Способ автоматического регулирования уровня металла в качающемся кристаллизаторе машины непрерывного

5 1097440 6 литья заготовок, включающий стабили- .. 2. Устройство для осуществления зацию уровня металла путем частичного способа по п. 1, содержащее частично погружЕния в металл тела с постоянной погружаемое в жидкую фазу тело с поспо высоте площадью поперечного сече-. тоянной по высоте площадью поперечнония, причем тело перемещают в направ- го сечения, шарнирно соединенное с

5 ленин, противоположном направлению одним концом двухплечего рычага, движения кристаллизатора, о т л и причем второй конец двухплечего рыч а ю шийся тем, что, с целью чага шарнирно соединен с одним конулучшения качества слитка, скорость 10 .цом толкателя, при этом двухплечий перемещения регулируют в соответствии рычаг закреплен на неподвижном шар-

1 с соотношением: кире, о т л и ч а ю щ е е с я тем, т к что, с целью повышения качества

VK p слитка, второй конец толкателя шаргде V — скорость перемещения тела; 15 нирно соединен с корпусом кристаллиЧ„ - скорость качания кристалли- затора, а точка закрепления двухплече-. затора; го рычага на неподвижном шарнире деF площадь поперечного сечения лит рычаг на отрезки, отношение которабочей полости кристаллиэа- рых равно отношению площадей попетора; 20 речного сечения рабочей полости

F — площадь поперечного сечения кристаллизатора и погружаемого

Т

1 тела. тела.

8 7

Составитель А. Абросимов

Редактор Е. Рейн Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 6809 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", .г.Ужгород, ул. Гагарина,101