Установка непрерывного литья металлов

 

1. УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ, содержацая разливочную коробку и кристаллизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, качества получаемой заготовки и снижения трудовых затрат, она снабжена размещенным между разливочной коробкой и кристаллизатором ковдукционным магнитогидродинам1ческим устройством с несколькими секциями, содержащими электромагниты с катушками намагничивания и токоподводящие шины и располсженными вдоль канала магнитогидродинамического устройства дискретно, при этом катушки намагничивания электромагнитов и токоподводящие шины секций выполнены с возрастающим соотношением числа витков кату (Л шек намагничивания и сечения токоподводящих шин в направлении от разливочной коробки к кристаллизатору.

С01ОЭ СОВЕТСКИХ

NUM M 4054

РЕСПУБЛИН ((9) (ll) А (Зц(В 22 9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AS ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3613270/22-02 (22) 04.07.83 (46) 23.07.85. Бюл, Ф 27 (72) А.А. Костин, А.В. Новиков и Н.В. Капитаншин (71) Государственный научно-исследовательский проектный и конструктор« ский институт сплавов и обработки цветных металлов и Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.И. Кржижановского (53) 621 ° 746.27(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 267022, кл. В 22 D 11/10, 1968.

Германн Э.Г. Непрерывное литье.

М., Иеталлургиздат, 1961, с. 171-172. (54)(57) 1. УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ, содержащая разливочную коробку и кристаллиэатор, отличающаяся тем, что, с целью повьиаения производительности, качества получаемой заготовки и снижения трудовых затрат, она снабже на размещенным между разливочной коробкой и кристаллизатором кондук" ционным магнитогидродинамическим устройством с несколькими секциями, содержащими электромагниты с катушками намагничивания и токоподводящие шины и расположенными вдаль канала магнитогидродинамического устройства дискретно, при этом катушки намагнйчивания электромагнитов и токоподводящие шины секций выполнены с возрастающим соотношением числа витков катушек намагничивания и сечения токоподводящих шин в направлении от pasливочной коробки к кристаллизатору.

1168325

2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что секции магнитогидродинамического устройства выполнены с постоянным числом витков катушек электромагнитов и возрастающим в направлении от разливочной коробки к кристаллиэатору сечением токоподводящих шин.

3. Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что секции магнитогидродинамического устройства выполнены с постоянным сечением токоподводящих шин и возрастающим в направлении от разливочной камеры к кристаллиэатору числом витков катушек намагничивания.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному литью металлов.

Цель изобретения — повышение производитсльности, качества получаемой заготовки и снижение трудовых затрат.

На фиг. 1 показана установка, план; на фиг. 2 — то же, токоподводы выполнены с транспоэицией шин в секциях; на фиг. 3 — то же, вид сбоку.

Установка содержит емкость 1 для расплавленного металла, разливочную коробку 2, водоохлаждаемый кристаллизатор 3,. в котором размещен вкладыш 4 с профилирующим отверсти— ем 5, соответствующим профилю сече— ния заготовки, кондукционное

МГД-устройство с каналом 6, расположенное между разливочной коробкой

2 и водоохлаждаемым кристаллизатором 3, соединенное резьбовым соединением на фланце 7 с разливочной коробкой 2, а на фланце 8 — с кристаллизатором. Вдоль канала б дискрет но размещены секции 9, в пределах которых формируются электромагнитные силы, действующие на расплавленный металл.

Каждая секция 9 содержит электромагнит с магнитопроводом 10 и катушкой ii намагничивания, две ламелн

12 и 13, к которым подключены токоподводящие шины 14 и 15, связанные

Установка по пп. 1-3, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что токоподводящие шины расположены вдоль канала магнитогидродинамического устройства с возрастающим в направлении от кристаллизатора к разливочной коробке суммарным сечением шин в каждой последующей секции и транспоэиции шин в секциях на участках их подключения, 5. Установка по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ а я с я тем. что магнитогидродинамическое устройство установлено под углом 0-90 к оси разливочной коробки.

2 другими концами с полюсами источника 16 постоянного тока.

При литье заготовок малого сечения не требуется создавать большие

5 давления в канале МГД-устройства и электромагниты с магнитопроводамн i0 и катушками 11 могут быть заменены постоянными магнитами той же намагничивающей силы.

Катушки 11 намагничивания электромагнитов выполнены с возрастаю— щим соот:=ошением числа витков, а токоподводящие шины — сечений в направлении от разливочной коробки

2 к кристаллиэатору 3.

При этом вариантами выполнения устройства являются: выполнение секций с электромагнитами, имеющими постоянное число витков катушек 11 и возрастающим сечением токоподводящих шин 14 и 15 в направлении от разливочной коробки к кристаллиэатору, выполнение секций с постоянным сечением токоподводящих шин H возрастающим числом витков катушек намагничивания.

В установках, рассчитанных на большую производительность и высокое давление в МГД вЂ кана б, токоподводящие шины 14 и 15 располагают с перекрещиванием (транспозицией) шин на участках подключения их к ламелям

12 и 13. В этом случае концы токоподводящих шнн выведены к источнику

16 постоянного тока, располагаемого

1168325 со стороны кристаллизатора 3 (фиг, 2). Суммарное сечение токоподводящих шин 14 и 15 в пределах секций возрастает в направлении от разливочной коробки 2 к кристаллизатору 3.

Ось канала 6 МГД-устройства раз-. мещена под углом eL = 0-90 к горизонтальной оси разливочной коробки 2.

Нижний предел углов наклона о =0-5 70 определяет устройство, работающее при малом металлостатическом напоре разливаемого расплава и соответствует классу литейных машин горизонтального типа ° 15

Предельное верхнее положение оси канала 6 (углы близкие к 90 ) характеризует условия литья при обратном поддавливании сил металлостатического давления, направленных 20 против электромагнитных сил МГД-устройства. Такая конструкция соответствует классу машин непрерывного литья с вытягиванием заготовки вертикально вверх, что имеет технологические преимущества, связанныЕ с симметрией действия сил на боковую поверхность кристаллиэатора например при литье сплавов с особо низкими механическими свойствами при температурах, близких к солидусу.

Промежуточное положение угла . наклона о выбирают из конструктивных соображений, причем заполнение канала расплавленным металлом.обеспечивается за счет поддержания тре-. буемого уровня его в емкости 7, что особенно важно в режимах пуска установки, Выполнение разливочной коробки 2 в виде гибкого сочленения, обеспе4Q . чивающего изменение угла наклона канала 6, позволяет иметь еще один элемент регулирования процесса, например, с целью уравновешивания сил электродинамического происхожде45 ния и сил металлостатического давления. Эта же система позволяет поддерживать заданное давление металла на выходе из МГД-устройства.

Устройство работает следующим образом.

Поддерживаемый в емкости 1 в расплавленном состоянии металл через разливочную коробку 2 попадает в канал 6 МГД-устройства. После подключения токоподведящих шин 14 и 15 к источнику постоянного тока

16 и подачи напряжения на катушки намагничивания 11 в жидком металле, попавшем в канал, от взаимодействия тока с магнитным полем формируются электромагнитные силы, направленные вдоль оси канала и создающие в кристаллизаторе 3 давления, выжимающие твердую заготовку через

I профилирующее отверстие 5 вкладыша 4.

Электромагнитное давление, формируемое в зонах секций, определяется плотностью тока е, индукцией 8 магнитного поля и длиной зоны

Плотность тока задается током токоподводящих шин 14 и 15 и сечением жидкого металла s канале, индукция 8 — намагничивающей силой катушек возбуждения, а длина активной зоны секций определяется длиной ламелей 12 и 13.

При постоянных d" и В давление Р на выходе из канала пропорг циональнс Т . При увеличении одного из параметров сР или В -Т., а при одновременном увеличении обоих Р = I4 °

Модель устройства испытана в лабораторных условиях и при токе

500 А на участке секции с активной зоной длиной 100 м получено давление на выходе МГД-устройства

1 кг/смг, под действием которого образованы заготовки свинца цилиндрической формы. Энергоемкость процесса оценивается величиной

10 кВт-ч/т свинца, что значительно ниже соответствующих показателей традиционных процессов формообразования заготовок цветных металлов.

1168325

Составитель А.Попов

Редактор Л.Зайцева Техред М.Кузьма

Корректор Д.Сычева

Тирак 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4540/ 11

Филиал ППП "Патент", г. Ую ород, ул. Проектная, 4