Устройство для литья плоских слитков

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫМИ НОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3805580/22-02 (22) 24. 10. 84 (46) 30.08.86. Бюл. М 32 (71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструк» торский институт сплавов и обработки цветных металлов "Гипроцветметобработка" и Ленинградское производственное объединение "Красный выборжец" (72) В.Ф. Головешко, В.А. Измайлов, А.И. Суворов, P.È. Фридлянский, С.С. Кузнецов, Л.В. Вьюгин и В.А. Гутов (53) 621.746.27 (088.8) (56) Германн Э. Непрерывное литье.

М.: Гостехиздат, 1961, с. 278, р. 810-811. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТЬЯ

ПЛОСКИХ СЛИТКОВ, преимущественно as меди и медных сплавов, содержащее

ÄÄsuÄÄ < s д д1 (51)4 В 22 D 11 0 кристаллнзатор с корпусом и гильзой, установленной с зазором относительно корпуса, и расположенный под гильзой секционный спрейер, секции которого параллельны широким граням гильзы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения выхода годного металла и производительности устройства, калдая секция спрейера выполнена И -образной формы, а высота узких граней гильзы составляет 1,1-1,2 высоты широких граней.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что угол наклона боковых участков составляет . 10-85, а угол между центральными участками составляет 95-180, при этом места пересечения боковых и центральных участков спрейера располокены от края грани на расстоянии

О, 12-0,30 ее ширины.

i 253715

Изобретение относится к полунепрерывной и непрерывной разливке металлов, в частности для литья плоских слитков иэ меди и медных сплавов. 5

Цель изобретения — повышение выхода годного металла и производительности устройства.

На фиг. 1 представлен кристаллизатор, продольный разрез; на фиг.2 гвердожидкая ванна слитка, разрез.

Устройство содержит кристаллизатор с корпусом 1, гильзой 2, образующей с корпусом щель 3 для выхода воды, и спрейер, вь|полненный из ,двух отдельных, установленных параллельно широким граням гильзы 2 секций, каждая из которых состоит из центральных 4 и боковых 5 участков. Боковые участки секции 5 уста- 20 новлены одним концом у угловых частей торца гильзы 2 и образуют с горизонтальной плоскостью угол d =

10-85 . Оси центральных участков секции пересекаются под углом

95-180, а вершина угла направлена к торцу гильзы. Место пересечения осей центральных и боковых участков. секции отстоят от края широких граней гильзы на 0,12-0,30 ее ширины ЗG (а). Узкие грани 6 гильзы 2 выполнены высотой 1,1-1,2 высоты широких граней. Центральные участки секции могут быть сопряжены между собой по дуге окружности 7. Секция спрейера образует зоны паровоздушного 8 и струйного 9 охлаждения.

Устройство работает следующим образом.

В процессе литья вода, поступая

4О в объем между корпусом 1 и гильзой 2 кристаллизатора, охлаждает гильзу, и удаляется из него через щель 3 параллельно поверхности слитка потоком, который образует со

45 спрейером зону 8 паровоздушного охлаждения слитка.

Зоны 9 струйного охлаждения сфорЯ мированы участками секций спрейера.

Узкие грани гильзы кристаллизатора имеют удлиненную форму, которая способствует выравниванию толщины твердой корочки слитка в угловых частях слитка в зоне первичного охлаждения, а также предотвращает прорывы металла по узкой грани слитка при высоких скоростях литья. После выхода слитка из гильзы кристаллизатора его твердая коррчка имеет волнообразный вид с минимальной толщиной в центре и в угловых частях широких граней. Участки секций спрейера, расположенные под углом друг к другу и к горизонтальной плоскости, обеспечивают струйное охлаждение слитка в этих ослабленных частях, постепенно захватывая всю полость слитка.

При широкой зоне минимальной толщины корочки в центральной части слитка центральные участки секции могут сочленяться между собой по дуге окружности.

Конструктивные параметры и углы пересечения осей участков спрейера определены следующим образом.

Экспериментально, методом заливки жидкого свинца в литейную лунку определен профиль затвердевшей короч. ки слитка на уровне нижнего торца широких граней гильзы кристаллизатора. Изучение этого профиля показало, что в плоских слитках сечением

О,б-1,0 х 0,18-0,3 м он приобретает волнообразный вид с утонченной частью в центре широких граней и вблизи угловых частей. При этом расстояние от узких граней до наиболее утолщен— ных частей корочки 0,12-0,18 и или

0,12-0,30 размера широких граней этих слитков. Поэтому для выравнивания фронта кристаллизации и, следовательно, формирования равнотолщинной корочки слитка в зоне вторичного охлаждения боковые участки спрейера должны охватывать этот участок, при этом оцин конец их должен быть установлен у угловой части торца гильэы.

Угол наклона боковых участков спрейера к горизонтальной плоскости

10-856 определен из следующих соображений. Обычно трещины на широкой грани слитка образуются при различии по толщине профиля твердой корочки слитка на 8-10%.

Для выравнивания толщины такой корочки в зоне вторичного охлаждения угол наклона бокового участка спреG нера должен быть не менее 10 . При меньшем значении угла выравнивание твердой корочки не завершается и в утонченных местах возможно образование продольных трещин.

Максимальное значение угла 85 выбрано из условия, что выравнивание корочки этих частей спитка возМожно на участке от торца гильзы

1253715 кристаллизатора до границы полного затвердевания жидкометаллической ванйы.

Полное затвердевание жидкометаллической ванны на участке слитка 5

0,12-0,30 его ширины (участок а, на фиг. 2) наступает на пересечении этого участка с боковой границей жидкометаллической ванны (точка В), Поэтому продление бокового и цент- 10 рального участков спрейера за пределы этой точки пересечения нецелесообразно.

Угол пересечения осей центральных участков спрейера 95-180 оп- >5 ределен следующим образом.

Максимальное значение этого угла, равное 180, определено из крайних условий, при которых толщина твердой корочки слитка в централь- 20 ным частях равномерна или отличается менее чем íà 7Х. В этом случае нет необходимости в ускоренном росте корочки в какой-либо части центрального участка сли ка, а цент- 25 ральные участки спрейера должны быть расположены в одну линию, параллельную торцу гильзы. При значе- нии этого угла более 180 возможно опережение роста твердой корочки бо- О ковых частей слитка и образование скрытых трещин в ослабленных центральных участках слитка.

Минимальное значение угла р пере- 35 сечения осей центральных участков спрейера 95О. При меньшем значении этого угла пересечение осей произойдет выпе торца граней гильзы. В этом случае центральные зоны слитка <0 не будут орошаться водой и твердая корочка слитка замедлит свой рост.

Это будет способствовать образованию трещин в центральной части плоскости слитка. 45

Удлинение боковых граней кристаллизатора до 1, 1-1,2 высоты широким граней выбрано из условия предотвращения прорывов металла в этих местах при повьппенных скоростях и температуре литья. Так как температура литья обычно колеблется на 50 или на 3-5Х, а скорость литья до

5-10Х, то удлинение боковых граней кристаллизатора на 10-20Х компенсирует эту нестабильность процесса.

Выполнение боковых граней гильзы менее 1,1 высоты кристаллиэатора приводит к прорыву металла при увеличении температуры и скорости литья.

Выполнение боковых граней более

1,2 высоты кристаллизатора нецелесообразно, так как суммарное возмущение процесса не превышает 15Х. а толщина корочки при этом колеблется в пределах 15-20Х, Изготовление спрейера осуществляют в соответствии с реальными соот- ношениями толщины затвердевшей корочки слитка, после его выхода из гильзы кристаллизатора, и глубины жидкбметаллической ванны. При незначительной разнице в толщине корочки в угловых частях слитка угол наклона бокового участка спрейера должен быть близок к 10, а угол пересечения осей центральных участков спрейера близок к 180 . Такая ситуация возможна при интенсивном теплоотводе в кристаллизаторе и малой скорости литья. При большом утонченнии корочки, в угловых и центральных частях слитка угол наклона бокового участка сперейера следует увеличить, а угол пересечения осей центральных участков спрейера уменьшить. Для слитков с большой протяженностью, утонченной центральной частью корочки слитка (например, слитки шириной

1 0 м и более) центральные участки спрейера могут быть сопряжены между собой по дуге окружности.

Предлагаемая конструкция кристаллизатора имеет следующие преимущест ва.

Спрейер в виде ломанной линии с определенным расположением его боковых и центральных участков против широкой грани слИтка создает в зоне вторичного охлаждения условия для ускоренного нарастания затвердевающей корочки не только в центральной, но и в угловых частях грани и тем самым приводит к выравнивая-по корочки по периметру слитка. Предложенное удлинение узких граней гильзы и вывод воды из корпуса параллельно поверхности слитка (образуется зона паровоздушного охлаждения) создают условия для более интенсивного роста корочки по всему периметру слит— ка и особенно по его узким граням, которые не охвачены спрейером. Благодаря выравниванию затвердевающей корочки в угловых частях широкой граня слитка резко уменьшается или

1253715

Составитель Л. Дымщиц

Texpep: л.Кравчук: Корректор. Т. Колб

Редактор Т. Парфенова

Заказ 4664/14 Тираж 757

ВНИИПИ Государственнога комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная 4

В практически устраняется образование поверхностных трещин на слитке, что позволяет повысить выход годного составляет (10-153 íà i т слитков), Кроме того, становится возможным уве:-.ичение производитель : ости устройства за счет повышения скорости литья в 1,2- i,3 раза.