Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов

 

Изобретение относится к металлургии , а именно к непрерывному литью металлов. Цель - повышение стойкости кристаллизатора. В рабочих . стенках 1 кристаллизатора вьшолнены каналы для охлаждения 2 с винтовыми канавками в их верхней части, что позволяет интенсифицировать теплообмен и выравнять термическое напряжения в стенках кристаллизатора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. дода Qoda (Л со to СП .шЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1321514 А1 (511 4 B 22 D 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ф1 ГЯ. ч м,-1 Я ;3.,,, „.И

ЛЬДЕ, ПЕКА

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3912870/31-02 (22) 17.06.85 (46) 07 ° 07.87. Вюл. ¹ 25 (71) Вологодский политехнический: институт (72) А.Н. Шичков, Ю.А. Калягин, C.Â. Сорокин, Ю.И. Жаворонков

Р.П. Потапов, А.И. Вотинов и А.Г.Лунев (53) 621.746.27(088.8)

-(56) Заявка Японии № 59-14 1347, .кл. В 22 Р 11/04, 1981. (54) КРИСТАЛПИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ

РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному литью металлов. Цель — повышеиие стойкости кристаллизатора. В рабочих . стенках 1 кристаллиэатора выполнены каналы для охлаждения 2 с винтовыми канавками в их верхней части, что позволяет интенсифицировать теплообмен и выравнять термическое напряжения в стенках кристаллизатора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 13215

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

Цель изобретения — повышение стойкости кристаллизатора за счет выравнивания термических напряжений.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор, продольный разрез; на фиг. 2канал, разрез.

В рабочих стенках 1 кристаллиза- 10 тора выполнены каналы 2 охлаждения с .винтовыми канавками 3-5...n. Угол наклона винтовых канавок к вертикальной оси охлаждающего канала обозначен через у, глубина канавки К, диаметр f5 канала d, шаг канавки t, расстояние между витками близлежащих канавок S, длина, равная 0 15-0,2 высоты рабочих стенок, - Н (фиг. 2), Выполнение винтовых канавок в верх-20 ней части канала охлаждения позволяет при движении охлаждающей жидкости придать части ее потока, особенно вблизи поверхности канала, направленное вращательно-поступательное движение под 25 углом к вертикальной оси канала, что под действием возникающих при этом центробежных сил способствует более интенсивному подводу поступающей в канал жидкости к его поверхности и, 30 следовательно, отбрасыванию нагретой жидкости и паровой рубашки внутрь канала, меньшему образованию накипи, лучшему перемешиванию жидкости и, в конечном счете, интенсификации тепло- 35 обмена в верхней части канала охлаждения. Это происходит и вследствие того, что изменение течения жидкости, вызываемое введением канавок, нарушает структуру вязкого подслоя, в ко- <0 тором сосредоточено основное термическое сопротивление передаче тепла при турбулентном характере движения жидкости, имеющем место в каналах охлаждения кристаллизаторов слябовых установок непрерывной разливки металлов при принятых расходах охлаждающей жидкости на кристаллизатор в пределах 200-400 мэ /ч (число Рейнольдса при этом равно 150000-300000).

Винтовые канавки выполняются только в верхней части каналов охлаждения кристаллизатора на длину, равную

0 15-0,2 высоты рабочих стенок, так как максимальная теплопередача в кристаллизаторе имеет место на расстоянии, равном 0-0,1 расстояния от мениска металла, или на расстоянии

0 15-0,2 высоты рабочих стенок. По14 2 этому необходимо интенсифицировать теплообмен в каналах на укаэанном .расстоянии, чтобы Снизить температуру поверхности рабочей стенки и выровнять термические напряжения по ее высоте. Придание части потока жидкости на укаэанном расстоянии вращательно-поступательного движения способствует улучшению теплообмена в каналах и несколько ниже указанного расстояния за счет инерции закрученного потока охлаждающей жидкости.

Угол наклона винтовой канавки к вертикальной оси канала в 20-45 выбран из следующих соображений. При углах наклона менее 20, вследствие о большого шага навивки, винтовая канавка совершает менее одного оборота по поверхности Канала на указанном расстоянии, что не позволит заметно интенсифицировать теплообмен в верхней части канала охлаждения и выровнять термические напряжения по высоте рабочей стенки кристаллизатора. При о углах наклона более 45, вследствие малого шага навивки, резко повышается коэффициент гидравлического сопротивления в канале, в результате чего значительно повышаются потери давления по длине канала, что существенно изменяет гидравлический режим работы кристаллизатора.

Пример. На слябовой криволинейной УНРС установлен кристаллизатор, высота рабочих стенок котoporo

1200 мм диаметр охлаждающего канала

20 мм. В охлаждающих каналах выполнены винтовые канавки полукруглого профиля под углом 30 к вертикальной оси канала. Глубина винтовых канавок

1,5 мм. Число канавок равняется 7, причем канавки расположены равномерно по окружности канала. Длина, на которую выполнены канавки, составляет

200 мм. (Кристаллизатор работает следующим образом.

При прохождении охлаждающей жидкости по каналу части потока жидкости, особенно вблизи поверхности канала, сообщается вращательно-поступательное движение под углом к вертикальной оси канала, что под действием возникающих лри этом центробежных сил способствует более интенсивному подводу поступающей в канал холодной жидкости к его поверхности, отбрасыванию нагретой жидкости и паровой рубашки внутрь канала, а следовательно, меньшему

13215 каналов. каналов, а их число равно! (n— где 1- — угол наклона канавок к вертикали, град.

Фиг. 2

Составитель В. Васильева

Техред М.Морг ентал Корректор С. Черни

Редактор А. Козориз

Заказ 2702/7 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 образованию накипи, лучшему перемешиванию жидкости и интенсификации теплообмена в .верхней части каналов охлаждения. При этом нарушается структура вязкого подслоя, в котором сосредоточено основное термическое сопротивление передаче тепла при имеющем место турбулетном характере движения жидкости, что также способствует интенсификации теплообмена на указанном10 расстоянии и выравниванию термических напряжений по высоте рабочей стенки за счет снижения температуры ее поверхности в районе максимального теплоотвода.

Изобретение позволит снизить температуру поверхности рабочей стенки в районе максимального теплоотвода в верхней части кристаллизатора при различных технологических режимах 20 разливки на 20-40, выравнять термические напряжения по высоте рабочей стенки, а следовательно, повысить производительность и стойкость кристаллизатора.

14

Формула и з о б р е т е н и я

1. Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов, содержащий кожух и рабочие стенки, в которых выполнены каналы охлаждения с винтовыми канавками в верхней части, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьш ения стойкости кристаллизатора за счет выравнивания термических напряжений, канавки выполнены на длине, равной Д,15-0,2 высоты каналов охлаждения, с углом наклона к вертикали

20-45 и глубиной 0,05-0,1 диаметра

2. Кристаллизатор по п. 1, о т — л и ч а ю шийся тем, что канавки выполнены равномерно по окружности