Кристаллизатор для вертикального литья слитков

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке высоколегированных сплавов на основе алюминия. Цель изобретения - повышение выхода горного металла и производительности кристаллизатора за счет стабилизации режима его охлаждения. Кристаллизатор содержит гильзу 1, корпус 2 с подводящими 3 и отводящими 4 каналами, кожух 5, разделяющий полость корпуса 2 на форкамеру 6 и охлаждающую камеру 7. Кожух 5 в верхней части снабжен перегородкой 8, образующей с ним и гильзой 1 отводящую полость 9. Отверстия 10 соединяют форкамеру 6 и камеру охлаждения 7. Отверстия 11 соединяют камеру охлаждения 7 и отводящую полость 9. Дно охлаждающей камеры 7 образовано кольцевым выступом 12 кожуха 5. Камеры 6 и 7 имеют отверстия 13 и 14 для вторичного охлаждения, выполненные по стыку торца гильзы 1 и выступа 12 кожуха 5, а также в кожухе 5, под выступом 12, а соотношение площадей поперечных сечений отводящих каналов в корпусе, отверстий в верхнем и нижнем рядах составляют соответственно 1:5 - 8:10 -16, что позволяет благодаря снижению термических напряжений в слитках, увеличить выход годного литья, за счет повышения скорости литья повысить производительность литейной машины. 1 ил. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке высоколегированных сплавов на основе алюминия. Цель изобретения - повышение выхода годного металла и производительности кристаллизатора за счет стабилизации режима его охлаждения. На чертеже изображен кристаллизатор, общий вид. Кристаллизатор содержит гильзу 1, корпус 2 с подводящими и отводящим каналами 3 и 4, кожух 5, разделяющий полость корпуса 2 на форкамеру 6 и охлаждающую камеру 7. Кожух 5 в верхней части снабжен перегородкой 8, образующей с ним и гильзой 1 отводящую полость 9. Отверстия 10 соединяют форкамеру 6 и камеру 7 охлаждения. Отверстия 11 соединяют камеру 7 охлаждения и отводящую полость 9. Дно охлаждающей камеры 7 образовано кольцевым выступом 12 кожуха 5. Камеры 6 и 7 имеют отверстия 13 и 14 для вторичного охлаждения, выполненные по стыку торца гильзы 1 и выступа 12 кожуха 5, а также в кожухе 5, под выступом 12. Площадь подводящих каналов 3 кристаллизатора больше суммарной площади отверстий 13 и 14 поясов вторичного охлаждения и отводящих каналов. Опытным путем было установлено, что оптимальным является следующее соотношение площадей поперечного сечения отводящих каналов и отверстий кристаллизатора ΣS₁₁ : ΣS₁₃ : ΣS₁₄ = 1:5 - 8:10 - 16, где ΣS₁₁ - суммарная площадь поперечного сечения отводящих отверстий 11; ΣS₁₃ - суммарная площадь поперечного сечения отверстий 13, выполненных по стыку торца гильзы 1 и выступа 12 кожуха; ΣS₁₄ - суммарная площадь поперечного сечения отверстий 14, выполненных в кожухе, под выступом 12. Результаты эксперимента приведены в табл.1. Как видно из табл.1, лучшие результаты по выходу годного наблюдаются при использовании кристаллизатора с соотношением площади поперечного сечения отводящих каналов корпуса и площадей вторичного сечения отверстий верхнего и нижнего поясов охлаждения 1:5 - 8:10 - 16. При нарушении оптимального соотношения площадей поперечного сечения отводящих отверстий 11 и отверстий 13 и 14, установленного при опытных испытаниях кристаллизатора, происходит либо недостаточный разогрев головной части кристаллизатора, что увеличивает кристаллизацию наружных слоев металла и способствует возникновению поверхностных трещин, либо увеличение глубины лунки, что способствует возникновению центральных трещин. Работа кристаллизатора осуществляется следующим образом. До начала литья вентили на подводящем трубопроводе устанавливаются в положение, обеспечивающее потребный расход охлаждающей жидкости в зонах первичного и вторичного охлаждения. Затем начинается заливка металла и вытягивание формирующегося слитка из кристаллизатора. Движение охлаждающей жидкости, например воды, происходит следующим образом. Вода по подводящим каналам 3 поступает в форкамеру 6 и оттуда через отверстия 10 - в нижнюю зону охлаждающей камеры 7, нижний пояc 15 вторичного охлаждения. Поcтупающая в охлаждающую камеру 7 вода, проходя снизу вверх, нагреваясь, охлаждает гильзу 1 и по отверстиям 11, расположенным равномерно в верхнем конце кожуха 5, попадает в отводящую полость 9, откуда через отводящие каналы 4 выходит из кристаллизатора. Часть охлаждающей жидкости из охлаждающей камеры 7 поступает через отверстия 13 на непосредственное охлаждение слитка 16 водой, образуя верхний пояс 17 охлаждения. Причем вода, образующая верхний пояс охлаждения, первоначально охлаждает нижнюю часть гильзы 1, за счет чего повышает свою температуру. Для обеспечения процесса литья слитков количество охлаждающей жидкости, поступающей в предложенный кристаллизатор, как и у известных, больше количества жидкости, отводимой от него. В кристаллизаторе отливали слитки диаметром 400 мм из алюминиевого сплава 1420. Результаты испытаний приведены в табл.2. Измерение температуры охлаждающей жидкости во время литья в предложенный кристаллизатор показало, что из нижнего ряда отверстий вытекает вода температурой 10-15^оС. Из верхнего ряда отверстий в результате нагрева от гильзы кристаллизатора вытекает вода температурой 35-40^оС. С верхней частью гильзы кристаллизатора контактирует вода температурой 80-90^оС. Использование кристаллизатора позволит благодаря снижению термических напряжений в слитках увеличить выход годного литья, за счет повышения скорости литья повысить производительность литейной машины.

Формула изобретения

КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ преимущественно из высоколегированных сплавов на основе алюминия, содержащий корпус с подводящими и отводящими каналами, кожух, разделяющий полость корпуса на форкамеру и охлаждающую камеру, и состыкованную с кожухом гильзу, при этом в верхней части кожуха установлена перегородка с образованием отводящей камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного металла и производительности кристаллизатора за счет стабилизации режима его охлаждения, в нижней части корпуса по его периметру выполнены два ряда отверстий, причем верхний ряд отверстий расположен над стыком нижнего торца гильзы - с кожухом, а нижний ряд отверстий - под ним, при этом соотношения площадей поперечных сечений отводящих каналов в корпусе, отверстий в верхнем и нижнем рядах составляют, соответственно 1 : 5 - 8 : 10 - 16.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 28.04.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2000

Извещение опубликовано: 20.04.2000        

---