Линия кристаллизаторов машины непрерывного литья заготовок

 

Сущность изобретения: каждый из кристаллизаторов МНЛЗ установлен последовательно на оси ручья в створе последующего кристаллизатора и снабжен теплоизолятором, выполненным в виде полосы размещенной на рабочей поверхности кристаллизатора такимобразом, что полуплоскости, ограниченные осью ручья и проходящие через любую точку теплоизоляторов в двух соседних кристаллизаторах , не совпадают друг с другом 14 ип

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и тонарным знакам (21) 5016197/02 (22) 09.07.91 (46) 15.11.93 Бюл. Иа 41 — 42 (71) Мариупольский металлургический институт . (72) Голобоков ВС; Шишкин ВВ.: Гофман M.Н. (73) Мариулольский металлургический институт (54) ЛИНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ МАШИНЫ

НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Сущность изобретения: каждый из кристалли(В) RU (11) 2002559 С1 (5Ц 5 Â 22. D 11 04

2 заторов МНЛЗ установлен последовательно на оси ручья в створе последующего кристаллизатора и снабжен теппоизолятором, выполненным в виде полосы, размещенной на рабочей поверхности кристаллизатора такими образом. что полуплоскости, orpa ewve осью ручья и проходящие через любую точку теплоизоляторов в двух соседних кристаллизаторах, не совпадают друг с другом 14 ил.

2002559

Изобретение относится к GTB/lGflëàâèëü- личение производительности процессов ному производству, а именно к непрерыв- кристаллизации за счет послойного форминой разливке металлов методом послойного рования поперечного сечения непрерывнонаращиванияпоперечногосеченияслиткав литого слитка, однако требует подвода последовательно установленных кристал- 5 жидкого металла в створ каждого кристаллизаторах. лизатора, При этом усложняется конструкИзвестен кристаллизатар машины не- ция промежуточной емкости, возникает прерывного литья заготовок, установлен- необходимость размещения многочисленный на оси разливки, в который жидкий ных устройств для регулирования напора металл подают из стационарной промежу- "0 жидкого металла, контроля уровня ванны точной емкости через разливочный стакан, жидкого металла в каждом кристаллизатовводимый в кристаллизатор под уровень ре, что существенно усложняет конструкжидкойлункиформируемогослитка(см, Не- цию узла в целом и его эксплуатацию, прерывная раэливкастали. Изопытазавода снижает надежность МНЛЗ и затрудняет

"Азовсталь" по совершенствованию техно- 15 его обслуживание, логии непрерывной разливки стали/. Целью изобретения является упрощеАвт.кол.: В. B,Ëåïîðcêèé, Д;А;Дюкин, ние конструкцииузла путемупрощения подQ,В,Носоченко и др, — Донецк, Донбасс, - вода жидкого металла в кристаллизатор.

1982. с. 24-29). Недостатком известного Для этого в узле кристаллизаторов кристаллизатора является ограниченный 20 МНЛЗ, включающем последовательно разтеплоотводсо стороны жидкого металла че-. мещенные по оси ручья кристаллизаторы с рез твердую корку слитка к стенкам кристал- дискретно увеличивающимся поперечным лизатора при продвижении. фронта сечением,согласноизобретениюкаждыйиз кристаллизации к сердцевине слитка, Это. кристаллизаторов, за исключением последприводит к снижению производительности 25 него. установлен в створе рабочей полости всего комплекса технологического процес- последующего кристаллизатора и снабжен са разливки, увеличению технологической теплоизолятором, выполненным в виде по длины машины за счет зоны вторичного ох- меньшей мере одной полосы, закрепленной лаждения, а также к снижению качества на рабочей поверхности кристаллиэатора слитка по причиненизкойскорости кристал- З0 параллельно оси ручья таким образом, что лиэации металла в центральных областях полуплоскости, ограниченные осью ручья и поперечного сечения заготовки.: проходящие через любую точку теплоизоляИзвестен также узел кристаллизаторов торов в двух соседних кристаллизаторах, не машины непрерывного литья би-металличе- совпадают друг с другом. ских заготовок, в составе которого кристал- З5 Как известно, для увеличения произволизатор, формирующий сердцевину дительйости процессов кристаллизации при непрерывнолитого слитка, установлен над непрерывном литье металлов применяют кристаллизатором, формирующим его обо- технологию послойного формирования лочку(см. патент Франции N. 1296729, кл, В слитка, суть которой заключается в подаче

22 0}. Недостатком конструкции известного 40 жидкого металла в последовательно устаузла кристаллиэаторов является сложность новленные по оси ручья кристаллиэаторы с подвода жидкого металла ео.второй: кри- дискретно увеличивающимся поперечным сталлизатор, требующий наличия дополни- сечением. Одна из серьезных проблем в ретельных промежуточных емкостей для ализацииэтойтехнологиисостоитвтом,что жидкого металла оболочки, а также допол- 45 .подача жидкого металла необходима в рабонительное число разливочных стаканов, чую полость каждого кристаллизатора. Иэразмещенных по периметру кристаллизато- . вестные способы подвода жидкого металла ра. Более того, при производстве крупных в кристаллиэаторы, заимствованныеизтехбиметаллических заготовок использование.. нологии непрерывной разливки металлов в двух кристаллизаторов не обеспечивает вы- 50 один кристаллизатор, не могут быть исполь. соких скоростей кристаллизации металлов, зованы при послойном формировании слита следовательно, сохраняет присущие этому ка по следующим причинам. фактору и.описанные выше недостатки, Ввиду ограниченного свободного проИзвестен также узел кристаллизаторов странстаа в непосредственной близости от

МНЛЗ, принятый за прототип, в котором 55 кристаллизаторов МНЛЗ размещение прожидкий металл подают в последовательно межуточных емкостей для жидкого металла размещенные по оси разливки криствллиза- числом, равным числу кристаллизаторов, торы с дискретно увеличивающимся попе- вблизи технологической оси машины не речным сечением (1). Известная представляется возможным. Размещение конструкция узла МНЛЗ обеспечивает уве- промежуточных емкостей на удалении от

2002559 б кристаллизаторов требует удлинения теплоизолированных, герметично закрытых желобов, эксплуатация которых трудоемка.

Более того, использование нескольких промежуточных емкостей ставит проблему своевременного пополнения их жидким металлом. Подача металла в промежуточные емкости, установленные на разных уровнях машины вблизи кристаллизаторов, еще более затрудняет эту технологическую операцию.

Существенно усложняется и контроль за уровнем жидкого металла в кристаллизаторах и регулирование его расхода из промежуточных емкостей. Кроме многократного увеличения-числа регулирующих и контролирующих средств, использование внешней подачи металла в кристаллизаторы через промежуточные емкости требует дополнительной системы взаимосогласованного функционирования этих средств, Следует учесть и труднореалиэуемую подачу жидкого металла непосредственно в створ кристаллизаторов, установленных друг над другом. так как пространство для размещения разливочных стаканов ограничено шириной наращиваемого слоя слитка, т.е. 30...б0 мм. Необходимо иметь в виду и то, что для.нормального заполнения рабочего пространства кристаллизаторов требуется подача жидкого металла одновременно в несколько точек по периметру каждого кристаллизатора.

Таким образом, подача жидкого металла в створ последовательно установленных кристаллизаторов известными методами и средствами при реализации технологии послойного формирования слитка существенно усложняет конструкцию узла кристаллизаторов, его эксплуатацию и обслуживание, В отличие от известных методов подачи жидкого металла предложенная конструкция узла кристаллизаторов предусматривает установку каждого кристаллизатора, эа исключением последнего, в мениске рабочей полости последующего кристаллизатора. что герметизирует створ всех кристаллизаторов, кроме первого. Следовательно, этот признак лишает конструкцию узла возможности внешней подачи жидкого металла в створ герметиэированных кристаллизаторов.

Однако свободным остается створ перcoro кристаллизатора, подача жидкого металла в который не является сколь-нибудь затруднительной. Поэтому в заявленном техническом решении створ первого кристаллизатора использован для подачи жид5 формируемого слитка каждый из кристал10

20

35

40 дают друг с другом.

55 кого металла во все другие кристаллизаторы через каналы, образованные в теле формируемого слитка при кристаллизации отдельных слоев, Для образования каналов в теле лизаторов снабжен теплоизолятором, выполненным в виде полосы, закрепленной на рабочей поверхности кристаллизатора параллельно оси разливки. Установленные таким образом теплоиэоляторы исключают кристаллизацию наращиваемого слоя в месте контакта жидкого металла с теплоизоля.тором, а образовавшаяся лунка, глубиной, равной высоте кристаллизатора, заполняемая жидким металлом, заливаемым в этот кристаллизатор, и является каналом для передачи жидкого металла Во все последующие кристаллизаторы, Исключение составляет последний по ходу разливки кристаллиэатор, не снабженный теплоизолятором. Формируемый в нем слоя — внешний слой заготовки, кристаллизация которого по периметру поперечного сечения заготовки должна быть сплошной.

Для сплошной кристаллизации заготовки необходимо. чтобы незакристаллизовавшиеся полости. каналов в каждом слое слитка после подачи жидкого металла в последующий кристаллизатор интенсивно замораживался, Этот эффект имеет место s том случае, если каналы, сформированные в слитке в соседних кристаллизаторах, не стыкуются друг с другом, С учетом того, что положение каналов однозначно определяет положение теплоизоляторов, закрепленных на стенках кристаллизаторов, то нестыковка каналов в соседних слоях слитка будет обеспечена в том случае. если полуплоскости, ограниченные осью ручья машины и проходящие через любую точку теплоизоляторов

B двух соседних кристаллизаторах не coBll3

В результате патентно-информационных исследований установлено отсутствие известных технических решений со входными отличительными признаками, следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", На фиг.1 изображен осевой разрез узла кристаллизаторов МНЛЗ; на фиг.2 — 5 — поперечные разрезы каждого иэ кристаллизаторов; на фиг,б представлена схема кристаллизации металла в продольном сечении слитка; на фиг.7-14 — схема кристаллизации металла в поперечных сечениях формируемого слитка, Узел кристаллизаторов включает последовательно установленные по оси разливки

° 7

2002559

10 рабочей поверхности. Полоска 6 теплоизо- 15 лятора закреплена на правой рабочей стен-. ке кристаллиэатора 2. Полоска 7

30

1 кристаллизаторы 2-5 с дискретно увеличивающимся поперечным сечением. Каждый иэ кристаллизаторов 2-4 размещен в створе рабочей полости последующего кристаллизатора, которые в совокупности с последним кристаллиэатором 5 образуют единую рабочую полость узла, герметизированную со стороны боковых стенок. Каждый из кристаллизаторов 2-4 снабжен теплоизолятором, выполненным в виде полосок 6 — 8, закрепленных на рабочих поверхностях кристаллизаторов параллельно оси разливки 1, Длина полоски-теплоиэолятора в каждом кристаллиэаторе равна высоте его теплоизолятора смонтирована на левой рабочей.стенке кристаллизатора 3, а полоска

8 теплоизолятора. установлена на правой стенке кристаллизатора 4. Рабочая поверхность кристаллизатора 5, установленного последним по ходу разливки. теплоизолятора не имеет.

Процесс непрерывной разливки металлов в МНЛЗ с узлом кристаллизатаров, представленным на фиг.1 — 5, осуществляют следующим образом.

Жидкий металл 8 (фиг,6) непрерывно подают из промежуточного ковша 9 через разливочный стакан 10 в рабочую полость кристаллизатора 2. Соприкасаясь с теплоотводящими участками рабочей поверхности кристаллизатора 2 (фиг.7) жидкий металл кристаллизуется, образуя твердую корку сердцевины формируемого слитка. В контакте с полоской 6 теплоизолятора кристаллизация жидкого металла не происходит, и твердая кора в этом месте имеет разрыв, По мере движения формируемого слитка вдоль оси ручья фронт кристаллизации сердцевины смыкается (фиг,8) за исключением области, примыкающей к теплоизолятору 6. При этом полость, образовавшаяся s теле сердцевины, является каналом, через который жидкий металл пополняет рабочее пространство кристаллизатора 3.

В кристаллизаторе 3 происходят те же процессы, что и в кристаллизаторе 2. В контакте còåïëîîòâîäÿùèìè стенками кристаллиэатора 3 (фиг.9) образуется твердая корка первого слоя слитка за исключением области, примыкающей к теплоиэолятору 7, Полость канала, образованная теплоизолятором 6, в кристаллизаторе 3 утрачивает контакт с теплоизолятором и по ходу движения слитка интенсивно эамораживается. В результате этого на выходе из кристаллизатора 3 поперечное сечение

45 слитка за исключением области, прилегающей к теплоизолятору 7, подвержено сквозной кристаллизации (фиг.10). Через образовавшийся канал жидкий металл иэ кристаллизатара 3 пополняет рабочее пространство кристаллизатора 4 (фиг.6).

Конструкция кристаллизатора 4, аналогичная конструкции кристаллизаторов 2 и 3, обуславливает подобие происходящих в них процессов кристаллизации. Полость канала, образованная теплоизолятором 7, в кристаллизаторе 4 замораживается (фиг.11), но образуется канал в контакте жидкого металла с теплоизолятором 8 (фиг. t2), через который происходит пополнение кристаллизатора 5.

В последнем кристаллизаторе 5 формируется внешний слой слитка. Ввиду того, что рабочие поверхности кристаллизатора 5 не снабжены теплоиэолятором, твердая корка внешнего слоя формируется по всему периметру кристаллизатора (фиг.13), После смыкания фронтов кристаллизации формирование поперечного сечения слитка

11 (фиг,14) закончено.

В качестве примера конкретного выполнения заявленного технического решения может быть использован узел четырех кристаллизаторов МНЛЗ для послойного формирования слитка с размерами поперечного сечения 300 х 1600 мм. Первые по ходу разливки три кристаллизатора с размерами поперечного сечения соответственно 90 х

1300, 160 х 1400 и 230 х 1500 мм и высотой

1500 мм каждый снабжены теплоизоляторами, выполненными в виде полосок шириной

50 мм, смонтированных поочередно в широких и узких стенках кристаллизаторов. Последний кристаллизатор с размерами поперечного сечения 300 х 1600 мм теплоизоляторов не имеет, Данные параметры узла кристаллизаторов МНЛЗ обеспечиваютсквозную кристал-. лизацию слитка на выходе иэ последнего кристаллизатора со скоростью разливки до

1,2 м/мин. При этом подача жидкого металла осуществляется из одного промежуточного ковша, емкостью 6,5 м, з установленного над створом первого по ходу разливки кристаллизатора. в который жидкий металл подают через погружной разливочный стакан.

Таким образом, совокупность отличи. тельных признаков заявленного узла кристаллизаторов обеспечивает достижение поставленной цели изобретения — упрощения подачи жидкого металла в кристаллизаторы МНЛЗ, послойно

9 2002559 10 формирующих поперечное сечение слит- (56) Германн Э. Непрерывное литье, М.: Гока. стехиздат. 196 f, с. 324.

Формула изобретения

Фиг.2.

Фиг.5.

«Р- Я. Фиг.5.

Фиг.4., Фиг.l.

ЛИНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК, включающая последовательно. размещенные по оси ручья кристаллиэаторы с дискретно увеличивающимся поперечным сечением. отличающаяся тем, что, с целью упрощения процесса подачи жидкого металла и кристаллиэаторы, каждый из кристаллиэаторов установлен в рабочей полости последующего кристаллиэатора и, за исключением последнего, снабжен теплоизолятором, выполненным в виде по меньшей мере одной полосы, закрепленной на рабочей поверхности кристаллизатора параллельно оси ручья, при этом теплоиэоляторы соседних кристаллизаторов расположены в противоположных относительно оси ручья полуплоскостях.

2002559

Фиг.б.

2002559

Ч1(/-Vill

2002559

Составитель В, Голобоков

Техред М, Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор Л. Волкова

Заказ 3204

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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