Устройство для охлаждения непрерывнолитых слитков

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам для вторичного охлаждения непрерывнолитых слитков. Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении универсальности устройства посредством расширения диапазона регулирования раскрытия факела охладителя и его расхода. Устройство для охлаждения непрерывнолитых слитков включает цилиндрический стакан, заканчивающийся с торца выпуклым соплом в виде полусферы, разделенной прорезью, диафрагму с осевым цилиндрическим отверстием, втулку, установленную в цилиндрическом стакане с возможностью осевого перемещения, а также фиксатор, проходящий в отверстие в стакане. Устройство снабжено двумя и более диафрагмами с различными диаметрами отверстий, установленными вплотную друг к другу. На внешней поверхности втулки выполнены стопорные проточки для фиксатора, причем шаг и количество проточек равны соответственно толщине и количеству диафрагм. Кроме того, диафрагмы выполнены с конусными осевыми отверстиями. Изобретение предназначено для применения на действующих и вновь сооружаемых установках непрерывной разливки металлов. 1 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам для вторичного охлаждения непрерывнолитых слитков.

Известно устройство для охлаждения непрерывнолитых слитков, включающее стакан, с одной стороны которого имеется полусферическая полость, а с противоположной прорезь в виде паза, расположенного по диаметру стакана, грани паза выполнены наклонными к оси симметрии стакана. Глубина паза увеличивается от центра стакана к его периферии.

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования угла раскрытия факела охладителя при помощи конструктивных изменений устройства. Для регулирования необходимо изменять расход и давление охладителя. Однако в этих условиях изменение угла раскрытия факела охладителя ограничены. Сказанное снижает универсальность применения устройства по длине непрерывнолитого слитка в зоне вторичного охлаждения, что требует применения большого числа типоразмеров устройства. Вследствие этого становится невозможным обеспечить необходимый режим вторичного охлаждения, что приводит к браку слитков по внутренним и наружным трещинам.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для охлаждения непрерывнолитых слитков, включающее осевой цилиндрический канал для подачи охладителя, заканчивающийся выпускным соплом в виде полусферы, разделенной щелью, и диафрагму с осевым отверстием, установленную перед выпускным отверстием. Диафрагма размещена в цилиндрическом канале на расстоянии, равном 0,2-1,0 диаметра канала от плоскости его сопряжения с полусферой, а отношение площади отверстия диафрагмы к площади канала выбрано 0,3-0,55.

Кроме того, диафрагма установлена в цилиндрическом канале с возможностью ее осевого перемещения относительно плоскости сопряжения последнего с полусферой выпускного сопла и снабжена фиксатором ее положения.

Недостатком известного устройства является невозможность широкого регулирования угла раскрытия факела охладителя при помощи осевого перемещения диафрагмы вдоль цилиндрического канала.

Для широкого регулирования угла раскрытия факела охладителя необходимо изменять расход и давление охладителя. Однако в этих условиях изменение угла раскрытия факела охладителя ограничено в узких пределах. Сказанное снижает универсальность применения устройства по длине и ширине непрерывнолитого слитка в зоне вторичного охлаждения, что требует применения большого числа типоразмеров устройств. Вследствие этого становится невозможным обеспечить необходимый режим вторичного охлаждения, что приводит к браку слитков по внутренним и наружным трещинам.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении универсальности устройства для охлаждения непрерывнолитых слитков посредством расширения диапазона регулирования раскрытия факела охладителя и его расхода.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство для охлаждения непрерывнолитых слитков включает цилиндрический стакан, заканчивающийся с торца выпускным соплом в виде полусферы, разделенной прорезью, диафрагму с осевым цилиндрическим отверстием, втулку, установленную в цилиндрическом стакане с возможностью осевого перемещения, а также фиксатор, проходящий в отверстие в стакане.

Устройство снабжено двумя и более диафрагмами с различными диаметрами отверстий, установленными вплотную друг к другу, при этом на внешней поверхности втулки выполнены стопорные проточки для фиксатора, причем шаг и количество проточек равны соответственно толщине диафрагм и их количеству.

Кроме того, диафрагмы выполнены с конусными осевыми отверстиями.

Повышение универсальности устройства для охлаждения непрерывнолитых слитков происходит вследствие наличия в стакане перед соплом набора нескольких диафрагм с различными диаметрами осевых отверстий с цилиндрическими и конусными поверхностями. В этом случае появляется возможность изменять количество диафрагм в устройстве, менять их местами по высоте стакана, а также сочетать диафрагмы с цилиндрическим и конусными осевыми отверстиями в различном порядке.

В этих условиях появляется возможность изменения угла раскрытия факела охладителя, его дисперсности в широких пределах при постоянных расходах и давлениях охладителя, что позволяет применить для всех зон вторичного охлаждения однотипных устройств и следовательно, обеспечить необходимый режим охлаждения непрерывнолитых слитков во всем диапазоне скоростей их вытягивания. Вследствие этого сокращается брак слитков по внутренним и наружным трещинам.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого устройства с известными техническими решениями. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показано устройство для охлаждения непрерывнолитых слитков, продольный разрез; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг. 3-9 варианты устройства с различным количеством, расположением и типами диафрагм.

Устройство состоит из цилиндрического стакана 1, сопла 2, прорези 3, диафрагм 4, 5, 6 с цилиндрическими отверстиями 7, 8, 9, диафрагм 10, 11, 12 с конусными отверстиями 13, 14, 15, втулки 16, фиксатора 17, стопорных проточек 18, накидной гайки 19, патрубка 20.

Устройство работает следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подается сталь марки 3 сп и из него вытягивается слиток сечением 250х1600 мм со скоростью 1,2 м/мин. Длина жидкой фазы слитка при этом составляет 26,4 м. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживается, направляется при помощи роликов и охлаждается водой, распыливаемой форсунками. Длина зоны охлаждения 18м. Удельные расходы воды вдоль зоны вторичного охлаждения изменяются от максимального значения под кристаллизатором, равном 7,8 м³/м² ˙ч до минимального значения в конце зоны охлаждения, равном 2,2 м³/м² ˙ч.

Для обеспечения такого режима установлены однотипные форсунки, сгруппированные в 9 секций. Расходы воды из каждой форсунки изменяются от 1,4 м³/ч до 0,3 м³/ч. Угол раскрытия факела воды из каждой форсунки изменяется от 60 до 180^о по большой оси и от 15 до 45^о по малой оси. Давление воды на подводящем патрубке 20к каждой форсунке 2,5 кг/см².

Устройство для охлаждения непрерывнолитых слитков выполнено в виде плоскофакельной форсунки, состоящей из цилиндрического стакана 1, заканчивающимся с торца выпуклым соплом в виде полусферы 2, разделенной прорезью 3. Сопло 2 прижимается к стакану 1 при помощи накидной гайки 19. В стакане 1 установлены диафрагмы 4, 5, 6 с осевыми цилиндрическими отверстиями 7, 8, 9 соответственно или диафрагмы 10, 11, 12 с конусными осевыми отверстиями 13, 14, 15 соответственно.

Диафрагмы прижимаются к соплу 2 при помощи втулки 16, имеющей возможность осевого перемещения вдоль стакана 1. Втулка 16 фиксируется при помощи фиксатора 17 в виде винта с конусным окончанием.

Устройство снабжено двумя и более диафрагмами 4, 5, 6 или 10, 11, 12 с различными диаметрами отверстий, установленными вплотную друг к другу. Диаметр отверстий 7, 8, 9 и 13, 14, 15 изменяются от 0,2 до 2,4 мм, на внешней поверхности втулки выполнены стопорные конусные проточки 18 для фиксатора 17. Шаг и количество проточек 18 равны соответственно толщине диафрагм и их количеству.

В данном примере толщина диафрагм 1,5 мм, их количество изменяется от 1 до 3. Угол конуса отверстий 13, 14 15 составляет 10-60^о.

Перед началом процесса разливки в каждом устройстве устанавливается необходимое количество диафрагм с цилиндрическими и конусными осевыми отверстиями, которые фиксируются в стакане 1 при помощи втулки 16 и фиксатора 17. При этом возможна их перестановка по высоте стакана в зависимости от диаметра осевого отверстия, необходимого угла раскрытия факела и расхода воды. Кроме того, установка диафрагм 10, 11, 12 возможна как с прямым, так и с обратным конусом по ходу воды в устройстве.

Стакан 1 навинчивается на подводящий патрубок 20.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить его универсальность при охлаждении непрерывнолитых слитков для обеспечения широкого диапазона углов раскрытия факелов и расходов воды при ее постоянном давлении. Эта универсальность позволяет обеспечить необходимый режим вторичного охлаждения непрерывнолитых слитков, что обеспечивает снижение брака слитков по внутренним и наружным трещинам на 1,1%

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛИТКОВ, содержащее цилиндрический стакан, заканчивающийся с торца выпуклым соплом в виде полусферы, разделенной прорезью, диафрагму с осевым цилиндрическим отверстием, втулку, установленную в цилиндрическом стакане с возможностью осевого перемещения, а также фиксатор, проходящий через отверстие в стакане, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя или более диафрагмами с различными диаметрами отверстий, установленными вплотную друг к другу, при этом на внешней поверхности втулки выполнены стопорные проточки для фиксатора, причем шаг и количество проточек равны соответственно толщине диафрагм и их количеству.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагмы выполнены с конусными осевыми отверстиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9