Установка для непрерывного литья цветных металлов и сплавов

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при непрерывном литье цветных металлов и сплавов. В установке для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащей литейной колесо с желобом, бесконечную металлическую ленту, направляющий ролик, натяжной ролик, систему охлаждения, внутри желоба литейного колеса дополнительно установлен ролик, контактирующий с боковыми стенками желоба, входящий в желоб на глубину, составляющую 0,38 - 0,77 высоты желоба, система охлаждения выполнена в виде оросителя, охлаждащего металлическую ленту внутренней полости литейного колеса, заполненной охладителем, омывающим донную часть желоба, и струйных охладителей, омывающих наружные боковые стенки желоба. Боковая наружная и донная наружная части желоба выполнены с развитой поверхностью, например, оребренным или рифлеными, верхняя часть желоба снабжена фланцем, а между ним и наружной боковой стенкой желоба выполнена галтель. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литейным машинам, для непрерывного литья цветных металлов и сплавов.

Известна машина для непрерывного литья цветных металлов, включающая роторный кристаллизатор, выполненный в виде литейного колеса с желобом на ободе и бесконечной стальной ленты, перекрывающей часть желоба (Патент США N 3868989, кл. B 22 D 11/06, 1975).

К недостаткам известной машины относится низкая стойкость стальной ленты. Центральный участок стальной ленты, находящийся в непосредственном контакте с жидким металлом, испытывает высокое термическое напряжение, приводящее к изгибу ленты, т. к. периферийные участки, контактирующие с ободом колеса, охлаждаются сильнее. В результате ленты испытывают неравномерные циклические напряжения, приводящие ленты к остановке процесса литья.

Известна установка для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащая литейное колесо с желобом, бесконечную металлическую ленту, направляющий ролик с кольцевой канавкой и натяжной ролик, а также установленный внутри желоба между узлом подачи металла и местом выхода заготовки ролик, контактирующий с боковыми стенками желоба, и систему охлаждения (авт. св. СССР N 613704, кл. B 22 D 11/06, 1978).

По наличию сходных признаков и достигаемому техническому результату данное решение выбрано в качестве прототипа.

Известное решение повышает стойкость ленты, но не решает комплексной задачи как повышение эксплуатационной стойкости оборудования, так и повышение качества отливаемой заготовки. Кроме стойкости ленты важнейшим вопросом является повышение стойкости самого кристаллизатора литейного колеса с желобом. В известной машине не решается вопрос о снятии термических нагрузок на ленту, а только о компенсации этих нагрузок, что в конечном итоге не обеспечивает надежной эксплуатационной стойкости и получение высококачественной заготовки. Изготовление же обода натяжного ролика с покрытием из термостойкого низкотеплопроводного материала требует как дополнительных затрат на сам материал, так и на покрытие.

С целью повышения эксплуатационной стойкости оборудования и повышения качества литой заготовки в предлагаемой установке для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащей литейное колесо с желобом, бесконечную металлическую ленту, направляющий ролик, натяжной ролик, систему охлаждения, внутри желоба литейного колеса установлен ролик, контактирующий с боковыми стенками желоба, причем указанный ролик входит в желоб на глубину, составляющую 0,38 0,77 высоты желоба, а система охлаждения выполнена в виде оросителя, охлаждающего металлическую ленту, внутренней полости литейного колеса, заполненной охладителем, омывающим донную часть и струйных охладителей, омывающих наружные боковые стенки желоба, при этом боковая наружная поверхность желоба и наружная донная часть желоба выполнена с развитой поверхностью, например, оребренной или рифленно, кроме того, верхняя часть желоба может быть снабжена фланцем, а между фланцем и наружной боковой стенкой желоба может быть выполнена галтель.

Сравнение изобретения с прототипом и другими известными решениями в данной области не выявило наличия идентичных и сходных признаков.

Таким образом, изобретение отвечает критерию "новизна" и имеет изобретательский уровень.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

При литье жидкого металла в кристаллизатор, образованным желобом литейного колеса и металлической лентой, действуют как термические, так и механические нагрузки. Важным моментом для технологии непрерывного литья является точное сохранение геометрических размеров кристаллизатора в процессе. В данном решении проблема решается установкой внутрь желоба ролика на глубину 0,38 0,77 высоты желоба, который контактирует с боковыми стенками желоба, и расположен до узла подачи металла. Ролик в данном случае предотвращает деформацию желоба литейного колеса за счет его термической деформации и механических воздействий, сохраняя геометрию кристаллизатора и тем самым геометрию заготовки, а в дальнейшем и качество горячекатанного проката (катанки).

Струйные охладители, омывающие непосредственно наружные боковые стенки желоба обеспечивают эффективное охлаждение самой отливаемой заготовки, повышая тем самым ее качество (за счет повышения скоростей охлаждения улучшается структура отливаемой заготовки), и кроме того, снимают избыточные термические нагрузки с металлической ленты, повышая тем самым ее стойкость.

Выполнение боковой наружной поверхности желоба и его наружной донной части с развитой поверхностью, например, оребренными или рифлеными, наличие фланца в верхней части желоба и галтели между фланцем и наружной боковой стенкой желоба повышает эффективность охлаждения, а следовательно, и качество заготовки и эксплуатационную стойкость оборудования.

Установка ролика внутрь желоба на глубину менее, чем 0,38 его высоты не обеспечивает в полной мере сохранение геометрических размеров кристаллизатора в процессе, что приводит к технологическим нарушениям при литье и снижению качества заготовки.

Установка ролика на глубину 0,77 высоты желоба нецелесообразна, т.к. жесткость желоба уже обеспечивается конструкцией его выполнения и повышается трение между роликом и желобом, что приводит к быстрому износу желоба, изменению его геометрических размеров.

Установка состоит (см. фиг.1,2) из литейного колеса 1 с желобом 2, перекрытым по части окружности бесконечной металлической лентой 3, направляющего ролика 4, натяжного ролика 5, ролика 6, установленного внутри желоба 2 литейного колеса 1, оросителя металлической ленты 7, системы струйных охладителей 8, омывающих боковую наружную поверхность желоба 2.

Установка работает следующим образом.

Жидкий металл из дозатора 9 поступает в роторный кристаллизатор, образованный желобом 2 литейного колеса 1 и бесконечной металлической лентой 3. Кристаллизация отливки происходит за счет охлаждения донной части желоба 2 охладителем, находящимся в полости литейного колеса 1, охлаждения наружных боковых стенок желоба 2 струйными охладителями 8 и охлаждения металлической ленты оросителем 7.

Получаемая в процессе литья заготовка 10 поступает затем в прокатный стан и из нее изготавливается катанка различного диаметра, которую используют для производства электротехнических изделий. Важными показателями для катанки является ее удельное электрическое сопротивление и прочность.

В процессе испытаний были взяты образцы катанки, полученной на агрегате НЛП-АК-4,5 и на предлагаемой установке на базе этого агрегата.

Результаты испытаний показали следующее.

Средняя величина удельного электросопротивления катанки, полученной на предлагаемой установке, 0,02788 Ом·мм²/м катанки, полученной на серийном агрегате, 0,02820 Ом·мм²/м среднее значение величины предела прочности катанки на разрыв на опытной установке 100,2 МПа, на серийной 97 МПа.

Таким образом, предлагаемая установка не только обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости литейного оборудования в 2 3 раза, но и повышение качества литой заготовки, что повышает качество кабельной продукции.

Формула изобретения

1. Установка для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащая литейное колесо с желобом и узлом подачи металла, бесконечную металлическую ленту, направляющий и натяжной ролики, установленный внутри желоба между узлом подачи металла и местом выхода заготовки ролик, контактирующий с боковыми стенками желоба, и систему охлаждения, отличающаяся тем, что контактирующий с боковыми стенками желоба ролик входит в желоб на глубину, составляющую 0,38 0,77 высоты желоба, а система охлаждения выполнена в виде охлаждающего металлическую ленту оросителя, заполненной охладителем внутренней полости литейного колеса и омывающих наружные боковые стенки желоба струйных охладителей.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что боковая наружная поверхность желоба выполнена с развитой поверхностью.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что боковая наружная поверхность желоба выполнена оребренной.

4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что боковая наружная поверхность желоба выполнена рифленой.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что наружная донная часть желоба выполнена с развитой поверхностью.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что наружная донная часть желоба выполнена оребренной.

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что наружная донная часть желоба выполнена рифленой.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть желоба имеет фланцы.

9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что между фланцем и наружной боковой стенкой желоба выполнена галтель.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2