Установка для непрерывной разливки слитков

 

Использование: в металлургии, в установках непрерывной разливки. Сущность: установка для непрерывной разливки слитков, содержащая кристаллизатор и формообразующую насадку, причем снизу кристаллизатора расположена принимающая нагретый расплав подложка. Подложка выполнена в виде блока, имеющего формат кристаллизатора, в котором выполнено углубление, имеющее в основном форму ванны, причем в углублении симметрично к средней оси подложки расположен по меньшей мере один выступ, причем боковые стенки края подложки и выступа имеют скосы в сторону углубления. 25 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к установке для непрерывной разливки слитков, состоящей из кристаллизатора 1, образованного формообразующей насадкой и подложкой 3, закрывающей кристаллизатор 2 снизу в начальный период разливки, который принимает расплав металла, подаваемый в вертикальном направлении к формообразующей насадке.

Вертикальные установки для непрерывной разливки вышеуказанного вида известны, например, из справочника по алюминию "Aluminium-Taschenbuch", 14 изд. стр. 22 и далее. Кристаллизатор состоит из низкого водоохлаждаемого кольца, которое перед началом разливки закрывается поддоном или подложкой, закрепляемой на опускающемся разливочном столе. После затвердевания металла, вытекающего из литейной печи при низкой температуре, стол опускается и полученный блок подвергается непосредственному охлаждению путем разбрызгивания воды.

Если нижний край отлитого слитка попадает в зону вторичного охлаждения, основание слитка выгибается под углом вверх от подложки. Величина этого выгибания увеличивается с увеличением соотношения сторон и увеличением габаритов слитка. Вследствие этого выгибания слиток теряет устойчивость своего положения на подложке. В зазоре между подложкой и слитком течет вода, которая испаряясь приводит к "выбросам". В сочетании с меньшей устойчивостью слиток может завалиться и перекоситься. Кроме того, вследствие зазора теряется тепловой контакт между подложкой и нижней стороной слитка.

При неблагоприятных условиях слиток может подплавиться у основания и может произойти вытекание металла, что может привести к критическим ситуациям с точки зрения техники безопасности. Кроме того, вследствие процесса выгибания на узкой стороне слитка в кристаллизаторе образующаяся в нем застывшая оболочка отделяется от охлаждающих поверхностей кристаллизатора, увеличение толщины застывающего слоя нарушается, при неблагоприятных условиях оболочка может треснуть и расплавиться, и расплав может вытечь вниз.

Это приводит, с одной стороны, снова к созданию критической ситуации в разливке, а с другой стороны, на узких сторонах образуются так называемые "заливы" (англ. icicles), которые являются помехой при дальнейшей обработке слитка. Так называемое выгибание основания слитка вызывает также образование на подошве слитка части металла, которую необходимо перед дальнейшей обработкой слитка спиливать. На практике процесс выгибания происходит зачастую несимметрично, это дополнительно повышает слой подлежащего удалению металла и усиливает тенденцию к вышеуказанным дефектам.

Известен целый ряд мероприятий, с помощью которых пытались уменьшить напряжения в основании слитка при разливке и тем самым выгибание в основании слитка.

А. Т. Тейлор и др. Metal Progress, 1957, стр. 70(74) уменьшали с помощью сжатого воздуха зону воздействия вторичного охлаждения в фазе заливки и таким образом пытались уменьшить напряжения при больших габаритах слитках.

Н.Б.Бризон Canadian Metaallurgical Quarterly, 7, 1968, стр. 55(59) предлагает так называемое импульсное охлаждение водой, при котором в фазе заливки периодически прерывается поток охлаждающей воды. За счет этого поверхность слитка периодически подогревается и благодаря этому не так сильно повышаются напряжения при охлаждении, что уменьшает выгибание слитка. Для больших установок при использовании этого способа необходимо иметь дорогостоящие, быстросрабатывающие клапаны, с помощью которых можно быстро включать или отключать подвод воды, кроме того, за счет быстрого переключения в трубопроводной сети могут возникать сильные гидравлические удары.

H.Yul Light Metals, AJME Proceedings, 1980, стр. 613(628) пытался воздействовать на сам процесс охлаждения путем растворения в воде газов, например, CO₂. При контакте с горячим слитком газ должен образовать тонкий изолирующий слой пара, снижающий охлаждение, благодаря чему снижается образование напряжений и снижается выгибание слитка. Растворимость CO₂ в воде очень сильно зависит от исходной температуры и состава воды. Целенаправленное регулирование воздействия охлаждения, т.е. согласованное с качеством воды дозирование подачи CO₂, возможно только лишь и использованием дорогостоящих способов измерения.

F. E. Wagstaff (патент США 4693298) предлагает аналогичное решение - незадолго до контакта охлаждающей воды со слитком еще в кристаллизаторе смешивать воду с воздухом. Вдувание воздуха в воду должно действовать аналогично растворению в ней CO₂. Этот способ известен под названием Турбо СРТ (Ceul Reduction Technology). В отношении целенаправленного регулирования охлаждения в зависимости от качества воды это имеет те же ограничения, что и способ с применением CO₂. Кроме того, равномерное распределение воздуха в воде является проблематичным.

На практике все эти мероприятия могут применяться только со значительными техническими затратами.

Кроме того, они связаны с дополнительными сравнительно высокими затратами на обслуживание, а также подачу и расход энергии на получение сжатого воздуха.

Задачей изобретения является усовершенствование установки для непрерывной разливки слитков вышеуказанного вида таким образом, чтобы повысить безопасность процесса разливки и устойчивость слитка и значительно снизить выгибание слитка и образование на нем подлежащего удалению слоя.

Согласно изобретению эта задача решается за счет признаков, включенных в основной пункт формулы изобретения. Другие признаки, обеспечивающие предпочтительное решение этой задачи, содержаться в подпунктах.

Многочисленные эксперименты показали, что величина выгибания слитков при разливке находится в непосредственной связи со скоростью выгибания в самом его начале. Речь шла не только о том, чтобы во время углубления подложки повысить теплосодержание за счет увеличения подвода расплава к основанию слитка в фазе разливки, но и чтобы за счет целенаправленных мероприятий снизить напряжения при охлаждении основания слитка.

Было установлено, что за счет повышения устойчивости застывшей оболочки на подложке можно значительно уменьшить процесс выгибания. Для достижения воспроизводимости хороших результатов необходимо соблюдать точную геометрию подложки, в особенности соотношения между величиной углубления и форматом подложки.

Благодаря выполнению согласно изобретению скосов между периферийным краем подложки и выступом в фазе застывания в подложке сначала образуется своего рода коробка с несколькими сравнительно высокими, круто выступающими вверх стенками, предназначенными по их механическим свойствам для создания устойчивости слитка. Чем больше размер h углубления, тем больше механическая устойчивость слитка. Это приводит к тому, что основание слитка при непрерывной разливке в фазе заливки формируется медленнее и что выгибание происходит в общей сложности в меньшем размере.

За счет выполнения согласно изобретению выступа 6, в основном, трапециевидным поперечным сечением удается, с одной стороны, придать слитку хорошую устойчивость и предотвратить его заваливание в сторону.

С другой стороны, усилие, необходимое в конце процесса разливки для поднятия слитка от подложки, значительно снижается благодаря конусному выполнению выступа по сравнению с усилием, необходимым для поднимания слитка с выступа, имеющего прямоугольное поперечное сечение. Оба этих преимущества совместно значительно улучшают изготовление слитков на установке для непрерывной разливки.

За счет особого выполнения боковых поверхностей выступа, например, путем их рифления или непрерывного изменения угла удается благоприятно воздействовать на тепловой поток, направленный из расплава на подложку, обеспечив хорошее охлаждение застывающего слитка при высоком теплоотводе, выступ охлаждается изнутри или состоит из вставной детали, крепящейся на дне подложки с геометрическим замыканием. В предпочтительной форме выполнения вставную деталь изготавливают из сплава меди, обладающего особенно высокими свойствами теплопередачи.

Если, несмотря на эти мероприятия, вследствие неблагоприятного из-за потока тепла и охлаждения и изменяющегося под действием тепловой нагрузки положения выступа при заливке металла кристаллизатору угрожает опасность повреждения, является целесообразным осуществить частичную или полную подмазку выступа.

Является также возможным уменьшить верхнюю поверхность выступа, обращенную в сторону заливки, и с помощью имеющего форму крышки выступа перевести ее в боковые стенки для образования углубления. Дополнительно с внутренним охлаждением можно обеспечить сбор вытекающей из кристаллизатора охлаждающей воды у основания подложки через направляющие желобки и подачу ее в отверстие для охлаждения. Эта форма выполнения представляет собой особенно простое и надежное устройство для охлаждения подложки.

На фиг.1 показана литейная подложка согласно изобретению в виде A сверху и два поперечных сечения вдоль B и поперек C; на фиг.2 подложка согласно изобретению по фиг.1 с верхней стороной, имеющей форму крышку; на фиг.3 - подложка согласно изобретению с выступом, имеющим эллиптический контур; на фиг.4 подложка согласно изобретению по фиг.3 с выпуклыми боковыми сторонами; на фиг. 5 подложка согласно изобретению с рифленой боковой поверхностью; на фиг. 6 подложка согласно изобретению со вставной деталью; на фиг.7 подложка согласно изобретению, на верхней стороне которой выполнена канавка; на фиг. 8 подложка согласно изобретению с двумя параллельно проходящими выступами; на фиг. 9 подложка, согласно изобретению в которой выступы охлаждаются изнутри; на фиг.10 подложка согласно изобретению с боковыми направляющими пластинами; на фиг.11 подложка согласно изобретению с выступом, проходящим от одного края к другому; на фиг.12 схематическое изображение процесса выгибания слитка от края к краю установки для непрерывной разливки; на фиг. 13 сравнительный пример изгибания слитка стандарт/изобретение; на фиг. 14 выгибание при разной глубине ванны стандарт/изобретение; на фиг.15 отклонение толщины слитка в зависимости от длины отливки стандарт/изобретение.

На фиг. 1 представлена литейная подложка согласно изобретению в виде сверху A и в двух сечениях B, C. Подложка 3 имеет по периферии край 4, скошенный в сторону углубления 5. Угол скоса составляет C 0-30^o, а высота периферийного края 4 составляет h 60-220 мм.

Так, например, у слитков формата 600х200 мм углубление согласно изобретению составляет 80 мм, в то время как при формате 2200х600 мм или 1050х600 мм углубление может составлять 140±40 мм. Ширина S периферийного края составляет предпочтительно 5-40 мм.

Симметрично к средним осям 7, 8 подложки согласно изобретению внутри углубления 5 расположен выступ 6. Он состоит из конусной части, имеющей в поперечном сечении форму трапеции и образованной наклонными боковыми поверхностями 11,12,13.

Наклон боковой стенки 11 и 12 составляет от 30 до 60^o (угол d) в то время как наклон боковой поверхности 13 составляет от 30-36^o (угол е) к вертикали.

Расстояние между краем 4 и выступом 6 на дне углубления 5 составляет от 0-200 мм, причем расстояние до узкой стороны, обозначенной на чертеже "a", составляет предпочтительно 100-150 мм, а до широкой стороны подложки, обозначенной на чертеже "b", составляет предпочтительно 30-100 мм. Кроме того, на дне углубления 5 находится сливной канал 32 для слива охлаждающей воды, собирающейся в углублении.

Высота H выступа 6 составляет предпочтительно, приблизительно от половины до двух третей высоты h углубления 5. Является предпочтительным, если края боковых стенок 11,12 и 13 выступа 6 закруглены. В сечении B и C закрепление выполнено с радиусом R.

На фиг. 1 показано самое простое выполнение изобретения. Подложка выполнена из сплошного материала. Она имеет внутренний контур в виде ванны, причем глубина ванны h зависит от ширины слитка. Обычно такая ванна имеет периферийный край шириной S, причем эта ширина не должна быть постоянной по периметру слитка.

Ванна выполнена не полностью из сплошного материала, в ней остается конус согласно изобретению. Форма этого конуса в простейшем случае является прямоугольной. Расстояние "a" выбирается таким, чтобы дополнительно можно было проложить отверстие для отвода воды с целью предотвращения выброса пара в сторону или вниз. Эти отверстия в начале разливки обычно закрыты.

Размеры конуса и ванны могут быть так согласованы друг с другом, чтобы объем заполнения подложки соответствовал объему обычной подложки. В этом случае является возможным скомбинировать способ разливки с применением подложки с конусом с уже известными мероприятиями для снижения напряжений в фазе разливки, например, разливка в применением CO₂, пульсирующей подачей воды или турботехникой.

Согласно фиг. 2 плоскость 25 на выступе, имеющем форму крыши, снабжена скосами к узким сторонам. При этом получаются наклонные поверхности 23,24, являющиеся особенно предпочтительными при плоской подаче металла для получения стабильного слоя по краям. Наклонные поверхности 23,24 к узким сторонам прямоугольной подложки выбираются такими, чтобы оболочка, образованная на верху выступа в фазе во время и после выгибания, не омывалась непосредственно потоком.

Для пояснения эффекта, создаваемого изобретением, ниже приводятся два примера. В первом примере речь идет о слитке размером 600х200 мм, что соответствует размерам подложки также 600х200 мм. В этом случае поверхность 23 выступа 25 имеет следующие размеры: L₁ составляет около 1/8 длины конуса, а L₂ около 1/4 длины конуса, причем длина конуса в зоне основания составляет 480 мм, а в зоне верхней стороны выступа 285 мм.

Толщина или ширина при конусообразном выполнении выступа составляет в верхней зоне 70 мм, а в нижней зоне основания 100 мм.

Во втором примере слиток размером 1000х400 мм отливают в кристаллизаторе соответствующего размера. При этом подложка имеет конусообразный выступ, длина которого в нижней зоне (зоне основания) равна 870 мм, а в верхней зоне 620 мм. Толщина или ширина конусообразного выступа составляет в верхней зоне 95 мм, а в зоне основания 200 мм. Эта установка относится к форме подложки, изображенной на фиг. 2. Углы g и f на длинах L₁ и L₂ лежат в диапазоне 30-60^o. При закруглении острой кромки должны образовываться соответствующие углы для определения правильного положения.

На фиг.3 показан еще один вариант выполнения подложки, в котором плоская поверхность выступа имеет форму эллипса с расстояниями R1, R2, R3 и R4. В примере согласно фиг.3 они имеют следующие соотношения: при радиусе R3 у основания выступа радиус R1 составляет около 70% от R3, при ширине R4 у основания выступа R2 составляет около 75% от R4.

В примере выполнения по фиг.3 так же, как и на фиг.1 углы c, d и e следует выбирать такими, чтобы слиток при усадке имел устойчивую опору на выступе 6, однако в конце процесса разливки его можно было легко отделить. При слишком крутом угле, например, больше 65^o слиток скатывается по конусу и не имеет устойчивой опоры. При слишком малом угле, меньшем чем 25^o слиток так сильно зажимается на конусе, что становится трудно поднять его с подложки. Выступ с эллипсоидным контуром имеет преимущество, заключающееся в том, что при оптимальном угле может быть задан больший диапазон, при котором основание слитка не зажимается слишком сильно и не теряет свою устойчивость.

В качестве варианта к фиг.3 на фиг.4 представлено, что боковые стенки выступа 16 выполнены бочкообразными. Начиная от основания 5, углубления угол x наклона боковых поверхностей 15 непрерывно увеличивается благодаря чему образуется фасонный скос 28. По сравнению с вариантом, показанным на фиг.3, установка для непрерывной разливки с показанной здесь подложкой имеет более благоприятные характеристики режима в стадии заливки и в конце ее.

Согласно форме выполнения подложки согласно изобретению, представленной на фиг.5, она имеет выступ 33, боковые стенки которого 34,35 выполнены с рифленой структурой. Рифления 14 имеют изменяющийся угол V, W, причем один из двух углов меньше, а другой больше, чем оптимальный угол. За счет этого основание слитка может получать усадку на конусообразных боковых поверхностях и одновременно катиться вверх. Благодаря этому слиток во время разливки имеет устойчивую опору.

После окончания процесса разливки поверхность сцепления между слитком и рифлеными боковыми стенками 34,35 настолько мало, что слиток может быть отделен от подложки без больших дополнительных затрат усилий.

При неблагоприятной подаче расплава в кристаллизатор или при разливке сплавов, склонных к прилипанию, а также в случае слишком горячих расплавов возникает опасность подплавления выступов и приварки основания слитка к боковым стенкам выступа. Согласно изобретению эта проблема решается путем нанесения на поверхность выступа покрытия или подмазки, причем покрытия или подмазки могут наноситься частично.

За счет нанесения покрытий или нанесения подмазки можно так воздействовать на теплопередачу от расплава к выступу, что подведенное тепло отводилось от выступа в более короткий срок, чем оно могло бы быть необходимо для нагрева вплоть до подплавления. Это создает в фазе заливки, в которой еще не имеется оболочки на выступе, защиту поверхности выступа от подаваемого расплава.

Другое решение для преодоления описанных тепловых проблем состоит согласно фиг. 6 в том, что подложка выполнена не из сплошного материала, а ее выступ изготовлен из другого материала, предпочтительно, из сплава меди и вставлен в подложку с геометрическим замыканием. Вставка 26 может быть дополнительно привинчена или крепиться за счет усадки ко дну 27 подложки 3.

В этом решении вставка 26 в фазе заливки полностью проявляет эффект охлаждения, так как выступ, выполненный из сплава меди, выдерживает более высокую термическую нагрузку, чем подложка, выполненная из сплава алюминия.

Согласно еще одному примеру выполнения подложка согласно изобретению снабжена выступом 38 в ваннообразном углублении 5, который имеет на своей поверхности проходящий в продольном направлении паз 26. Глубина паза 26 выбрана такой, чтобы основание слитка могло катиться вверх на конусообразную часть выступа, не прекращая взаимодействия с пазом. Ширина паза выбирается такой, чтобы он мог хорошо заполняться расплавом металла, благодаря чему на основании слитка образуется твердая перемычка, которая входит в паз 26.

Если угол e боковой поверхности выступа с продольной стороной больше, чем оптимальный угол, слиток под действием усадки прижимается вверх к конусу. При этом может произойти, что слиток по-разному поднимается с двух продольных сторон.

Следствием этого является то, что слиток в зоне основания получает острый изгиб. Слиток направляется через паз таким образом, что он равномерно катится с двух сторон равномерно по конусу и имеет хорошую устойчивость. В принципе паз может быть заменен на одно или несколько отверстий или на другую направляющую.

Согласно фиг.8 в углублении подложки в продольном направлении расположено несколько параллельно проходящих выступов 33,34. По сравнению с подложкой, показанной на фиг.1, имеющей только один выступ, высота hs в рассматриваемом примере имеет меньшую величину, благодаря чем по сравнению с вышеприведенными примерами увеличивается ограниченный краем 4 объем. Полость для заливки расплава на подложку согласно фиг.8 является особенно благоприятной для сплавов, обладающих плохими свойствами литья.

На фиг.9 показана подложка с несколькими отверстиями 29 в выступе 6 для охлаждающей воды. В качестве охлаждающей среды предпочтительно применяется вода. Охлаждающая среда может также целенаправленно подаваться в зоны особо высоких нагрузок конусообразного выступа. На фиг.9 в качестве насадок показаны охлаждающие спирали. Подвод воды обозначен позицией 39 и сообщается с полостью 40 для воды, из которой охлаждающая среда подается в охлаждающие спирали. Отвод воды осуществляется через трубопровод 41 непосредственно из охлаждающих спиралей через стенку подложки.

Если подача охлаждающей воды через отдельный трубопровод является недостаточной, можно дополнительно использовать также дополнительно вторичное охлаждение установки для непрерывной разливки.

При этом вторичная охлаждающая вода собирается в улавливающем устройстве, расположенном на подложке, и через отверстия 31 отводится в полость подложки. Улавливающее отверстие состоит, предпочтительно из направляющего листа 30, закрепленного непосредственно на нижней стороне подложки. Вывод воды через трубопровод 32, расположенный по центральной оси 8 под выступом 6. Вторичная вода показана стрелкой 43.

Так как охлаждение необходимо только при выполнении подложки и кристаллизатора до входа нижнего края слитка в зону вторичного охлаждения, является достаточным, чтобы снабжение водой осуществилось только лишь той водой, которая отходит из зоны вторичного охлаждения.

Форма выполнения на фиг.11 показывает часть выступа 17, проходящего в продольном направлении, окруженного краем 4, который имеет поперечное сечение в виде трапеции. Наклонные боковые поверхности 18,19 образуют сравнительно широкие канавки b, благодаря чему здесь могут отливаться сравнительно легко разливаемые сплавы, как например, чистый алюминий.

На фиг.12 схематично изображено поведение оболочки отливаемого слитка в зоне узких сторон установки для непрерывной разливки прокатываемых слитков. Изменение по времени обозначено T1-T4, причем видно, как образуется выпуклость у основания 42 слитка. Позицией 1 обозначена горячая головка с нависающей частью F. Подложка 3 вводится в кристаллизатор, и процесс заполнения начинается. В положении T2 оболочка полностью сформирована, а в положении T3 на слитке за счет процесса усадки образуется острый изгиб. В зоне, отмеченной точкой, может возникать ликвация.

На фиг. 13 показан вариант выполнения подложки согласно изобретению для формата 110х400 мм, в котором обеспечивается уменьшение выгибания основания слитка относительно обычной подложки при тех же условиях разливки. Обычная подложка имела глубину 60 мм, подложка согласно фиг.1 глубину 160 мм и конус 100 мм. Выгибание во время разливки регистрировалось линейным путевым датчиком, места измерения находились посередине боковой стороны, изображено соответствующее среднее значение показателей, замеренных слева и справа (или спереди и сзади). Выгибание в конце фазы разливки снижается на каждой стороне приблизительно с 33 мм до приблизительно 18 мм.

Как видно из характеристики скорости выгибания, которая является скоростью, с которой узкие стороны приподнимаются от подложки, с помощью подложки с конусом в первую очередь снижается скорость выгибания в самом его начале. Эта скорость у обычных подложек находится на уровне скорости разливки около 50 мм/мин на каждой стороне. При неравномерном распределении выгибания на обеих сторонах это означает, что одна из узких сторон может перемещаться вверх противоположно направлению разливки. В кристаллизаторах для слитков с головкой это может привести к повреждению головки. За счет выполнения подложки с конусом снижается максимальная скорость выгибания до менее чем 20 мм/мин. Даже при одностороннем выгибании результирующая скорость выгибания с другой стороны остается меньше, чем скорость ликвации.

Незначительное выгибание приводит к созданию меньшего зазора между подложкой и кристаллизатором. В этот зазор попадает вода, она испаряется, и слиток может "танцевать" на подложке. Этому эффекту можно противодействовать путем выполнения дренажных отверстий в зоне узких сторон в ванне. Эти отверстия закрываются в начале разливки пробками из алюминия. Пробки заливаются с нижней стороны слитка и вытягиваются из отверстий при деформации основания слитка.

Прежде чем попавшая в зазор вода окажет свое действие на слиток, она может вытечь через отверстие. За счет небольшой деформации в случае подложки с конусом в зазор поступает меньше воды, поэтому необходимо иметь меньше дренажных отверстий.

На фиг. 12 схематично показано, как застывшая оболочка 43 поднимается в зоне узких сторон в процессе выгибания от рабочей поверхности кристаллизатора и приводит к образованию зазора с сильно замедленным отводом тепло из оболочки. Вследствие застаивания тепла могут возникнуть ликвации, вплоть до полного растворения оболочки. При применении подложки с конусом, при которой уменьшается выгибание слитка, этот зазор уменьшается.

Такое уменьшение скорости выгибания приводит к увеличению абсолютной скорости опускания застывшей оболочки в этой зоне, критическая повреждаемая зона опускается из кристаллизатора быстрее в зону вторичного охлаждения. На практике отмечается значительное уменьшение склонности к ликвации, также к образованию в связи с этим заливов.

На фиг.14 показаны результаты экспериментов по уменьшению выгибания при применении подложки с конусом для формата 600х200 мм по сравнению с обычными подложками. Производилось сравнение обычной подложки с различной глубиной от 0 до 80 мм и подложки согласно изобретению с конусами высотой 40 мм, 60 мм и 80 мм при глубине ванны 80 мм, а также другой подложки согласно изобретению глубиной 60 мм и конусом 40 мм. (фиг.14,1-4).

Во всех экспериментах условия разливки были одинаковыми, в частности, были использованы те же скорости разливки и одинаковые количества охлаждающей воды.

Выяснилось, что у обычной подложки, начиная с глубины ванны 20 мм, при возрастающей глубине ванны выгибание снижается от 18 мм до значения 12 мм при глубине ванны 80 мм. За счет конуса выгибание может еще более уменьшиться. При этом увеличивающаяся высота конуса действует в направлении дополнительного повышения жесткости основания слитка, т.е. в направлении снижения выгибания. При конусе 80 мм выгибание составляет только 8-9 мм. И при глубине подложки 60 мм дополнительно снижается углубление за счет конуса приблизительно на 1-2 мм. Углубление одной лишь ванны без конуса, как показано на фиг.13, на которой для вышеописанного эксперимента с подложкой с глубиной 80 мм, а также с подложками, имеющими конусы, толщина слитка переносится к центру продольных сторон в направлении разливки, что приводит к неблагоприятным характеристикам усадки в зоне основания. Под действием большого количества тепла у подложек без конуса в фазе заливки образуется более глубокий отстойник, который приводит к более сильной усадке в сочетании с утолщением основания слитка.

Как схематически показано на фиг.12, изображающей установку для непрерывной разливки слитков, формообразующая насадка может состоять из горячей насадки 1 с нависающей частью F, вступающей в полость кристаллизатора (пункт 25 формулы изобретения).

Формообразующая насадка 1 может быть выполнена в виде "воздушного кристаллизатора" или в виде электромагнитного кристаллизатора. На фиг.12 это изображено заштрихованным участком (с позицией 1).

Формула изобретения

1. Установка для непрерывной разливки слитков, содержащая кристаллизатор с формообразующей насадкой и соответствующую размеру кристаллизатора подложку с центральным углублением, отличающаяся тем, что подложка в центральном углублении выполнена по меньшей мере с одним центральным выступом, причем внутренние боковые стенки подложки и боковые стенки выступа выполнены со скосами, V-образными в сечении.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в продольном сечении боковые стенки углубления наклонены под углом 0 30^o, а стенки выступа под углом 30 60^o к вертикали.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что подложка и выступ имеют прямоугольную форму в виде сверху.

4. Установка по любому из пп.1 3, отличающаяся тем, что выступ имеет выпуклую форму.

5. Установка по любому из пп.1 4, отличающаяся тем, что в поперечном сечении стенки выступа наклонены под углом 30 36^o к вертикали.

6. Установка по любому из пп.1 5, отличающаяся тем, что в продольном сечении расстояние между боковой стенкой углубления и выступом на дне углубления составляет 100 150 мм, а в поперечном сечении 30 100 мм.

7. Установка по любому из пп.1 6, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна пара противолежащих боковых поверхностей выступа имеет ступенчатое рифление 14.

8. Установка по любому из пп.1 7, отличающаяся тем, что ступенчатые рифления выступа имеют изменяющийся угол V, W.

9. Установка по любому из пп.1 5, отличающаяся тем, что в продольном сечении расстояние между боковой стенкой углубления и выступом в зоне углубления равно 0.

10. Установка по любому из пп.1 9, отличающаяся тем, что ширина стенки подложки в верхней ее части составляет 5 40 мм.

11. Установка по любому из пп.1 10, отличающаяся тем, что в продольном сечении соотношение между высотой подложки и наибольшей глубиной углубления составляет от 1 2 до 1 3.

12. Установка по любому из пп.1 11, отличающаяся тем, что верхняя средняя часть выступа выполнена плоской.

13. Установка по любому из пп.1 12, отличающаяся тем, что в продольном сечении выступ имеет в своей верхней части, на обеих противоположных сторонах, дополнительные скосы.

14. Установка по любому из пп.1 13, отличающаяся тем, что верхняя сторона выступа имеет множество отверстий или канавок для создания геометрического замыкания с застывающим металлическим расплавом.

15. Установка по любому из пп.1 14, отличающаяся тем, что выступ и его верхняя сторона имеют на виде сверху форму эллипса.

16. Установка по любому из пп.1 15, отличающаяся тем, что выступ выполнен из материала, обладающего по сравнению с материалом подложки большей теплопроводностью и жаростойкостью и закреплен в углублении с натягом.

17. Установка по любому из пп.1 16, отличающаяся тем, что вставка выполнена из сплава меди.

18. Установка по любому из пп.1 17, отличающаяся тем, что выступ имеет по крайней мере на верхней поверхности покрытие.

19. Установка по любому из пп.1 18, отличающаяся тем, что выступ полностью или частично покрыт подмазкой.

20. Установка по любому из пп.1 19, отличающаяся тем, что переход от плоскости дна углубления к боковой стенке выступа закруглен с радиусом закругления меньше 5 мм.

21. Установка по любому из пп.1 20, отличающаяся тем, что выступ имеет по меньшей мере одно отверстие для охлаждающей воды.

22. Установка по любому из пп.1 21, отличающаяся тем, что она снабжена направляющими лотками для улавливания воды, расположенными на длинных боковых сторонах подложки, причем в ее дне выполнены отводящие каналы, сообщающиеся с лотками.

23. Установка по любому из пп.1 22, отличающаяся тем, что в дне углубления выполнены отводящие дренажные отверстия, расположенные симметрично к поперечной оси подложки.

24. Установка по любому из пп.1 23, отличающаяся тем, что в углублении расположены два параллельных выступа, проходящие вдоль продольной оси и имеющие трапециевидное поперечное сечение, причем расстояние в поперечном сечении между выступами превышает расстояние от боковых поверхностей углубления до выступов, а дренажные отверстия в дне углубления расположены между выступами.

25. Установка по любому из пп.1 24, отличающаяся тем, что в качестве формообразующей насадки применяют тепловую прокладку, выступающую в полость кристаллизатора.

26. Установка по любому из пп.1 25, отличающаяся тем, что в качестве формообразующей насадки применяют "воздушный" или электромагнитный кристаллизатор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15