Ороситель ленты роторного кристаллизатора для литья цветных металлов и сплавов

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литейным машинам для непрерывного литья цветных металлов и сплавов. Изобретение позволяет повышать равномерность охлаждения ленты кристаллизатора и заготовки, увеличивать срок службы оборудования и повышать эффективность использования охлаждающей среды, т.е. снижение ее расхода. Ороситель ленты роторного кристаллизатора для литья цветных металлов и сплавов включает металлический дугообразный коробчатый корпус с регулируемыми форсунками. Каждая из форсунок установлена на корпусе оросителя под углом β = 55-60 ^o к касательной к оси корпуса оросителя в месте установки форсунки и снабжена каналом. Канал соединен через отверстие с полостью оросителя. Перед выходным отверстием канала форсунки установлен отражатель в виде плоской поверхности, распложенной в продольной оси канала форсунки под углом α =01155-60 ^o. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к 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 МКИ B 22 D 11/06, НКИ 164-433, 1975 г.).

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, так как периферийные участки ленты, контактирующие с ободом колеса, охлаждаются сильнее. В результате лента испытывает неравномерные циклические напряжения, приводящие к разрушению ленты и остановке процесса литья.

Известна машина роторного типа для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащая литейное колесо с желобом, бесконечную металлическую ленту, направляющий ролик с кольцевой канавкой и натяжной ролик. (А.с. СССР N 1047581, B 22 D 11/06, 1983 г.).

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 получения высококачественной заготовки.

Известна установка непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащая литейное колесо с желобом и узлом подачи металла, бесконечную металлическую ленту, направляющий и натяжной ролики и систему охлаждения в виде охлаждающего металлическую ленту оросителя, заполненного охладителем внутренней полости литейного колеса и омывающих наружные боковые стенки желоба струйных охладителей (патент РФ N 2081722, B 22 D 11/06, 1996 г.).

По наличию сходных признаков, по решаемым задачам данное решение выбрано в качестве прототипа.

К недостаткам известной установки относится то, что она не обеспечивает в полной мере высокое качество заготовки из-за недостаточно равномерного охлаждения металлической ленты кристаллизатора, так же из-за неравномерного охлаждения и возникающих вследствие этого термических напряжений не достаточно высок срок службы ленты.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение срока службы оборудования и повышение качества заготовки для дальнейшей переработки, в частности для производства алюминиевой катанки.

Техническим результатом является повышение равномерности охлаждения ленты кристаллизатора и заготовки и повышение эффективности использования охладителя, т.е. снижение его расхода.

Указанный технический результат достигается тем, что в оросителе ленты роторного кристаллизатора для литья цветных металлов и сплавов, состоящем из металлического дугообразного коробчатого корпуса с форсунками, каждая из форсунок установлена на корпусе оросителя под углом β = 55 - 60^o к касательной к оси корпуса оросителя в месте установки форсунки и снабжена каналом, соединенным через отверстия с полостью оросителя, причем перед выходным отверстием канала форсунки установлен отражатель, выполненный в виде плоской поверхности и расположенный к продольной оси канала форсунки под углом α = 55-60^o. При этом каждая из форсунок снабжена устройством для регулирования проходного сечения канала форсунки. Регулирование проходного сечения канала форсунки может осуществляться при помощи винта-клапана, установленного в корпусе форсунки с возможностью фиксации.

Сравнение предлагаемого устройства с аналогичными существующими устройствами как по прототипу, так и аналогами показывает что оно отличается: - установкой каждой форсунки на корпусе оросителя под углом β = 55-60^o к касательной к оси корпуса оросителя в месте установки форсунки; - каждая из форсунок снабжена каналом, соединенным через отверстие с корпусом оросителя, причем перед выходным отверстием канала форсунки установлен отражатель, выполненный в виде плоской поверхности, расположенной к продольной оси канала под углом α = 55-60^o; - каждая из форсунок, установленных на корпусе оросителя, снабжена устройством для регулирования проходного сечения канала форсунки; - регулирование проходного сечения канала форсунки может осуществляться при помощи винта-клапана, установленного в корпусе форсунки с возможностью фиксации.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения с прототипом и другими известными решениями в данной области выявило следующее: - известна система охлаждения машины для непрерывного литья цветных металлов, включающая роторный кристаллизатор, выполненный в виде литейного колеса с желобом на ободе, и бесконечной стальной ленты, перекрывающей часть желоба [1]; - известна система охлаждения машины роторного типа для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащая литейное колесо с желобом, бесконечную стальную ленту, направляющий ролик с кольцевой канавкой и натяжной ролик [2]; - известен струйный ороситель ленты и система струйных охладителей боковой поверхности желоба литейного колеса установки непрерывного литья цветных металлов и сплавов, состоящей из литейного колеса с желобом, перекрытым по части окружности бесконечной металлической лентой, натяжного ролика, направляющего ролика, ролика установленного внутри желоба литейного колеса. [3] .

Не выявлено в процессе поиска технических решений, характеризующихся идентичными или эквивалентными признаками с предлагаемым, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию изобретения "изобретательский уровень" и "промышленная применимость".

Предлагаемое устройство было успешно испытано в промышленных условиях.

Техническая сущность предполагаемого изобретения поясняется фиг. 1 - на которой показан общий вид оросителя ленты роторного кристаллизатора, на фиг. 2, 3 - форсунка.

Ороситель ленты роторного кристаллизатора состоит из металлического коробчатого корпуса 1, подводящего патрубка 2 для охлаждающей среды и регулируемых форсунок 3.

Каждая форсунка состоит из корпуса 4 со сквозным отверстием соединенным с полостью корпуса 1. Регулирование площади проходного сечения канала форсунки осуществляется клапаном-винтом 5, закрепленным в корпусе форсунки 4 стопорными шайбами 6.

Ороситель ленты роторного кристаллизатора для литья цветных металлов и сплавов работает следующим образом. Охлаждающая среда через патрубок 2 подается в корпус 1 и через форсунки 3 направляется на охлаждение ленты роторного кристаллизатора. Требуемая ширина факела охлаждающей среды достигается за счет выборки отражателя корпуса форсунки 4, выполненного в виде плоской поверхности, расположенной под углом α = 55-60^o к продольной оси канала форсунки. Расход охлаждающей среды на каждой форсунке регулируется клапаном-винтом 5, закрепленным в корпусе форсунки 4 стопорными шайбами 6.

Форсунка предложенной конструкции с указанными углами α = 55-60^o и β = 55-60^o обеспечивает подачу охлаждающей среды в виде плоского факела толщиной 1-2 мм и углом падения охлаждающей среды на ленту кристаллизатора под углом 55-60^o, что исключает образование "паровой рубашки" и увеличивает эффективность охлаждения. Данный диапазон углом и обусловлен тем, что при углах меньших или больших нижней и верхней границ, соответственно, снижается эффективность охлаждения и увеличивается расход охлаждающей среды.

Оптимальное расстояние между форсунками 65-68 мм. Диапазон углов и расстояние между форсунками получены опытным путем.

При производительности роторного кристаллизатора 6 т/час металла, расход воды на ороситель (в зависимости от температуры подводимой охлаждающей среды и температуры металла составляет 3,5-4,5 м³/ч.

Предлагаемое решение позволяет повысить срок службы ленты, снижает расход охлаждающей среды, повышает качество заготовок (снижение брака при дальнейшей переработке, в частности, при производстве катанки).

ИНФОРМАЦИЯ 1. Патент США N 3868989, МКИ B 22 D 11/06, НКИ 164-433, 1975 г.

2. А.с. СССР N 1047581, B 22 D 11/06, 1983 г.

3. Патент РФ N 2081722, B 22 D 11/06, 1996 г.

Формула изобретения

1. Ороситель ленты роторного кристаллизатора для литья цветных металлов и сплавов, включающий металлический дугообразный коробчатый корпус с форсунками, отличающийся тем, что каждая из форсунок установлена на корпусе оросителя под углом β = 55 - 60^o к касательной к оси корпуса оросителя в месте установки форсунки и снабжена каналом, соединенным через отверстие с полостью оросителя, причем перед выходным отверстием канала форсунки установлен отражатель, выполненный в виде плоской поверхности, расположенной под углом α = 55 - 60^o к продольной оси канала форсунки.

2. Ороситель по п. 1, отличающийся тем, что каждая из форсунок, установленная на корпусе оросителя, снабжена устройством для регулирования проходного сечения канала форсунки.

3. Ороситель по п.2, отличающийся тем, что устройство для регулирования проходного сечения канала форсунки выполнено в виде винта-клапана, установленного в корпусе форсунки с возможностью фиксации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3