Дорн кристаллизатора машины непрерывного литья полых заготовок

Авторы патента:

Сивак Борис Александрович (RU)

Тонконогов Вадим Яковлевич (RU)

Беркович Сергей Анатольевич (RU)

Смоляков Анатолий Соломонович (RU)

Хребин Виктор Николаевич (RU)

B22D11/04 - литье в литейные формы с открытыми концами (B22D 11/06,B22D 11/07, имеют преимущество; установки для непрерывной разливки, например для вытягивания непрерывной заготовки вверх B22D 11/14)

Владельцы патента RU 2517094:

Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке полых заготовок. Дорн кристаллизатора содержит установленную на траверсе полую коническую гильзу, имеющую вертикальные каналы для пропуска охлаждающей воды. В нижней части гильзы выполнены расположенные равномерно по периметру сквозные вертикальные пазы. Ширина вертикальных сквозных пазов не превышает 2 мм. Внутренняя поверхность гильзы выполнена многогранной, каждая грань которой размещена между вертикальными сквозными пазами. При замене опустевшего сталеразливочного ковша на новый ковш скорость вытягивания заготовки снижается, температура поверхности заготовки также снижается, а усадка увеличивается, что компенсируется упругой деформацией лепестков гильзы. После возврата к исходным параметрам разливки температура поверхности заготовки возрастает, усадка снижается, и лепестки приобретают первоначальную форму. Повышается надежность работы дорна кристаллизатора и улучшается качество отливаемых полых заготовок. 4 ил., 1 пр.

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке полых заготовок.

Известен дорн кристаллизатора для непрерывного литья полых заготовок, содержащий полую коническую гильзу (авторское свидетельство СССР № 507397). В гильзе имеются вертикальные каналы для пропуска охлаждающей воды. Гильза установлена на траверсе, соединенной с кристаллизатором. Через каналы траверсы, соединенные с каналами гильзы, пропускается охлаждающая вода.

Основным недостатком данного дорна является то, что при снижении скорости вытягивания полой заготовки из кристаллизатора, возникающей в случае замены опустевшего сталеразливочного ковша на новый полный, величина усадки заготовки увеличивается и заготовка обжимает поверхность гильзы дорна. При этом увеличивается трение между гильзой дорна внутренней поверхностью заготовки и увеличивается усилие вытягивания.

Значительное снижение скорости вытягивания может привести к «подвисанию» заготовки на дорне, прорыву затвердевшей корочки заготовки, вытеканию жидкого ядра заготовки и нарушению процесса разливки.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является дорн для отливки полых заготовок, содержащий полую коническую гильзу. В гильзе имеются вертикальные каналы для пропуска охлаждающей воды. Гильза установлена на траверсе, соединенной с кристаллизатором. Через каналы траверсы, соединенные с каналами гильзы, пропускается охлаждающая вода. В нижней части гильзы выполнены равномерно расположенные по ее окружности вертикальные сквозные пазы, которые формируют консольные «лепестки» (авторское свидетельство СССР №422522, приоритет от 27.03.72).

Основным недостатком данного дорна является то, что вследствие выполнения пазов гильзы широкими, деформации «лепестков» при снижении скорости вытягивания полой заготовки из кристаллизатора, когда величина усадки заготовки увеличивается и заготовка обжимает поверхность гильзы дорна, не ограничиваются только упругими деформациями, «лепестки» могут пластически деформироваться. Пластически деформированные «лепестки» не восстанавливают свою форму после возвращения режимов работы кристаллизатора к исходным. В результате увеличивается воздушный зазор между гильзой дорна и внутренней поверхностью полой заготовки, ухудшается ее охлаждение. Изменяется толщина стенок полых заготовок. Гильза выходит из строя.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности работы дорна кристаллизатора, устранение «подвисания» заготовки на дорне и улучшение качества отливаемых полых заготовок.

Технический результат достигается тем, что в дорне кристаллизатора машины непрерывного литья полых заготовок, включающем установленную на траверсе коническую гильзу с вертикальными каналами для пропуска охлаждающей воды и выполненными в нижней части гильзы равномерно расположенными сквозными вертикальными пазами, внутренняя поверхность гильзы выполнена многогранной, при этом каждая грань размещена между вертикальными сквозными пазами и ширина каждого вертикального паза не превышает 2 мм.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами, где на фиг.1 изображен дорн кристаллизатора, продольный разрез; на фиг.2 - то же, разрез в зоне «А»; на фиг.3 - то же, разрез в зоне «Б»; на фиг.4 - то же, вид «Д».

Дорн кристаллизатора содержит коническую гильзу 1 с подводящими 2 и отводящими 3 вертикальными каналами для пропуска охлаждающей воды. Дорн установлен на траверсе 4 и закреплен на ней с помощью шпонок 5. В нижней части гильзы 1 в зоне «Б» выполнены сквозные вертикальные пазы 6, образующие «лепестки» 7. Внутренняя полость конической гильзы 1 выполнена многогранной, с гранями 8, которые размещены между вертикальными сквозными пазами 6. В результате внутренняя поверхность «лепестка» получается плоской, что снижает концентрацию напряжений изгиба в местах соединения «лепестков» с основным телом гильзы и повышает долговечность последней.

Дорн кристаллизатора работает следующим образом.

При снижении скорости вытягивания полой заготовки из кристаллизатора ее поверхность больше времени находится в контакте с водоохлаждаемой поверхностью гильзы. В результате снижается температура ее поверхности, усадка увеличивается, а диаметр внутренней поверхности гильзы начинает уменьшаться. Заготовка обжимает наружную поверхность гильзы 1 и деформирует «лепестки» 7, расположенные в нижней части гильзы 1. При деформации «лепестков» 7 ширина пазов 6 уменьшается, конусность наружной поверхности гильзы 1 увеличивается, что компенсирует увеличение усадки полой заготовки. Дальнейшее увеличение усадки заготовки может привести к замыканию поверхностей пазов. Пазы шириной 2 мм позволяют компенсировать усадку заготовки при кратковременном прекращении вытяжки заготовки.

Выполнение сквозных вертикальных пазов гильзы 6 шириной не более 2 мм ограничивает деформацию «лепестков» гильзы и исключает формирование пластических деформаций последних.

По мере восстановления скорости вытягивания заготовки до первоначальных заданных значений температура поверхности заготовки увеличивается, усадка уменьшается, «лепестки» 7 начинают освобождаться, гильза дорна начинает приобретать первоначальную форму. Процесс разливки возвращается к заданным режимам. Обеспечиваются требуемые геометрические параметры полой заготовки.

Примером реализации устройства может служить Дорн кристаллизатора, используемый для непрерывного литья полой круглой заготовки с размерами ⌀330/⌀160 мм. Длина гильзы 1 дорна составляет 800 мм, вертикальные пазы 6 располагаются в нижней части гильзы и имеют длину 400 мм (зона Б), образуют «лепестки» 7. Ширина вертикальных пазов -2 мм.

Оптимальная скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора составляет 0,9 м/мин.

При «перековшовке», замене опустевшего сталеразливочного ковша на новый полный скорость вытягивания заготовки может быть снижена до 0,2-0,3 м/мин. Задержка при установке разливочных стаканов ковша приводит к приостановке процесса вытягивания.

Усадка, связанная с кратковременной остановкой процесса, компенсируется за счет упругой деформации «лепестков» в поле зазора между «лепестками», равном 2 мм.

После окончания «перековшовки» скорость вытягивания постепенно возвращается к заданным значениям - 0,9 м/мм, температура поверхности заготовки возрастает, усадка снижается, «лепестки» под действием сил упругости приобретают первоначальную форму, процесс разливки возвращается к исходным, заданным параметрам.

Дорн кристаллизатора машины непрерывного литья полых заготовок, включающий установленную на траверсе коническую гильзу с вертикальными каналами для пропуска охлаждающей воды и выполненными в нижней части гильзы равномерно расположенными сквозными вертикальными пазами, отличающийся тем, что внутренняя поверхность гильзы выполнена многогранной, при этом каждая грань размещена между вертикальными сквозными пазами и ширина каждого вертикального паза не превышает 2 мм.

Изобретение относится к черной металлургии. Дорн кристаллизатора содержит коническую гильзу 1, имеющую вертикальные подводящие и отводящие каналы 2 для пропуска охлаждающей воды, установленную на траверсе 3, через каналы которой в гильзу подается охлаждающая вода.

Кристаллизатор машины непрерывного литья металла // 2506140

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов. Кристаллизатор содержит корпус 1, гильзу 2, верхнюю уплотнительную крышку 3, нижнюю крышку 4, циркуляционную рубашку 6, выполненную в виде тонкостенной трубы.

Кристаллизатор для непрерывного горизонтального литья // 2477668

Изобретение относится к металлургии и предназначено для непрерывного литья металлов и сплавов. .

Способ и установка непрерывной разливки для изготовления толстых слябов // 2476290

Изобретение относится к изготовлению толстых стальных слябов с литейной толщиной, превышающей 360 мм, и литейной шириной, превышающей 1000 мм, в установке непрерывной разливки.

Способ регулирования режима электромагнитного перемешивания жидкой фазы слитка в машине непрерывного литья слябов и устройство для его осуществления // 2464123

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в процессе непрерывного литья заготовок слябового сечения. .

Способ непрерывного горизонтального литья меди // 2458758

Изобретение относится к металлургической промышленности и литейному производству и может быть использовано для изготовления прутков, трубных заготовок различной конфигурации.

Кристаллизатор для литья слитков // 2458757

Изобретение относится к литейному производству и предназначено для непрерывного, непрерывно-циклического и циклического литья металлов и сплавов. .

Способ для непрерывной и полунепрерывной разливки алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления // 2457064

Изобретение относится к металлургии. .

Модель кристаллизатора // 2457063

Изобретение относится к металлургии, в частности к моделированию охлаждения кристаллизатора. .

Кристаллизатор машины полунепрерывного литья металлических трубных заготовок // 2455106

Изобретение относится к металлургии. .

Форма для непрерывного литья расплавленного металла и система литья // 2520303

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью деталей в форме биллетов. Устройство для непрерывной разливки содержит систему подачи расплавленного металла, сборку формы и кольцо водяных форсунок. Система подачи металла включает насадку с отверстием для подачи расплава, литники, расположенные по окружности внутренней стенки насадки, и впускной желоб, подающий расплав во внутренний желоб в корпусе насадки. Сборка формы содержит литейное кольцо, переходную плиту и упорное кольцо. На литейном кольце и переходной плите выполнены наклонные поверхности, взаимодействующие друг с другом. Упорное кольцо обеспечивает приложение смещающей силы на переходную плиту и автоматическое центрирование переходной плиты относительно литейного кольца при термическом расширении этих элементов. Для изменения длины формы между переходной плитой и кольцом водяных форсунок устанавливают разделительную плиту. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ непрерывной горизонтальной разливки стали и устройство для его осуществления // 2532679

Изобретение относится к области металлургии. Способ включает подачу жидкой стали из ковша через герметичную камеру 3 в металлоприемник 23 и через металлопровод 18 во внутреннюю полость кристаллизатора, формирование первичной корки литого слитка, вытягивание слитка из кристаллизатора, кристаллизацию в зоне вторичного охлаждения, порезку слитка на мерные заготовки. Кристаллизатор 4 состоит из головной части и герметично сопряженной с ней хвостовой неподвижной части. Головная часть выполнена в виде трубчатого обтекателя 15 с закрепленной внутри него с зазором водоохлаждаемой медной гильзой 14 и установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно цилиндрического корпуса 20 неподвижной части кристаллизатора. Слиток из кристаллизатора вытягивают непрерывно со скоростью 25÷60 мм/с. Во время перемещения головной части кристаллизатора в направлении, противоположном вытягиванию слитка, осуществляют приращение первичной корки слитка. Во время возврата головной части в исходное положение под действием пружины 30 первичную корку слитка сжимают в продольном направлении кольцевым буртом 16 гильзы 14. Обеспечивается снижение поверхностных и внутренних дефектов слитка. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 пр.

Дорн с управляемым профилем рабочей поверхности для кристаллизатора машины непрерывного литья полых заготовок // 2543627

Изобретение относится к металлургии. Дорн содержит смонтированный на траверсе внутренний полый металлический корпус 1, закрепленную на нем с образованием каналов для циркуляции охлаждающей воды наружную тонкостенную коническую металлическую гильзу 3 и устройство 12 для обеспечения циркуляции воды в дорне под давлением 10-50 МПа. Гильза 3 выполнена с толщиной стенки, не превышающей 6 мм, из металла с модулем упругости не меньше 9000 МПа и пределом текучести не ниже 350 МПа. Обеспечивается повышение стабильности процесса разливки при переходных процессах, надежности работы дорна и улучшение качества отливаемых полых заготовок. 1 з.п. ф-лы,1 ил.

Литейная форма // 2544978

Изобретение относится к металлургии. Литейная форма выполнена из медного материала и содержит литейную поверхность (2), обращенную к расплаву металла. В литейной поверхности (2) выполнены компенсационные швы (3) шириной (В). Во время процесса разливки расплав металла не проникает в компенсационный шов (3). Расстояние (А) компенсационных швов (3) друг от друга и ширина (В) рассчитаны так, что во время процесса разливки компенсационные швы (3) в максимуме закрыты со стороны входных отверстий. Обеспечивается предотвращение выпучивания и трещинообразования в зоне зеркала ванны металла. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Кристаллизатор для непрерывной разливки с круглым или многоугольным поперечным сечением // 2546264

Изобретение относится к металлургии. Кристаллизатор (1) содержит сквозную формовочную полость (2). Формовочная полость (2) ограничена в направлении извлечения заготовки впускным отверстием (3) для заливки расплава и выпускным отверстием (4) для извлечения затвердевшей заготовки. Поперек направления извлечения формовочная полость (2) ограничена внутренней стенкой (5) кристаллизатора (1). Формовочная полость (2) имеет зону (8) снятия нагрузки с соответствующим разгрузочным литейным конусом (9) и несколькими углублениями (10) во внутренней стенке (5). Углубления (10) проходят по продольной длине зоны (8) в направлении извлечения и имеют форму винтовой линии с уменьшающимися постоянно и монотонно по развернутой длине противоположно направлению извлечения заготовки глубиной или шириной. Обеспечивается достаточное и гомогенное нарастание оболочки заготовки вдоль всего периметра заливочного поперечного сечения и предотвращение высоких контактных давлений и сил трения заготовки в кристаллизаторе. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ непрерывного литья круглых слитков и устройство для его осуществления // 2547089

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при непрерывном литье слитков на установках вертикального типа. Устройство содержит кристаллизатор с газовой рубашкой охлаждения и рабочей втулкой с газовыми соплами, соединенными с газовой рубашкой. Газовые сопла расположены рядами вдоль оси втулки в шахматном порядке так, что площади их выходных поперечных сечений частично перекрыты в горизонтальных плоскостях. Охлаждающий газ подают на боковую поверхность формирующегося слитка в виде кольцевого поля под давлением, превышающим давление металла. Кольцевое поле охлаждающего газа формируют при вращении рабочей втулки с соплами. Обеспечивается увеличение скорости литья. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Титановый сляб для горячей прокатки, произведенный с помощью электронно-лучевой плавильной печи, процесс его производства и процесс прокатки титанового сляба для горячей прокатки // 2552209

Изобретение относится к области металлургии. Титановый сляб для горячей прокатки получают в прямоугольном кристаллизаторе электронно-лучевой плавильной печи путем заливки расплавленного металла в кристаллизатор сверху со стороны стенки короткой стороны кристаллизатора. Деформация титанового сляба по толщине составляет не более 5 мм в продольном направлении, а по ширине - не более 2,5 мм в продольном направлении на 1000 мм длины сляба. На угловых частях титанового сляба выполнены скругления с радиусом кривизны от 5 до 50 мм. Отношение ширины к толщине титанового сляба составляет от 2 до 10, а отношение длины к ширине составляет не менее 5. Обеспечивается подача сляба в стан горячей прокатки непосредственно после плавки в электронно-лучевой плавильной печи без передела или правки при исключении образования трещин на угловых частях сляба. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Оптимизированный по энергопотреблению и выходу способ и установка для изготовления горячекатаной стальной полосы // 2579721

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении горячекатаной стальной полосы на совмещенной литейно-прокатной установке. В кристаллизаторе (2) литейной установки отливают сляб толщиной 105-130 мм, который обжимают до толщины 85-120 мм в направляющем устройстве (6). Длина (L) опорного участка, измеренная между мениском (13) в кристаллизаторе (2) и обращенным к обжимному стану (4) черновой прокатки концом (14) направляющего устройства (6), больше или равна 18,5 м. Скорость vc литья составляет 3,8-7 м/мин, при этом: при vc=3,8-5,0 м/мин отливают слябы с толщиной 100-120 мм, при vc=5,0-5,9 м/мин отливают слябы с толщиной 85-110 мм, при vc больших и равных 5,9 м/мин отливают слябы максимальной толщины 102 мм. Прокатку сляба (3) до промежуточной полосы (3′) в обжимном стане (4) черновой прокатки выполняют не дольше 80 с, в по меньшей мере четырех проходах прокатки, с использованием по меньшей мере четырех клетей (41, 42, 43, 44) черновой прокатки. Обеспечивается высокое качество полосы при высокой производственной мощности и эффективном использовании энергии установок разливки и прокатки. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

Способ и установка для энергетически эффективного изготовления горячекатаной стальной полосы // 2579723

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении горячекатаной стальной полосы на совмещенной литейно-прокатной установке. В кристаллизаторе (2) литейной установки отливают сляб толщиной 95-110 мм, который обжимают до толщины 60-95 мм в направляющем устройстве (6). Длина (L) опорного участка, измеренная между мениском (13) в кристаллизаторе (2) и обращенным к обжимному стану (4) черновой прокатки концом (14) направляющего устройства (6), составляет 12-15,5 м. Скорость vc литья составляет 3,8-7 м/мин. Прокатку сляба (3) до промежуточной полосы (3′) в обжимном стане (4) черновой прокатки выполняют не дольше 80 с, в по меньшей мере четырех проходах прокатки, с использованием по меньшей мере четырех клетей (41, 42, 43, 44) черновой прокатки. Обеспечивается повышение качества полосы при повышении производственной мощности и эффективном использовании энергии установок разливки и прокатки. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 7 ил.

Кристаллизатор для непрерывного литья // 2602215

Изобретение относится к металлургии. Кристаллизатор для непрерывного литья заготовок прямоугольного и квадратного сечения содержит охлаждающую рубашку и средства для обеспечения условий теплообмена между стенками кристаллизатора и отливаемой сталью. В зоне термического пика, около области мениска (11) или непосредственно под ним, на стенках кристаллизатора (10) выполнены выемки или углубления, распределенные таким образом, что занимаемая ими площадь, приходящаяся на единицу поверхности, уменьшается до нулевого значения по направлению к днищу кристаллизатора. На наружной поверхности стенки кристаллизатора в областях вблизи ребер выполнены вертикальные канавки. Протяженность канавок равна или превышает протяженность площади, занимаемой выемками или углублениями. За счет создания однородного теплообмена по периметру заготовки обеспечивается снижение ромбовидности заготовок и уменьшение трещинообразования под коркой заготовки.13 з.п. ф-лы, 4 ил.