Плита кристаллизатора

Изобретение относится к непрерывной разливке. Плита кристаллизатора имеет сторону (2) разливки и обращенную от стороны (2) разливки заднюю сторону (3). В задней стороне (3) расположен по меньшей мере один открытый к задней стороне (3) канал (4, 5) охлаждения. В канале (4, 5) охлаждения расположена вставка (6-10) для уменьшения проточного поперечного сечения канала (4, 5) охлаждения. Вставка (6-10) закреплена на плите (1) кристаллизатора с возможностью поворота, с обеспечением поворота вставки (6-10) из закрытого положения в открытое. Обеспечивается упрощение технического обслуживания. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к плите кристаллизатора с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Кристаллизатор для непрерывной разливки, например, установок для непрерывной разливки тонких слябов, имеет водоохлаждаемые плиты кристаллизатора. Эти плиты кристаллизатора состоят из обладающих особенной теплопроводностью медных сплавов. При непрерывной разливке внутри плит кристаллизатора возникают значительные термические нагрузки. В течение нескольких десятых секунды охлаждающая вода нагревается так сильно, что кипению охлаждающей воды в отдельных областях можно препятствовать только с помощью высокого давления воды. Из-за горячей охлаждающей воды и подачи большого количества воды на охлаждаемой стенке плиты кристаллизатора осаждается известь и другие, растворенные в охлаждающей воде компоненты. Эти отложения имеют изолирующее действие и негативно влияют на отвод тепла из плиты кристаллизатора. Уже при тонких отложениях температура плиты кристаллизатора в затронутых областях может повышаться, что может приводить к размягчению медного материала. При регулярных проверках и периодических очистках отложения могут уменьшаться или, соответственно, при необходимости удаляться. Периодические очистки связаны с демонтажем плиты кристаллизатора, чтобы вообще можно было добраться до поверхности охлаждения плиты кристаллизатора.

У плит кристаллизатора, имеющих сверления для охлаждения, для очистки должны удаляться заглушки, которыми закрыты эти сверления. Обнаженные сверления промываются кислотой. После этого должны снова монтироваться все заглушки, и плита кристаллизатора должна проверяться на герметичность. У плит кристаллизатора, имеющих открытые сзади каналы охлаждения, часто имеются закладные части для уменьшения локального поперечного сечения канала охлаждения. Эти закладные части для очистки должны по отдельности отвертываться и удаляться. Это связано не только с большой затратой времени. Существует также опасность, что при сборке части будут забыты или перепутаны. Это может приводить к разрушению плиты кристаллизатора в процессе разливки.

DE 10 2016 124 801 B3 раскрывает плиту кристаллизатора, которая для крепления имеет несколько крепежных точек на своей задней стороне. Эта плита кристаллизатора имеет задние вставки, которые расположены в каналах охлаждения. Эти вставки оперты на ребра и распространяются до высоты задней стороны. С помощью этих вставок значительно повышается скорость течения внутри примыкающих прорезей для охлаждения. Вставки удерживаются на задней стороне с помощью винтовых соединений и частично с помощью скоб.

DE 198 42 674 A1 раскрывает стенку кристаллизатора для непрерывной разливки. Внутренняя плита кристаллизатора на своей обращенной к водяной рубашке стороне имеет ребра, имеющие расположенные между ними пазы, в которых расположены вкладыши. Для крепления плиты кристаллизатора к водяной рубашке предусмотрено, что пазы имею поднутрения, а вкладыши имеют соединительные элементы, и вкладыши разъемно вставляются в эти поднутрения, причем между вкладышами и водяной рубашкой расположены винтовые соединения.

EP 1 757 385 A2 раскрывает широкую сторону воронкообразного кристаллизатора, имеющую по меньшей мере один пазовый канал охлаждения в задней стороне широкой стороны. Наряду с каналом охлаждения, на задней стороне широкой стороны кристаллизатора предусмотрены выемки и вкладыши для по меньшей мере частичного закрытия этих выемок. Эти выемки ограничены в их протяженности в продольном направлении канала охлаждения отдельным участком канала охлаждения. Они имеют в этом направлении прямоугольное и/или клинообразное поперечное сечение. Поэтому глубина канала охлаждения в широкой стороне кристаллизатора в области пересекающих выемок должна ступенчато и/или линейно изменяться и заполняться соответствующими вкладышами.

DE 102 37 472 A1 раскрывает охлаждаемый жидкостью кристаллизатор для непрерывной разливки металлов, у которого плиты кристаллизатора соединены посредством крепежных болтов с адаптерной плитой или водяной рубашкой. Эти крепежные болты закреплены на плоских цоколях, выступающих в отдельных местах из стороны охлаждающего средства плиты кристаллизатора, которые по меньшей мере частично вдаются в зазор для охлаждающего средства, выполненный между плитой кристаллизатора или адаптерной плитой или, соответственно, водяной рубашкой, и имеют конфигурацию в форме линии потока, согласованную с направлением течения охлаждающего средства.

В основе изобретения лежит задача, предложить плиту кристаллизатора, которая на своей задней стороне имеет открытые к задней стороне каналы охлаждения, имеющие вставки, причем в области этих вставок облегчены работы по техническому обслуживанию.

Эта задача решена у плиты кристаллизатора с признаками п.1 формулы изобретения.

Зависимые пункты формулы изобретения касаются предпочтительных усовершенствований изобретения.

Предлагаемая изобретением плита кристаллизатора имеет сторону разливки и обращенную от стороны разливки заднюю сторону. В задней стороне расположен по меньшей мере один открытый к задней стороне 3 канал охлаждения. В канале охлаждения расположена вставка для уменьшения проточного поперечного сечения канала охлаждения и для повышения скорости течения охлаждающей воды. Проточное поперечное сечение не блокируется полностью, а уменьшается настолько, что отверстие для втекания и отверстие для вытекания рядом с вставками остаются свободны, а также настолько, что между отверстием для втекания и отверстием для вытекания имеется желаемый зазор охлаждения для протекания охлаждающей воды.

В изобретении предусмотрено, что вставка закреплена на плите кристаллизатора с возможностью движения поворота.

Крепление с возможностью движения поворота указанной по меньшей мере одной вставки имеет то преимущество, что вставка может откидываться для инспектирования, технического обслуживания и очистки. Это позволяет, с одной стороны, получить беспрепятственный доступ к стороне охлаждения плиты кристаллизатора. Одновременно при откидывании вставок становится видна и доступна внутренняя сторона вставок и тоже может просто очищаться. Другим преимуществом является, что обладающие возможностью движения поворота вставки, в принципе, остаются на плите кристаллизатора. Они не могут потеряться. Это существенный выигрыш в надежности, так как исключаются ошибки монтажа при сборке плиты кристаллизатора.

Предлагаемая изобретением плита кристаллизатора имеет предпочтительно несколько каналов охлаждения, соответственно также несколько вставок. Плита кристаллизатора, например, для непрерывной разливки тонких слябов, в смонтированном положении под действием силы тяжести расплава расположена по существу вертикально. Каналы охлаждения проходят предпочтительно параллельно направлению разливки, т.е. от верхнего конца плиты кристаллизатора к нижнему концу плиты кристаллизатора. Считается особенно предпочтительным, когда ось поворота вставки располагается перпендикулярно продольному направлению указанного по меньшей мере одного канала охлаждения. При этом вставка может заворачиваться в продольном направлении в канал охлаждения. Это упрощает обращение. Так как каналы охлаждения, как правило, существенно длиннее своей ширины, ось поворота может при этом получаться короче.

В частности, ось поворота находится на нижнем конце плиты кристаллизатора. Благодаря этой, в частности, горизонтальной, оси поворота на нижнем конце вставка может откидываться из закрытого положения в открытое положение вниз. Сила тяжести автоматически удерживает вставку в открытом положении. Не требуется подпирать вставку, как это требовалось бы в случае верхней оси поворота или в случае иначе ориентированной оси поворота. В целях очистки плита кристаллизатора вместе с вставками находится перед монтажником, как открытая книга, страницы или, соответственно, вставки которой откинуты вниз. Вставки предпочтительно могут поворачиваться настолько, чтобы они могли поворачиваться из закрытого положения в открытое положение больше чем на 90°. Благодаря этому вставки могут удерживаться в открытом положении даже тогда, когда кристаллизатор, например, кладется горизонтально.

Предпочтительно при нескольких каналах охлаждения предусмотрены также несколько поворотных вставок. Оси поворота всех вставок находятся предпочтительно на одной общей оси и, в частности, на нижнем конце плиты кристаллизатора.

На задней стороне предпочтительно расположены блокировочные средства, чтобы вставки удерживались в закрытом положении, когда плита кристаллизатора снова смонтирована в водяной рубашке. Эти блокировочные средства могут быть привернуты. Речь может идти, например, о поперечном ригеле, который имеет крепежный участок для крепления к плите кристаллизатора и ригельный выступ, который заходит за заднюю сторону вставки в закрытом положении. Такое блокировочное средство может также иметь несколько блокировочных выступов и при этом одновременно стопорить несколько расположенных рядом друг с другом вставок в закрытом положении. Предпочтительно между двумя соседними вставками находится по одному блокировочному средству. Для каждой вставки предпочтительно предназначены два блокировочных средства, одно с левой стороны и одно с правой стороны. Эти блокировочные средства находятся на наибольшем возможном расстоянии от оси поворота, так что блокировочные средства не должны воспринимать больших сил, чтобы удерживать каждую вставку в закрытом положении.

Вставка имеет внутреннюю сторону, которая в закрытом положении обращена к плите кристаллизатора. Эта внутренняя сторона лежит напротив поверхности охлаждения канала охлаждения. Поверхность охлаждения является противоположной стороне разливки поверхностью плиты кристаллизатора. Между поверхностью охлаждения и внутренней поверхностью вставкой образуется зазор охлаждения. Вставка может своей внутренней стороной частично находиться в контакте с поверхностью охлаждения. Контакт может образовываться, с одной стороны, выступами на вставке или, с другой стороны, также выступами на поверхности охлаждения. Так как контактные области предусмотрены для того, чтобы создавать барьеры для охлаждающей воды, так чтобы возникали отдельные друг от друга зазоры охлаждения, контактные области служат некоторым образом в качестве уплотнения. Ребра на стороне охлаждения плиты кристаллизатора могут повышать жесткость плиты охлаждения. Поэтому в контактной области могут также возникать пазово-шпоночные комбинации. Для этого вставка на своей внутренней стороне может иметь пазы, в которые в закрытом положении вмещаются ребра плиты кристаллизатора, так что между соседними ребрами возникает желаемый зазор охлаждения между вставкой и плитой кристаллизатора. Каждая вставка может иметь несколько контактных областей или, соответственно, несколько пазов или, наоборот, также несколько ребер, которые в этом случае вмещаются в пазы плиты кристаллизатора.

Разделение вставки на несколько зазоров охлаждения, которые образуются одной единственной вставкой, позволяет уменьшить количество опертых с возможностью движения поворота вставок. Например, одна отдельная вставка может иметь три паза, так что рядом с этими тремя пазами или, соответственно, ребрами плиты кристаллизатора выполняются четыре канала охлаждения.

С учетом ее размера, вставка может также называться закладным блоком и покрывает одновременно несколько зазоров охлаждения в одном единственном канале охлаждения. Такой закладной блок требует только одного единственного поворотного соединения. Комплектный закладной блок, в частности разъемно, связан с задней стороной. Благодаря этому вставка может заменяться. После износа плиты кристаллизатора она может применяться повторно в новой плите кристаллизатора.

Соединение между плитой кристаллизатора и вставкой не обязательно должно разъединяться для регулярных работ по техническому обслуживанию. Разъединение поворотного соединения возможно, в случае если это необходимо. Для этого между вставкой и задней стороной может быть расположен соединительный элемент. При этом речь может идти об оси, которая оперта в задней стороне. Соединительный элемент может также представлять собой шарнир, который с задней стороны соединен с вставкой и плитой кристаллизатора. Соединительный элемент гарантирует, что при совершаемом движении вставка может смещаться из открытого положения в закрытое положение. Благодаря этому одновременно удается избежать проблем позиционирования. К тому же чисто визуально может непосредственно констатироваться, когда вставка в каком либо канале охлаждения отсутствует. Надежность монтажа существенно выше.

Вставка согласована по своему контуру с условиями на стороне охлаждения плиты кристаллизатора. В частности, она сконфигурирована по своей основной форме по существу прямоугольно. К тому же она может иметь проем для расположенного в канале охлаждения выступа, причем этот выступ в закрытом положении вставки вмещается в этот проем. Такой проем может быть особой точкой опоры, такой как, например, крепежный цоколь. С помощью крепежного цоколя плита кристаллизатора может непосредственно соединяться с опорной плитой.

Крепежные точки плиты кристаллизатора находятся между соседними вставками. Крепежные точки, которые в направлении разливки следуют друг за другом, могут быть соединены друг с другом ребрами. Последовательность крепежных точек и ребер отделяет друг от друга отдельные каналы охлаждения. Ребра между крепежными точками являются одновременно боковыми ограничениями для вставок. Предпочтительно каждая вставка находится между двумя такими ребрами.

Ребра могут быть, в принципе, уже, чем крепежные точки. Поэтому вставка может быть контурирована по своему продольному ходу, так чтобы получалась постоянная ширина зазора относительно ребер или, соответственно, крепежных точек. В случае предпочтительно нескольких крепежных точек вставка может на своей продольной стороне иметь впадину для каждой крепежной точки.

У предлагаемой изобретением плиты кристаллизатора впуск воды и выпуск воды находятся предпочтительно рядом на нижнем конце или, соответственно, верхнем конце вставки.

С помощью изобретения возможно значительно облегченное техническое обслуживание плиты кристаллизатора. Единственной областью, которая при определенных обстоятельствах менее хорошо доступна из-за соединения между вставкой и плитой кристаллизатора, является область под шарниром. Но этой небольшой поверхностью, с учетом размера плит кристаллизатора, можно пренебречь. Преимущества улучшенной доступности намного выше. Работы по очистке и монтажу могут проводиться существенно быстрее, и плита кристаллизатора может раньше снова вводиться в эксплуатацию.

Ниже изобретение поясняется подробнее с помощью изображенного на схематичном чертеже примера осуществления.

На фигуре показано изображение в перспективе плиты 1 кристаллизатора, частично в сечении. Изображена задняя сторона 3 плиты 1 кристаллизатора, причем у этой задней стороны 3 показана также только одна отдельная область плиты 1 кристаллизатора. Плита 1 кристаллизатора имеет сторону 2 разливки, которая противоположна задней стороне 3. Сторона 2 разливки в изображенной области контурирована, а именно, снабжена вогнутой впадиной. Задняя сторона 3 крепится к не изображенной опорной плите.

Задняя сторона 3 плиты 1 кристаллизатора охлаждается. Для этого в задней стороне 3 находятся каналы 4, 5 охлаждения. Эти каналы 4, 5 охлаждения проходит в направлении разливки, т.е. в плоскости рисунка сверху вниз. Оба средних канала 4, 5 охлаждения открыты. В нижней области фиг.1 различимы две вставки 6, 7. Эти две вставки 6, 7 могут поворачиваться вокруг оси S поворота. Ось S поворота двух вставок 6, 7 располагается перпендикулярно продольному направлению L каналов 4, 5 охлаждения. То есть вставки 6, 7 могут поворачиваться вниз из закрытого положения в изображенное открытое положение. Сила тяжести удерживает эти две вставки 6, 7 в открытом положении. Обе вставки 6, 7 могут независимо друг от друга снова перемещаться в закрытое положение, при этом они поворачиваются в плоскости рисунка вверх. После этого они находятся в соответствующем канале 4, 5 охлаждения. На изображении фиг.1 изображены три другие вставки 8, 9, 10, которые находятся в закрытом положении. Они заканчиваются своими задними сторонами заподлицо с задней стороной 3 плиты 1 кристаллизатора. Они тоже могут поворачиваться вокруг оси S поворота на нижнем конце плиты 1 кристаллизатора. В закрытом положении вставки 6-10 заблокированы. Для этого в верхней пятой плиты 1 кристаллизатора находятся блокировочные средства 11, которые удерживают каждое две расположенные рядом друг с другом вставки 9, 10. Блокировочные средства 11 привернуты к плите 1 кристаллизатора. Благодаря этому вставка 6-10 не может самостоятельно переходить из закрытого положения в открытое положение.

Когда плита 1 кристаллизатора находится в эксплуатации, плита 1 кристаллизатора целиком опирается на не изображенную подробно опорную плиту. Поэтому блокировочные средства 11 служат не для того, чтобы воспринимать действующие на вставки 6-10 силы охлаждающей жидкости, а только для того, чтобы удерживать вставки 6-10 в закрытом положении.

Каналы 4, 5 охлаждения сконфигурированы различным образом. Например, в канале 5 охлаждения в нижней области находится выступ 12. Этот выступ 12 вмещается в закрытом положении вставки 7 в проем 13 вставки 7. Далее, показано, что другая вставка 10 в закрытом положении конфигурирована иначе, чем соседняя вставка 10 или, соответственно, вставка 8 на другом конце плиты 1 кристаллизатора. Каждая из вставок 6-10 согласованы с локальными требованиями охлаждения в каждом канале 4, 5 охлаждения. Они могут с точной посадкой вводиться в каждый из каналов 4, 5. Для этого вставки 6-10 имеют на своих продольных сторонах 14 впадины 15, эти впадины 15 находятся в закрытом положении рядом с крепежными точками 16, за которые плита 1 кристаллизатора в смонтированном положении соединяется с не изображенной подробно опорной плитой. Несколько крепежных точек 16 в направлении разливки следуют друг за другом в находящихся на расстоянии друг от друга рядах. Между двумя соседними крепежными точками 16 находятся ребра 17, которые проходят до задней стороны 3 плиты 1 кристаллизатора. Вставки 6-10 маленькими краевыми выступами 26 накладываются на углубления 25 в ребрах 17 плит 1 кристаллизатора, чтобы они не могли упасть внутрь и уменьшить/закрыть зазор охлаждения.

Во время эксплуатации охлаждающая вода через впуск 18 воды может втекать в каждый канал 4, 5 охлаждения и снова вытекать через выпуск 19 воды. При этом охлаждающая вода течет по поверхности 20 охлаждения плиты 1 кристаллизатора, при этом поверхность 20 охлаждения противоположна стороне 2 разливки. В закрытом положении поверхность 20 охлаждения противоположна внутренней стороне 21 каждой вставки 6-10. Внутренние стороны 21 в этом примере осуществления снабжены несколькими проходящими параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга пазами 22. Пазы 22 предусмотрены для помещения ребер 23, которые выступают на поверхности 20 охлаждения и указывают в направлении задней стороны 3. Между соседними ребрами 23 и, будучи ограничены поверхностью 20 охлаждения или, соответственно, внутренней стороной 21, находятся по зазору охлаждения. Несколько этих зазоров охлаждения проходят параллельно друг другу, при этом в зазорах охлаждения действует высокая скорость течения.

В этом примере осуществления вставки 6-10 соединены с плитой кристаллизатора посредством не изображенной подробно оси в качестве соединительного элемента. Вставки 6-10 удерживаются без возможности потери. Тем не менее, вставки 6-10 являются сменными и могут отсоединяться от плиты 1 кристаллизатора, в частности, когда плита 1 кристаллизатора изношена, и вставки 6-10 допускают применение в новой плите кристаллизатора.

Предлагаемые изобретением плиты кристаллизатора представляют собой, в частности, тонкостенные плиты кристаллизатора, которые состоят из медного материала и могут воспринимать тепловые нагрузки в 3-7 МВт/м³ и, в частности, прибл. 5 МВт/м³ в номинальном режиме. Возникающие от охлаждающей воды отложения не должны превышать толщины 0,01 мм, при этом возможны отложения, имеющие толщину до 0,5 мм. От еще более толстых отложений плиту кристаллизатора нужно освобождать. Для этого плита кристаллизатора извлекается из кристаллизатора для непрерывной разливки. После обнажения задней стороны 3 блокировочные средства 11 отсоединяются, и отдельные вставки 6-10 поворачиваются из закрытого положения в открытое положение для их технического обслуживания и очистки. После очистки вставки 6-10 могут снова поворачиваться в закрытое положение. Блокировочные средства 11 монтируются, и плита кристаллизатора готова к последующей эксплуатации.

В том случае, когда вставки 6-10 должны извлекаться полностью, могут отсоединяться соединительные средства 24, которые привернуты к плите 1 кристаллизатора в области оси S поворота.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Плита кристаллизатора

2 Сторона разливки 1

3 Задняя сторона 1

4 Канал охлаждения в 3

5 Канал охлаждения в 3

6 Вставка

7 Вставка

8 Вставка

9 Вставка

10 Вставка

11 Блокировочное средство

12 Выступ

13 Проем

14 Продольная сторона 6-10

15 Впадина в 14

16 Крепежная точка 1

17 Ребро между 16 и 16

18 Впуск воды

19 Выпуск воды

20 Поверхность охлаждения 1

21 Внутренняя сторона 6-10

22 Паз в 6, 7

23 Ребро на 20

24 Соединительное средство

25 Углубление в 17

26 Выступ на 6-10

L Продольная ось 4, 5

S Ось поворота

1. Плита кристаллизатора, имеющая сторону (2) разливки и обращенную от стороны (2) разливки заднюю сторону (3), при этом на задней стороне (3) расположен по меньшей мере один открытый к задней стороне (3) канал (4, 5) охлаждения и при этом в канале (4, 5) охлаждения расположена вставка (6-10) для уменьшения проточного поперечного сечения канала (4, 5) охлаждения, отличающаяся тем, что вставка (6-10) закреплена на плите (1) кристаллизатора с возможностью движения поворота, так что вставка (6-10) может поворачиваться из закрытого положения в открытое положение.

2. Плита кристаллизатора по п. 1, отличающаяся тем, что ось (S) поворота вставки (6-10) располагается перпендикулярно продольному направлению (L) канала (4, 5) охлаждения.

3. Плита кристаллизатора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что ось (S) поворота расположена на нижнем конце плиты (1) кристаллизатора, так что вставка (6-10) может откидываться из закрытого положения в открытое положение вниз.

4. Плита кристаллизатора по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что на задней стороне (3) расположены блокировочные средства (11), которые удерживают вставку (6-10) в закрытом положении.

5. Плита кристаллизатора по п. 4, отличающаяся тем, что посредством одного единственного блокировочного средства (11) одновременно несколько соседних вставок (6-10) могут стопориться в закрытом положении.

6. Плита кристаллизатора по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что вставка (6-10) своей внутренней стороной (21) в закрытом положении частично находится в контакте с обращенной от стороны (2) разливки поверхностью (20) охлаждения канала (4, 5) охлаждения, так что между поверхностью (20) охлаждения и внутренней стороной (21) образован по меньшей мере один зазор охлаждения.

7. Плита кристаллизатора по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что вставка (6-10) на своей внутренней стороне (21) имеет по меньшей мере один паз (22), который в закрытом положении вмещает ребро (23) плиты (1) кристаллизатора, так что между соседними ребрами (23) возникает зазор охлаждения между вставкой (6-10) и плитой (1) кристаллизатора.

8. Плита кристаллизатора по одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что вставка (6-10) разъемно соединена с плитой (1) кристаллизатора.

9. Плита кристаллизатора по одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что между вставкой (6-10) и плитой (1) кристаллизатора расположен соединительный элемент (24).

10. Плита кристаллизатора по п. 9, отличающаяся тем, что соединительный элемент (24) представляет собой ось, которая расположена на опорах в плите (1) кристаллизатора.

11. Плита кристаллизатора по п. 9, отличающаяся тем, что соединительный элемент (24) представляет собой шарнир, который соединен с вставкой (6-10) и плитой (1) кристаллизатора.

12. Плита кристаллизатора по одному из пп. 1-11, отличающаяся тем, что поворотная вставка (6-10) имеет по меньшей мере один проем (13) для расположенного в канале (4, 5) охлаждения выступа (12), который в закрытом положении вставки (6-10) помещается в этот проем.

13. Плита кристаллизатора по одному из пп. 1-12, отличающаяся тем, что между соседними вставками (6-10) находятся крепежные точки (16) плиты (1) кристаллизатора.

14. Плита кристаллизатора по п. 13, отличающаяся тем, что вставка (6-10) на своей продольной стороне имеет по меньшей мере одну впадину (15).