Кристаллизатор

 

1. КРИСТАЛЖЗАТОР, состоящий из биметаллических панелей, имеющих вертикальные, каналы водоохлаждения с перегородками, и датчика 'уровня металла, установленного в одной из панелей, отличающийс я тем, что, с целью снижения удельного расхода электроэнергии и повышения производительности, он снабжен обечайкой, выполненной изматериала с температурой плавления и термическим сопротивлением большим, чем у меди, и расположенной на рабочей поверхности водорхлаждаемых панелей выше датчика уровня жидкого металла, а в перегородках вертикальных каналов водоохлаядения ниже датчика уровня жидкого металла выполнены горизонтальные каналы, образующие с ёертикальными каналами ячеистую конструкцию.2. Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен прокладкой, вьшолненной из огнеупорного материала и установленной между рабочей поверхностью водорхлаждаемой панели и обечайкой.с (Рсл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 2314775/02 (22) 19 . 01. 76 (46) 30. 10.86. Бюп. В 40 (72) N.Ã.Êóçüìèí, А.Г.Помещиков, Ю.П.Григорьев, P .З.Вафин и В.Г.Завьялов (53) 621.365.3(088.8) .(54)(57) 1. КРИСТАЛПИЗАТОР, состоящий иэ биметаллических панелей, имеющих вертикальные. каналы водоохлаждения с перегородками, и датчика уровня металла, установленнагo в одной из панелей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения удельного расхода электроэнергии и повышения производительности, он снабжен обечайкой, выполненной из

„„SU„„A 1 (5р 4 С 22 В 9/18 материала с температурой плавления и термическим сопротивлением большим, чем у меди, и расположенной на рабочей поверхности водоохлаждаемых панелей выше датчика уровня жидкого металла, а в перегородках вертикальных каналов водоохлаждения ниже датчика уровня жидкого металла выполнены горизонтальные каналы, образующие с вертикальными каналами ячеистую конструкцию.

2. Кристаллизатор по п. t, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен прокладкой, выполненной иэ огнеупорного материала и установленной между рабочей поверхностью водоохлаждаемой панели и обечайкой.

555671

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может использоваться при электрошлаковом переплаве.

Известны кристаллизаторы, состоящие иэ медной гильзы и стального 5 кожуха и имеющие между ними полость для охлаждающей воды. Однако изготовление и ремонт таких кристаллизаторов трудоемки. Кроме того, сварен10 ные швы медной гильзы частот содержат поры, через которые может просачиваться вода.

Известен блочный медный кристаллизатор, у которого каждая стенка име15 ет вертикальные каналы для охлаждения и перпендикулярные к ним горизонтальные каналы, причем горизонтальные и вертикальные каналы пересекаются.

В процессе ЭШП металл плавится под действием тепла, передаваемого теплопередачей из шлаковой ванны, температура которой должна быть вьппе точхи плавления плавящегося металла. Шлаковая ванна должна находиться в водоохлаждаемом кристаллизаторе и иметь определенную глубину. Это необходимо для обеспечения рациональных электрических характеристик и достижения требуемой эффек- З0 тивности процесса. По этим причинам тепловые потери через поверхность раздела шлак-стенка кристаллизатора значительно больше, чем полезно расходуемое тепло на плавление металла. З5

Из этого следует, что относительно малое изменение потерь из шлаковой ванны в весьма значительной степени отражается на расход электроэнергии.

Таким образом, существенным недос- 40 татком таких кристаллизаторов явля.ется то, что применение их не позволяет улучшить энергетические показатели, процесса электрошлакового пер еплава .

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии и увеличение производительности.

Это достигается тем, что кристаллизатор снабжен обечайкой, выполненной из материала с температурой плавления и термическим сопротивлением большим, чем у |еди,.расположенной на рабочей поверхности водоохлаждаемых панелей выше датчика уровня жидкого металла, а в перегородках вертикальных каналов водоохлаждения ниже датчика уровня жидкого металла выполнены горизонтальные каналы, образующие ячеистую конструкцию, кристаллизатор снабжен прокладкой, выполненной из огнеупорного материа. ла н установленной между рабочей поверхностью водоохлаждаемой панели и обечайки.

На фиг. 1 изображен предлагаемый кристаллизатор в сборе, на фиг. 2— панель предлагаемого кристаллизатора, на фиг. 3 — сечение панели по вертикали параллельно рабочей поверхности А-А на фиг. 2, на фиг. 4 — горизонтальное сечение панели Б-Б на фиг. 3, на фиг. 5 — вертикальное сечение панели В-В на фиг. 3; на фиг. 6 — то же, для случая с огнеупор ной прокладкой, на фиг . 7 — сечение Г-Г на фиг. 6 .для случая с огнеупорной прокладкой.

Кристаллизатор собран из панелей

1, охлаждаемых автономно. Каждая панель состоит из медного слоя 2, металлического слоя 3 с более высокнми температурой плавления и термическим сопротивлением, чем у меди, стального слоя 4, соединенных сваркой взрывом, стального листа 5, входного

6 и выходного 7 коллекторов, вертикальных каналов 8, разделенных между собой перегородками 9, в которых ниже датчика уровня жидкого металла 10 выполнены горизонтальные каналы 11.

Для увеличения термического сопротивления участка панелей выше уровня жидкого металла между металлическим слоем 3 и медным слоем панели 2 может быть установлена прокладка из огнеупорного материала 12. Датчик уровня жидкого металла установлен на одной из панелей на высоте задан-, ного уровня жидкого металла относительно нижнего края кристаллизатора.

Панели кристаллизатора изготавливаются, например, следующим образом.

К рабочей поверхности медного слоя

2 сваркой взрывом присоединяется металлический слой 3. К противоположьой поверхности медного слоя этим же способом присоединяется стальной слой 4 и выполняются на нем вертикальные каналы 8, кроме этого, в зоне формирования слитка горизонтальные каналы,11 охлаждения на глубине этого слоя и входные 6 и выходные 7 коллекторы. Каналы охлаждения и коллекторы закрываются стальным листом

5, который обваривается по контуру и в местах перегородок соединение усиливается электроэаклепками.

В случае изготовления кристаллизатора C огнеупорной прокладкой ее присоединяют вместе с металлическим слоем 3.

В процессе переплава и рафинирования в подвижном кристаллизаторе образуются две совершенно определенные и четко разграниченные области; в одной из них поддерживается жидкий шлак, в другой кристаллизуется слиток. Выполнением в верхней части рабочей поверхности панелей кристаллиэатора зоны с термическим сопротивлением значительно выше зоны формирования слитка,. создаются условия для существенного уменьшения тепловых потерь через поверхность раздела шпак-стенка кристаллизатора, которые играют главную роль в тепловом балансе шлаковой ванны. При работе кристаллизатора охлаждающая вода. подается на входной коллектор и отводится из выходного коллектора, 555671 4 которая в зоне формирования слитка при протекании по вертикальным каналам эа счет горизонтальных каналов приобретает турбулентный характер, что увеличивает интенсивность охлаждения этой зоны панели кристаллизатора и скорость кристаллизации слитка, т.е. весовую производительность при оптимальных значениях коэффици10 ента фронта кристаллизации.

Таким образом, предлагаемый кристаллиэатор позволяет сушественно повысить производительность установки за счет более рационального ис15 пользования тепла в верхней части кристаллизатора — уменьшения тепло-. вых потерь через стенку кристаллиэатора и более интенсивного охлаждения слитка в зоне его формирования.

2р При этом за счет уменьшения тепловых потерь в верхней части кристаллизатора более полно используется электрическая энергия, вводимая в шлаковую ванну, что создает условия для

25 ее экономии.

555671

Е-Е

8- B лодерлущо

Г-Г

Фиг.7

Составитель

ТехредН.Глущенко Корректор М.Пожо

Редактор О.Юркова

Заказ 5841i3 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная