Способ разливки металла

 

Союз Советских

Социалистичесних

Республик

oi>814558 (6т) Дополнительное к авт. санд-ву—

{22} Заявлено 26. 0179 {21) 2710703/22-02 с присоедииением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовамо 23.03.81. Бюллетень М 11

Дата опубликования описания 26 . 03. 81 (51)М. К .

В 22 D 11/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621. 746. .27(088.81

i. I °;

A.Н. Шичков, Н.И. Шестаков, Ю.М. Чуманов и В.И. Любешкин . 1;

Г: (72) Авторы изобретения

1 -1 -" 1 4

Вологодский политехнический институт (71) Заявитель (541 СПОСОБ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА

2О

30

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к непрерывной разливке металла.

Известен способ обработки кристаллизующегося металла, отличительной особенностью которого является пропусКание постоянного электрического тока через жидкую фазу кристаллизующегося металла при взаимодействии его с налагаемым магнитным полем индуктораЕ13, Недостатком известного способа является отсутствие возможности дополнительного теплоотвода от зоны контакта металла с кристаллизатором.

Цель изобретения — интенсификация процесса разливки путем дополнительного отвода тепла от слитка, в частности от зоны его контакта с кристаллиэатором.

Поставленная цель достигается тем, что постоянный электрический ток пропускают через зону контакта кристаллизатора со слитком.

В данном случае зона контакта кристаллизатора со слитком имеет свойство спая разнородных проводников, например, кристаллиэатор— медь, а слИток — сталь.Поключение этого спая с помощью медного и стального проводников к отдельно вынесенному охлаждаемому спаю и пропускание тска по этой цеп1я,от внешнего источника обеспечивает возникновение эффекта Пельтье. Зона контакта кристаллизатора со слитком охлаждается путем преобразования тепловой энергии в электрическую, передачи ее в зону холодного спая и последующего преобразования электрической энергии в тепловую. Холодный спай охлаждают, например водой.

Это позволяет производить дополнительный (помимо обычного) теплоотвод от эоны первичного охлаждения и тем самым интенсифицировать процесс разливки.

Кроме того, постоянный электрический ток пропускают через зону контакта кристаллизатора со слитком по меньшей мере в двух точках кристаллизатора. Подвод тока в различных точках кристаллиэатора обеспечивает создание зон максимальной плотности тока в направлении минимального электрического сопротивления материала кристаллизатора. Использование этого эффекта позволяет выбрать рациональную схе

814558

Беэ пропускания тока

0,707 10

0,709 10

3,21

22,71

22,78 вариант

II вариант

3,55

III вариант

0,712 10

3,98

22,88 му токоотвода, и тем,самым, создать оптимальное распределение дополнительного теплоотвода через границу кристаллизатор — слиток. Это приводит к интенсификации процесса кристаллизации.

Постоянный электрический ток пропускают через зону контакта кристаллизатора со слитком по меньшей мере в двух электрически изолированных точках кристаллизатора. Электрическая изоляция отдельных участков кристал10 лизатора позволяет пропускать ток по каждому из участков и устранить концентрацию плоскости тока в локальных зонах крис аллизатора. Это позволяет получить более широкий фронт . дополнительного теплоотвода.

На фиг. 1 — 3 изображены схемы пропускания постоянного электрического тока через кристаллизатор и слиток. 20

В кристаллизатор 1 (фиг. 1) заливают металл 2, который, кристаллизуясь, образует твердую фазу слитка

3 ° К кристаллизатору подключен электрод 4, а к слитку — электрод 5, которые соединены через источник тока б в холодный спай 7. На контакте между кристаллизатором и слитком 8 образуется горячий спай, который вследствие эффекта Пельтье охлаждается. При этом тепловая энергия преобразуется в электрическую, а на холодном спае идет обратный процесс. Холодный спай охлаждается в холодильнике 9. Дополнительный теплоотвод интенсифицирует кристаллизацию, увеличивая толщину твердой фазы h< на выходе из кристаллизатора.

К кристаллизатору 10 (фиг. 2) с заливаемым металлом 11 и твердой . 40 . фазой 12 подключены электроды 13 и

14, которые собраны в ту же электри ческую цепь. Такая схема теплоотвода обеспечивает получение толщины твердой фазы на выходе из кристаллизатора h2> h< при той же мощности питания.

Еще более интенсивно (фиг. 3) идет формирование твердой фазы 15 при электрической изоляции 16 участков кристаллизатора 17 и 18 с электродами 19 и 20. Толщина твердой фазы на выходе из кристаллизатора

h > h2 > h °

На машине непрерывного литья заготовок, имеющей медный охлаждаемый кристаллиэатор высотой 1200 мм, отливают слиток сечением 250.1380 мм со скоростью 0,7 м/мин. На выходе из кристаллизатора средняя толщина твердой фазы h =22 мм. Величина теплового потока Q, отводимого кристаллизатором,составляет 2,2-10 Вт.

К кристаллизатору подключают источник постоянного тока мощностью и = 2 10 Вт и ЭДС Е = 24 В.

По цепи пойдет тук 1

1 — а 1О 8 i 3 3 . 1 0

Е ZW

Термоэлектрический коэффициент контакта слитка С кристаллизатором о(=0,5 10 Вт/к (определяется экспе-2 риментально).

Тогда на основании эффекта Пельтье от горячего спая (зоны контакта слитка с кристаллизатором) будет отводиться тепловой поток Qn

-N TI,Вт где Т вЂ” средняя температура зоны контакта, К, Т=1700 К

Q =,0,5 10 . 1,7 10 8,33 10 =0,707éÓ8T

При этом средняя толщина твердой фазы на выходе из кристаллизатора составляет 22,71 мм.

Расчет применительно ко второму и третьему вариантам производится аналогично.

Результаты экспериментов приведены в таблице °

814558

Формула изобретения

Фиа 3

Составитель Г. Борисов

Редактор Н. Кончицкая Техред И.Табакович Корректор И. емчик

Заказ 3 5 Тираж 869

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Ра ская наб., д. 4 5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет повысить производительность установки непрерывной разливки на 3,2-4%.

1. Способ разливки металла, преимущественно непрерывной, включающий пропускание электрического тока через металл и помещение холодного спая в охладитель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса разливки путем дополнительного отвода тепла от слитка, постоянный электрический ток пропускают через зону контакта кристаллизатора со слитком по меньшей мере в двух точках кристаллизатора, для чего одну группу электродов подключают к рабочей стенке кристал лизатора, а вторую вводят в контакт с корочкой слитка на выходе из кристаллизатора.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что первую группу электродов подключают по меньшей мере. к двум электрически изолированным друг от друга участкам стенки кристаллиэатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 526443, кл. В 22 0 27/02, 1975.