Поддерживающее устройство зоны вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов

 

Союз Советскик

Социалистическии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 12,09.79(21)2816952/22-02 (51) М. Кл. с присоединением заявки М

В 22Ý ll/12 аеаудерстеенный кемнтет

СССР по делам нзебретеннй н открмтнй (23)Приоритет

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень М 35 (53) У.ДК 621.746.

° 047(088.8) Дата опубликования описания 23.09.81

В. И. Лебедев, Q. П. Евтеев, В. М.. Нисковск Е. 10. Гельфейбейн, С. Е. Карлннский и А. В. Грачев

Р (72) Авторы изобретения

1 ентральньтй научно- исследовательский ищ металлургии .им. И. П. Бардина (73) Заявитель (54) ПОРДЕРЖИВАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО ЗОНЫ ВТОРИЧНОГО

ОХЛАЖДЕНИЯ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии а именно - к установкам непрерывной разливки металлов в слитки прямоугольного йоперечного сечения.

Наиболее близким по технической сущ- S ности является поддерживающее устройство зоны вторичного охлаждения устано вок непрерывной разливки металлов, включаювтее основные опорные ролики, установленные на расчетном расстоянии друг от друга вдоль .зоны вторичного ох» лаждения, длина которых бощше ширины отливаемого слитка, между которыми установлены дополнительные жесткие опорные элементы в виде коротких роликов или брусьев на расстоянии от поверхности слитка или рт плоскости, совпадаю щей с бочками основных опорных роли ков, равном О, 1-0,9 допустимого прогиба этих роликов $1).

Недостатком известного поддерживающего устройства является отсутствие необходимого открытого пространства на поверхности слитка для водяного охлаждения вследствие перекрытия межроликового пространства дополнительными опорными эле ментами. Это приводят.к невозможности создания оптимального режима вторичного охлаждения, что вызывает брак слитков но внутреннйм и наружным трещинам.

Кроме того, опорные элементы, находясь на некотором .расстоянии от поверхности слитка, не разгружают основные опорные ролики от нагрузок вследствие ферростатлческого даваения и вйзывают дополнительные сопротивления вытягиванию слитка при выпучивании его оболочки.

При прорыве металла через оболочку слитка опорные элементы заливаются жидким металлом, что усложняет и удлиняет процесс ликвидации аварии. Наряду с этим дополнительные опорные элементы, находящивоя между основными роликами, установленными на расчетном расстоянии, препятствуют увеличению их диаметра и не позволяют увеличить их прочность.

Исследованиями установлено, что процесс выпучивания оболочки слитка происходит во временц и зависит от ширины отливаемого слитка и расстояния между основными роликами. При удалении одного основного ролика оболочка слитка в процессе выпучивания представляет собой арку поперек, так и вдоль слитка .

При этом вершина арки находится по оси симметрии слитка и на расстоянии 1,01,3 расчетного расстояния между двумя основными роликами при условии отсутствия одного основного ролика между ними. Если воздействовать на вершину ар» ки дополнительным роликом, с относительно короткой бочкой и меньшим диаметром, то появляется воэможность остановить процесс выпучивания в допустимых пределах, освободив при этом дополнительную плошадь поверхности слитка для охлаждения водой. При этом отпадает необходимость, с точки зрения величины выпучивания оболочки, устанав -.. ливать длину бочки дополнительного ролика больше ширины отливаемого слитка, Цель изобретения — улучшение качест. ва .непрерывнолитых слитков и увеличение конструктивных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, ч о в устройстве, содержащем основные опорные ролики, установленные на .рас четном значении шага друг от друга вдоль эоны вторичного охлаждения и дополнительные ролики, расположенные между ними, при этом каждый дойолнительный ролик установлен íà расстоянии от вьпперасположенного основного ролика, составляющем 1 0-1 3 расчетного значения шага на данном уровне зоны вторичного охлаждения, при этом длйна бочкй дополнительного ролика составляет 0,2-0,4 длины бочки основного, причем ролики каждого ряда зоны вторичного охлаждения установлены с расположением их образующих - линий контакта в одной плоскости, а диаметр дополнительных роликов сос-. тавляет 0,5-0,6 диаметра основных, I

Улучшение . качества непрерывнолитых слитков будет ппоисходить потому, что появляется дополнительная свободная плошадь поверхности слитка для охлаждения водой, что позволяет организовать оптимальный режим вторичного охлаж- . дения по периметру и длине слитка. Уве личение прочности основных роликов достигается благодаря возможности уме25

<П8

4 ньщення диаметра дополнительных роли= ков вследствие пх. относительно небольшой длины. Кроме того, отсутствие подшипников вращения дополнительных роликов в районе крепления подшипников основных роликов позволяет выполнять их более мощными, Диапазон изменения расстояния дополнительного ролика от основного в пределах 1,0-1,3 объясняется тем, что при значении 1,0 дополнительный ролик становится на расчетное местоположение. При значении большем, 1,3 происходит значительное выпучивание оболочки слитка, приводящее к образованию внутренних трещин.

Диапазон изменения длины бочки дополнительных роликов в пределах 0,2-.

0,4 длины бочки основных роликов объясняется тем, что. при меньшем значении, чем О, 2 происходит черезмерное выпучивание. оболочки слитка.

При большем значении, чем 0,4, значительно уменьшается площадь слитка, открывая его для охлаждения водой, Лиапазон изменения диаметра дополнительных роликов в пределах 0,5-0,6 диаметра основных объясняется тем, чтс1 при меньшем значении, чем 0,5, происходит прогиб ролика сверх допустимых значений под действием ферростатического давления, При большем значении, чем

0,6, уменьшается площадь слитка, открывая его для охлаждения водой.

На фиг. 1 изображено поддерживаю - щее устройство зоны вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов продольный разрез, на фиг. 2то же, вид сбоку; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2.

Поддерживающее устройство состоит из основнь1х роликов 1 с подшипниками

2, между которыми расположены дополнительные ролики 3 с подшипниками 4.

45 Позицией 5 обозначена оболочка непре- рывнолитого слитка, 6 - жидкий металл.

Поддерживающее устройство работает следующим образом.

В процессе непрерывной разливки из кристаллизатора вытягивают слиток 5 сечением 250х1700мм изСт.3 со скоростью 0,8 маймин. Образующие бочек роликов 1 и 3 со стороны слитка лежат в одной плоскости, В зоне вторичного охлаждения слиток 5 поддерживается и направляется основными 1 и дополнитель ными 3 роликами. Основные ролики 1 смонтированы на подшипниках 2 и дли865498

5 на их бочек составляет 17 10 мм, а диаметр равномерно увеличивается от

150ммпод кристаллизатором до350мм в конце зоны вторичного охлаждения. Дополнительные- ролики s смонтированы на подшипниках 4, и длина йх бочек равномерно уменьшается от 0,4 длины бочки основного ролика (или

700 мм под кристаллиэатором) до 0,2 длины бочки основного ролика (или

350 мм в конце эоны вторичного охлаж-, дения. ) Диаметр дополнительного ролика равномерно увеличивается от ЯО мм под кристаллиэатором до 200 мм в конце зоны охлаждения. t5

Основные опорные ролики располагаются вдоль зоны вторичного охлаждения на расчетных расстояниях, величина которых изменяется от 200 мм под кристаллизатором до 600 мм в конце 29 зоны вторичного охлаждения. Однако в соответствии с предлагаемым изобретением вместо основных опорных роликов через один установлены дополнитель ные опорные ролики, При этом место ус- 2s тановки каждого дополнительного родика сдвинуто относительно расчетного ноло-жения удаленного основного ролика в сторону конца зоны вторичного охлаждения на величину 0,3 расчетного расстояния между основными опорными роликами.

Для рассматриваемого примера íà расстоянии 12,0 м от мениска металла в кристаллизаторе расчетное значение рас стояния между основными опорными ро- . ликами составляет 400 мм. При этом расстояние, дополнительного ролик от вьпиерас положенного основного опорного ролика составляет 1,15 расчетного значения или

460 мм. На этом уровне диаметр основных роликов составляет 300 мм, а допол-, нительных — 0,55 основных или 165 мм.

При таком расположении дополнительного ролика вместо основного опорного 45 ролика величина вынучивания оболочки слитка находится в допустимых пределах, не вызывающих образование трещин на фронте кристаллизации..Величина выпучивания при этом такая же, как и ур при наличии основного опорного ролика.

Одновременно увеличивается площадь поверхности .слитка для охлаждения водой, что позволяет организовать оптимальный режим вторичного охлаждении по периметру и длине слитка, Это позволяет улучшить качество слитков по внутренним и наружным трещинам, снизить брак и уменьшить количество обреэи.

Одновременно возможно увеличение диаметра основных опорных роликов за счет уменьшения диаметра дополните ных роликов вследствие их короткой бочки. При этом появляегся возможность увеличения величины подшипников основФ > ных опорных роликов эа счет уменьшения длины бочки дополните1тьных роликов.

При увеличении скорости разливки до

1,2 м/мин расстояние дополнительного ротпща от выл ерасположенного основного увеличивается до 1,3 расчетной величины или 520 мм. Это объясняется тем„что при увеличении скорости разливки вериина аркообразного выпучивания оболочки слитка смещается и сторону от вышерасположенного основного ролика так как . процесс выпучивания происходит во speмени. Диаметр дополнительных ропиков при этом составляет 0,6 основных или 180 мм.

При уменьшении скорости разливки до

0,4 м/мин.:расстояние дополнительного, ролика от вышерасноложенного основного умекынается .до расчетной величины или до 400 мм. Это объясняется тем, что при умекыиении скорости разливки вершина аркообразного выпучивания оболочки слитка смещается в сторону вышераспопоженного основного ролика, так как процесс выпучивания происходит во времени. Диаметр дополнительных роликов при этом составляет 9,5 основных или 150 мм.

Дополнительные ролики устанавливаются по оси симметрии слитка. Перед началом разливки местоположение дополнительных роликов настраивается в соответствии с будущей рабочей скоростью разливки.

Уменьшение длйны бочки дополнитеж ных роликов от 0,4 под кристаллизатором да 0,2 длины бочки основных ропиков в ионне эоны вторичного охлаждения объясняется интенсивностью и вели- . чиной выпучения оболочки слитка s зависимости от ее толщины. При меныией толщине оболочки величина выпучивания больше, чем при большей толщине оболочки.

Увеличение диаметра дополнительно роликов при увеличении скорости вытягивания обьясняется ростом ддщы жидкой фа зы, сокрашением толщины оболочки слит» ка и увеличением ферростатического давления металла.

865

Уменьшение диаметра дополнительных роликов при уменьшении скорости вытягивания объясняется сокращением длины жидкой фазы, ростом толщины o6o— лочки слитка и уменьшением ферроста5 тического давления металла.

Формула изобретения

Поддерживающее устройство зоны вто» ричного охлаждения установок непрерывной . разливки металлов, включающее основные опорные ролики, установленные на расчетном значении шага друг от друга вдоль вторичного охлаждения, и дополнительные ролики, расположенные между ними, о т л и ч а ю ш е е с я тем, . что, с целью улучшения качества непрерывнолитых слитков и увеличения конструктивных возможностей устройства, каж-, 498 8 дый дополнительный ролик установлен на расстоянии от вышерасположенного основного ролика, составляющем 1,0-1;3 расчетного значения шага на данном уровне зоны вторичного охлаждения, при этом длина бочки дополнительного составляет 0,2-0,4 длины бочки основного, причем ролики каждого ряда зоны вторичного охлаждения установлены с расположением их образующих - линий контакта в одной плоскости, а диаметр дополнительных роликов составляет 0,5-0,6 диаметра основных.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 4609 4, кл. В 221311/12, 1975.

ВНИИПИ Заказ 7939/18

Тираж 872 Подписное

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