Устройство для непрерывного литья слитков

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

«i)925533

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.07.80 (21) 2951751/22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (45) Дата опублякования описан ия 07.05.82 (51) М.Кл.з В 22 D 11/04

Государственный комитет ссСР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.746.27 (088.8) с (72) Автор изобретвния А. В. Зайчиков (Т!) Заявитель Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научфу., исследовательский институт железнодорожного траисп та (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ

СЛИТКОВ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов и сплавов с йолучением слитка круглого или кольцевого поперечного сечения. 5

Известно устройство, в котором производится спиральное наращивание слоя металла на торец слитка под охлаждаемой надставкой и слоем расплавленного шлака с помощью вращающегося в кристаллизаторе 1-образного разливочного стакана с литниковой щелью по радиусу слитка fl).

Недостатком устройства является ограничение производительности из-за затрудненной теплопередачи.от надставки к слитку через слой шлака. Кроме того, устройство может работать только при вертикальном движении слитка вниз, что ограничивает выбор компоновки литейной машины с вспомогательными устройствами и с прокатным станом.

Цель изобретения — повышение производительности устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве для непрерывного литья слитков круглого 25 или кольцевого сечения путем спирального наращивания слоя металла на торец слитка, содержащем укрепленный на станине цилиндрический кристаллизатор и размещенный в нем распределитель расплава с зо литниковым каналом, связанным с металлопроводом, и привод вращения распределителя, распределитель выполнен в виде охлаждаемого диска с винтовой поверхностью рабочего торца, обращенного к слитку, причем литниковый канал соединяет начало и конец витка спирали, отделен от охлаждаемой части распределителя теплоизолирующими вставками и снабжен нагревателем.

Кроме этого, для уменьшения толщины намораживаемого слоя и ускорения его охлаждения винтовая рабочая поверхность распределителя выполнена многозаходной с литниковыми каналами по числу заходов.

Для получения многослойного слитха винтовая рабочая поверхность распределителя разделена на концентрические ступени, литниковые каналы которых связаны с отдельными металлопроводами.

На фиг. 1 изображено предлагаемоеустройство, осевой разрез по литниковому каналу (вариант с однозаходной спиралью рабочего торца распределителя); на фиг.

2 — разрез А — А на .фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б — Б на фиг. 1; фиг. 4 — вариант устройства с коническим рабочим торцом распределителя, вид сбоку с местным осевым разрезом по литниковой щели; на фиг.

5 — вариант устройства для получения

925533 биметаллического полого слитка, осевой разрез по литниковым каналам.

Кристаллизатор 1, предназначенный для формирования внешней поверхности слитка 2, укреплен на корпусе устройства. Распределитель расплавленного металла, состоящий из диска 3 и укрепленной на нем крышки 4, свободно вращается в кристаллизаторе 1 и связан через зубчатый венец крышки 4 и шестерню 5 с приводом вращения, создающим постоянный крутящий момент при переменной частоте вращения, например, с помощью м1уфты трения или асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в режиме перегрузки при пониженном питающем напряжении. Ролики

6 удерживают распределитель от осевых перемещений.

Крышка 4 имеет радиальную прорезь (см. фиг. 2), в которой укреплена с помощью теплоизолирующих прокладок 7 вставка 8 с литниковой щелью (см. фиг. 3), связанной каналом, выполненным в надставке 9, с конической выточкой кольца 10, укрепленного на крышке 4 с помощью стоек 11.

В выточку .кольца 10 помещена сопряженная с ней поверхность подпружиненного невращающегося кольца 12, е которому присоединен металлопровод 13 для подачи расплава 14 под металлостатическим давлением из миксера.

Кольцо 12 или металлопровод 13 могут быть подключены к одному из выводов обмотки трансформатора для подогрева колец 10 и 12, надставки 9 и вставки 8. Второй вывод трансформатора можно подключить к корпусу устройства.

Распределитель снабжен кольцевой разомкнутой полостью 15 (см. фиг. 3). Концы полости, примыкающие к вставке 8, соединены каналами с коническими выточками крышки 4, к которым подпружинены сопряженные с ними невращающиеся кольца 16, подключенные к трубопроводам 17 для подачи и стока охлаждающей жидкости.

Кристаллизатор 1 и слиток 2 (см. фиг. 1) дополнительно охлаждаются с помощью спреера 18.

Рабочий торец диска 3 распределителя выполнен в виде витка спиральной винтовой поверхности (см. фиг. 1 и 3), причем вставка 8 с литниковой щелью расположена на стыке начала и конца витка. Винтов ую поверхность торца можно сделать многозаходной с соответствующим числом вставок 8 (на стыках витков), надставок 9, полостей 15 для охлаждения секторов распределителя между литниковыми щелями и каналов, соединяющих полости 15 с выточками крышки 4 для подачи. охлаждающей жидкости. Можно заменить диск 3 конусом (см. фиг. 4), а литниковую вставку

8 расположить по образующей конуса. Тогда при многозаходной винтовой поверхнос5

Зо

69

65 ти рабочего торца распределитель по внешнему виду будет похож на коническую фрезу.

Для получения слитка в виде трубы можно выполнить в распределителе осевое отверстие (см. фиг. 5) и ввести в него невращающийся дорн (внутренний кристаллизатор) 19. Охлаждающая жидкость по.дается по трубопроводу 120, проходит по каналу 21 в полость 15, затем через паз

22 — на раструб дорна 19 и по отверстиям

23 — на внутреннюю поверхность слитка (на фиг. 5 канал 21 и паз,22 показаны в одной плоскости условно). Жидкость частично проходит в полость слитка через неплотности между его внутренней поверхностью и крышкой 24, а большая часть жидкости выводится через отверстия 25 в трубку 26, вставленную в полость дорна 19 с уплотнительными кольцами 27.

Кристаллизатор 1 и дорн 19 снабжены коническими поверхностями с углом 7 — 9, сопряженными с боковыми поверхностями слитка и корпуса 3 распределителя для уменьшения трения.

Многослойный слиток может быть получен, если сделать распределитель ступенчатым, как показано на фиг. 5, с таким расчетом, чтобы более тугоплавкий BHEIIIHHH слой слитка 2 формировался раньше, чем легкоплавкий слой. Кольцевые поверхности рабочего торца распределителя должны иметь одинаковые углы подъема спиралей.

Расплавы металлов соответствующих слоев подаются по отдельным металлопроводам

13, каналам в надставке 9 и литникам, выполненным во вставке 8.

В состав устройства входит также механизм перемещения затравки, а для полунепрерывного процесса — механизм плавного вытягивания слитка (валковая клеть). Затравка может быть выполнена в виде диска, воронки или колыца соответственно форме распределителя, но без винтовой поверхности, и снабжена коническими поясками, сопряженными с кристаллизатором

1 и дорном 19, а также элементами для захвата слитка, например кольцевой конической выточкой.

Перед началом работы устройства за,крывают выход кристаллизатора 1 (см. фиг. 1, 4 и 5) затравкой, имеющей форму поперечного сечения слитка, включают нагреватель вставки 8 и разогревают ее, а также металлопровод 13 до температуры разливки металла. Включают привод вращения распределителя и привод механизма вытягивания слитка 2. При плавном вытягивании слитка из кристаллизатора 1 винтовая поверхность распределителя находится в непрерывном контакте с поверхностью слитка и «подталкивает» его с постоянным усилием, соответствующим крутящему моменту привода, углу подъема витza спирали и коэффициенту трения распре925533

1,7

12

17 делителя по слитку. Расплав 14 затвердевает на ранее сформированной поверхности торца слитка (см. фиг. 3) вблизи литниковой щели вставки 8, и слиток 2 формирует ся путем спирального намораживания слоя на торец.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении производительности, а также .в упрощении конструкции и уменьшении габаритов. Повышение производительности достигается за счет интенсификации теплоотвода, так как устранен промеяяуточный слой шлака, осуществлен непосредственный контакт охлаждаемого корпуса распределителя с торцом слитка и создана возможность для уменьшения толщины и скорости затвердевания слоев, намораживаемых по многозаходной спирали. Наибольшая скорость вытягивания сплошного слитка может быть достигнута при наращивании его по внутренней конической многозаходной винтовой поверхности. Упрощение конструкции и уменьшение габаритов установки для непрерывного литья и прокатки обусловлено возможностью работы предлагаемого устройства в любом простр анственном положении.

Достоинством предлагаемого устройства является также автоматическое регулирование, точнее «саморегулирование» скорости подачи расплава на торец слитка.

Формула изобретения

1. Устройство для непрерывного литья слитков круглого или кольцевого сечения путем спирального наращивания слоя металла на торец слитка, содержащее укрепленный на станине цилиндрический кристаллизатор и размещенный в нем распределитель расплава с литниковым каналом, связанным с металлопроводом, и привод вращения распределителя, о т л и я а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения производительности, распределитель выполнен в виде охлаждаемого диска с винтовой поверхностью рабочего торца, обращенного к слитку, причем литниковый канал соединяет начало и конец витка спирали, отделен от охлаждаемой

1s части распределителя теплоизолирующими вставками и снабжен нагревателем.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющеес я тем, что, с,целью повьгшения производи20 тельности за счет уменьгпения толщины намораживаемого слоя и ускорения его охлаждения, винтовая рабочая поверхность распределителя выполнена многозаходной с литниковыми каналами по числу заходов.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отл и ч ающ е е с я тем, что, с целью получения многослойного слитка, винтовая рабочая поверхность распределителя разделена на

30 концентрические ступени, литниковые каналы которых связаны с отдельными металлопроводами.

Источник информации, принятый во

35 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 707682, кл. В 22 D 11/04, 1980.

925533

Составитель Э. Шитов

Техред А. Камышиикова

Редактор О. Юркова

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 447/413 Изд. № 144 Тираж 853 Подписное

ИПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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