PL183716B1 - Krystalizator chłodzony cieczą - Google Patents

Abstract

1. Krystalizator chlodzony ciecza do ciaglego odlewania plaskich wlewków stalowych, w któ- rych dlugosc przekroju stanowi wielokrotnosc szerokosci przekroju, posiadajacy dwie naprze- ciwlegle scianki szerokoboczne zawierajace plyte miedziana i plyte wsporcza oraz scianki wasko- boczne ograniczajace szerokosc pasma metalu, przy czym plyty miedziane ograniczajace kanal krystalizatora sa mocowane do plyty wsporczej rozlacznie sworzniami metalowymi, znamienny tym, ze sworznie metalowe (12) przyspawane do plyt miedzianych (8) i mocujace je na plytach wsporczych (9) sa ze stopu CuN1 Fe, przy czym plyty miedziane (8) scianek szerokobocznych (2) kanalu (4) krystalizatora maja, przebiegajace rów- nolegle do kierunku odlewania, rowkowe kanaly chlodziwa (10) przykryte plytami wsporczymi (9). Fig. 3 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest krystalizator chłodzony cieczą do odlewania ciągłego płaskich wlewków stalowych, w których długość przekroju stanowi wielokrotność szerokości przekroju.

W tego rodzaju krystalizatorach przynajmniej każda ze ścianek szerokobocznych składa się z ograniczającej wewnętrzny kanał krystalizatora płyty miedzianej i stalowej płyty wsporczej. Płyta miedziana jest zamocowana poprzecznie wystającymi sworzniami metalowymi na płycie wsporczej, w związku z czym sworznie metalowe przechodzą przez otwory w płycie wsporczej Na końcu otworów przewidziane są gniazda, w których można umieścić nakrętki nakręcane na gwintowane końce sworzni metalowych. Nakrętki te służą do zamocowania płyty miedzianej na płycie wsporczej.

Z amerykańskiego opisu US-PS 3,709,286 znane jest wytwarzanie sworzni metalowych ze stali szlachetnej, które jednak dająsłabe połączenia spawane z płytą miedzianą, gdyż na złączach spawanych tworzą się struktury gruboziarniste. Takie złącza spawane są mało elastyczne i dlatego są bardzo wrażliwe na naprężenia zginające.

Z opisu patentu japońskiego JP-A-3258440jest natomiast znane, że w znajdujące się z tyłu otwory płyty miedzianej ograniczającej kanał krystalizatora wkręca się tuleje gwintowane i w te tuleje wstawia się dłuższe pręty, które przechodzą poprzecznie przez komorę chłodzenia i dociągają płytę miedzianą do płyty wsporczej utworzonej ze stali nierdzewnej. Ponadto otwory znajdują się jeszcze w płycie wsporczej. Oprócz tego na stronie tylnej płyty miedzianej ustalone są metodą spawania krótkie sworznie mocujące, które sązaopatrzone w tuleje gniazdowe, w które wkręca się krótsze pręty przechodzące przez komorę chłodzenia.

Celem wynalazku jest stworzenie krystalizatora chłodzonego cieczą przystosowanego do dużych prędkości odlewania, w szczególności do ciągłego odlewania wlewków stalowych zbliżonych do wymiarów końcowych, w którym będą zredukowane znacznie problemy z wytrzymałością połączeń sworzni metalowych z płytami miedzianymi.

Krystalizator chłodzony cieczą do ciągłego odlewania płaskich wlewków stalowych, charakteryzuje się według wynalazku tym, że sworznie metalowe przyspawane do płyt miedzianych i mocujące je na płytach wsporczych ma wykonane ze stopu CuNiFe, a zwłaszcza ze stopu CuNi30MnlFe, przy czym płyty miedziane ścianek szerokobocznych mają przebiegające równolegle do kierunku odlewania, rowkowe kanały chłodziwa przykryte płytami wsporczymi lub w drugiej odmianie wykonania płyty wsporcze mająprzebiegające równolegle do kierunku odlewania rowkowe kanały chłodziwa przykryte płytami miedzianymi.

Korzystnie, w przypadku gdy kanały chłodziwa znajdują się w płytach miedzianych płyty te mają przebiegające równolegle do kierunku odlewania otwory chłodzące rozciągające się w płaszczyznach przekroju pionowego sworzni metalowych, przy czym są one umieszczone w płytach miedzianych na wysokości poziomu lustra płynnego metalu.

Korzystnie, kanał krystalizatora w obydwu odmianach na swoim końcu po stronie wlewu płynnego metalu ma przekrój większy niż na końcu po stronie wyjścia pasma wlewka, przy czym zwłaszcza przekrój ten zmienia się co najmniej dwukrotnie.

Kanał krystalizatora, na końcu po stronie wlewu płynnego metalu może mieć przynajmniej jedno rozszerzenie o przekroju zmniejszającym się w kierunku odlewania.

Istotą wynalazku są środki zmierzające do stworzenia krystalizatora ze sworzniami metalowymi ze stopu CuNiFe. Dzięki takim, w szczególności ciągnionym na zimno, sworzniom uzyskuje się teraz znaczny wzrost wytrzymałości przy tylko nieznacznym rozrzucie wytrzymałości połączeń spawanych z płytą miedzianą. Może być ona wykonana z czystej miedzi, na przykład SF-Cu, albo z żaroodpornego stopu miedzi, np. z utwardzalnego dyspersyjnie stopu miedzi z dodatkami chromu i/albo cyrkonu. Dzięki rozwiązaniu według wynalazku eliminuje się występującądotąd niepewność przy manipulowaniu kystahzatorem i wiele czynników wpływających na spawanie, co powoduje konieczność 100%; kontroli.

Jeżeli w płytach miedzianych ścianek szerokobocznych znajdują się przebiegające równolegle do kierunku odlewania, przykryte płytami wsporczymi rowkowe kanały chłodziwa, zapewnione zostaje zwiększenie przesyłania ciepła od strony odlewu do chłodziwa, co pozwala pracować z dużymi prędkościami odlewania. Eliminuje to pęknięcia w płytach miedzianych i uszkodzenia istniejących

183 716 ewentualnie powłok powierzchniowych. Kanały chłodziwa w płytach miedzianych stosuje się w szczególności wtedy, gdy grubość płyt miedzianych wystarcza do umieszczenia takich kanałów o dostatecznie dużym przekroju.

Aby umożliwić intensywne odprowadzanie ciepła w strefie sworzni metalowych, przewidziano, że płyty miedziane oprócz kanałów chłodziwa mająprzebiegające równolegle do kierunku odlewania otwory chłodzące rozciągające się w płaszczyznach przekroju pionowego sworzni metalowych. Takie otwory chłodzące można wykonać za pomocą mechanicznego wiercenia głębokiego. Chłodziwo przemieszczające się przez otwory nie pozwala podczas odlewania ciągłego na lokalny wzrost temperatury płyt miedzianych w pobliżu miejsc połączeń sworzni metalowych z płytą miedzianą.

W przypadku zastosowania cienkich płyt miedzianych, które zapewniają bardzo dobre przenikanie ciepła, poleca się zgodnie z drugą odmianą wykonania aby płyty wsporcze miały przebiegające równolegle do kierunku odlewania, przykryte płytami miedzianymi rowkowe kanały chłodziwa. W płytach miedzianych nie ma wtedy kanałów chłodziwa. Ewentualnie można też zastosować kombinację kanałów chłodziwa w płytach miedzianych i w płytach wsporczych.

Dalsze zwiększenie prędkości odlewania uzyskano dzięki temu, że przekrój kanałów krystalizatorajest większy na końcu po stronie wlewu niż na końcu po stronie wyjścia pasma metalu. Rozszerzenie po stronie wlewu służy w szczególności do pomieszczenia rury nurkowej.

Wynalazek zostanie objaśniony poniżej na przykładach realizacji przedstawionych na rysunku, na którym kolejne figury przedstawiają: fig. 1 - krystalizator chłodzony cieczą w schematycznym pionowym przekroju wzdłużnym; fig. 2 - tylną stronę płyty miedzianej krystahzatora z fig. 1 w powiększeniu, zgodnie ze strzałką II na fig. 3; fig 3 - częściowy przekrój poziomy ścianki szerokobocznej krystalizatora z fig. 1, w powiększeniu i fig. 4 - częściowy przekrój poziomy ścianki szerokobocznej według następnej odmiany wykonania, także w powiększeniu.

Na fig. 1 pokazano schematycznie chłodzony cieczą krystalizator do odlewania ciągłego, nie pokazanych na rysunku, płaskich wlewków stalowych, w których długość przekroju stanowi wielokrotność szerokości przekroju. Krystalizator 1 ma dwie naprzeciwległe, kilkuwarstwowe ścianki szerokoboczne 2 i dwie również naprzeciwległe ścianki wąskoboczne 3, które tworzą kanał 4 krystalizatora.

Ścianki szerokoboczne 2 na końcu 5 kanału 4 krystalizatora po stronie wlewu wyposażono w rozszerzenie 6, które na części wysokości krystalizatora 1 zbiegają się w sposób ciągły ku dołowi. Na końcu 7 po stronie wyjścia pasma, przekrój kanału 4 krystalizatora jest prostokątny i dostosowany do wymaganego przekroju płaskiego wlewka. Celem obu naprzeciwległych rozszerzeń 6 jest stworzenie miejsca potrzebnego dla, nie pokazanej na rysunku, rury nurkowej doprowadzającej ciekły metal.

W zalecanej postaci wykonania, w celu uzyskania optymalnych własności krzepnięcia wlewka w krystahzatorze 1, kanał 4 krystalizatora ma na swoim końcu 5 po stronie wlewu płynnego metalu przekrój większy niż na końcu 7 po stronie wyjścia pasma wlewka. Zwężenie kanału 4 krystalizatora w kierunku odlewania, realizuje się odpowiednio do skurczu danego stopu stali przez nadanie krystalizatorowi różnej geometrii na przykład przez wprowadzenie kilkukrotnego zmniejszenia przekroju .

Jak widać na fig. 3, każda ścianka szerokoboczna 3 ma płytę miedzianą 8 ograniczającą kanał 4 krystalizatora oraz stalową płytę wsporczą 9. Na płycie miedzianej 8, co można też zauważyć na fig. 2, narysowanej bez płyty wsporczej 9, przewidziane sąprzebiegające równolegle do kierunku odlewania GR, przykryte płytą wsporczą 9 rowkowe kanały chłodziwa 10 zasilane wodą chłodzącą.

Ponadto na fig. 2 i 3 jest widoczne, że równolegle do kanałów chłodziwa 10 rozciągają się otwory chłodzące 11 zasilane także wodą chłodzącą. Otwory chłodzące 11 przebiegają w płaszczyźnie przekroju pionowego QE sworzni metalowych 12 ze stopu CuNiFe lub ze stopu CuNi30MnlFe, które mocowane są na stronie tylnej 14 płyty miedzianej 8 metoda spawania z wykorzystaniem pierścieni niklowych 13 jako dodatkowego elementu połączenia spawanego pomiędzy sworzniem metalowym 12 i płytą wsporczą 9. Sworznie metalowe 12 przechodzą przez

183 716 otwory 15 w płycie wsporczej 9. Za pomocą nakrętek 16 na gwintowanych końcach 17 sworzni metalowych 12 dokręca się płytę miedzianą 8 ustalając ją na płycie wsporczej 9. Nakrętki 16 mieszczą się w rozszerzonych zakończeniach 18 otworów 15.

Otwory chłodzące 11 są zasilane chłodziwem przez kanały chłodziwa 10, mianowicie tak, jak pokazano na fig.2, poprzez odgałęzienie 19 między otworem chłodzącym 11 i sąsiednim kanałem chłodziwa 10.

Ponadto na fig. 3 można zauważyć, że kanały chłodziwa 10 obok płaszczyzn przekroju QE sworzni metalowych 12 są ukształtowane głębiej niż inne kanały chłodziwa 10.

Kanały chłodziwa 10 i otwory chłodzące 11 umieszcza się się na płycie miedzianej 8 wówczas, gdy płyta 8 ma dostateczna grubość D.

Jeżeli natomiast stosuje się cieńszą płytę miedzianą 8a, to kanały chłodziwa 10a według fig. 4 wykonuje się w płycie wsporczej 9a i wtedy są one przykryte płytą miedzianą 8a przy ustalaniu płyty 8 a na płycie wsporczej 9a za pomocą sworzni metalowych 12.

183 716

183 716

& ⁴

183 716

6R

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Krystalizator chłodzony cieczą do ciągłego odlewania płaskich wlewków stalowych, w których długość przekroju stanowi wielokrotność szerokości przekroju, posiadający dwie naprzeciwległe ścianki szerokoboczne zawierające płytę miedzianą i płytę wsporczą oraz ścianki wąskoboczne ograniczające szerokość pasma metalu, przy czym płyty miedziane ograniczające kanał krystalizatora są mocowane do płyty wsporczej rozłącznie sworzniami metalowymi, znamienny tym, że sworznie metalowe (12) przyspawane do płyt miedzianych (8) i mocujące je na płytach wsporczych (9) są ze stopu CuNiFe, przy czym płyty miedziane (8) ścianek szerokobocznych (2) kanału (4) krystalizatora mają, przebiegające równolegle do kierunku odlewania, rowkowe kanały chłodziwa (10) przykryte płytami wsporczymi (9).
2. 2. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że sworznie metalowe (12) są ze stopu CuNi30Mn1Fe.
3. 3. Krystalizator według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że płyty miedziane (8), mają przebiegające równolegle do kierunku odlewania (GR), otwory chłodzące (11) rozciągające się w płaszczyznach przekroju pionowego (QE) sworzni metalowych (12).
4. 4. Krystalizator według zastrz. 3, znamienny tym, że otwory chłodzące (11) w płytach miedzianych (8) są umieszczone na wysokości poziomu lustra płynnego metalu.
5. 5. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał (4) krystalizatora na swoim końcu (5) po stronie wlewu płynnego metalu ma przekrój większy niż na końcu (7) po stronie wyjścia pasma wlewka.
6. 6. Krystalizator według zastrz. 5, znamienny tym, że kanał (4) krystalizatora ma przekrój zmieniający się co najmniej dwukrotnie.
7. 7. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał (4) krystalizatora na końcu (5) po stronie wlewu płynnego metalu ma przynajmniej jedno rozszerzenie (6) o przekroju zmniejszającym się w sposób ciągły w kierunku odlewania (GR).
8. 8. Krystalizator chłodzony cieczą do ciągłego odlewania płaskich wlewków stalowych, w których długość przekroju stanowi wielokrotność szerokości przekroju, posiadający dwie naprzeciwległe ścianki szerokoboczne zawierające płytę miedzianą i płytę wsporczą oraz ścianki wąskoboczne ograniczające szerokość pasma metalu, przy czym płyty miedziane ograniczające kanał krystalizatora są mocowane do płyty wsporczej rozłącznie sworzniami metalowymi, znamienny tym, że sworznie metalowe (12) przyspawane do płyt miedzianych (8a) ograniczających kanał (4) krystalizatora i mocujące je na płytach wsporczych (9a) są ze stopu CuNiFe, przy czym płyty wsporcze (9a) mająprzebiegające równolegle do kierunku odlewania (GR) rowkowe kanały chłodziwa (10a) przykryte płytami miedzianymi (8a).
9. 9. Krystalizator według zastrz. 8, znamienny tym, że sworznie metalowe (12) są ze stopu CuNi30Mn1Fe.
10. 10. Krystalizator według zastrz. 8, znamienny tym, że kanał (4) krystalizatora na swoim końcu (5) po stronie wlewu płynnego metalu ma przekrój większy niż na końcu (7) po stronie wyjścia pasma wlewka.
11. 11. Krystalizator według zastrz. 10, znamienny tym, że kanał (4) krystalizatora ma przekrój zmieniający się co najmniej dwukrotnie.
12. 12. Krystalizator według zastrz. 8, znamienny tym, że kanał (4) krystalizatora na końcu (5) po stronie wlewu płynnego metalu ma przynajmniej jedno rozszerzenie (6) o przekroju zmniejszającym się w sposób ciągły w kierunku odlewania (GR).

    * *

    *

    183 716