SU1002086A1 - Кристаллизатор дл установок непрерывной разливки металлов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области металлургии, а именно к установкам непрерывной разливки металлов.

Известен кристаллизатор дл  установок непрерывной разливки металлов , включающий широкие стенки и расположенные между ними узкие. При этом в центральной трети широких стенок выполнен выступ с высотой, равной 1/30-1/5 ширины узких стенок Ci3.

Недостатком известного кристаллизатора  вл етс  невозможность отливки в нем нескольких слитков. Это объ сн етс  тем, что в отливаемом слитке отсутствуют перемглчки, по (которым бы в дальнейшем происходило разделение широкого слитка на отдельные заготовки. Кроме того, наличие выступов на обеих широких стенках усложн ет процесс изготовлени  и конструкцию кристаллизатора. Применение такого кристаллизатора требует использовани  соответственно профилированных роликов, что усложн ет конструкцию.

Известен также кристаллизатор дл  ycTajiOBOK непрерывной разливки металлов,включающий две половины , образующие по крайней мере три

рабочие полости, соединенные зазорами по оси кристаллизатора.. Две крайние рабочие полости вып5лн ютс  значительно большего поперечного сечени , чем средн   полость 2. Образующийс  слиток в дальнейшем делитс  на заготовки по перемычкам между ними.

Недостатком этого кристаллизатора

10  вл етс  сложность изготовлени  его половин или рабочих стенок. Кроме того, затрудн етс  процесс резки слитка на отдельные заготовки по перемычкам, так как последние распо15 ложены по оси слитка, т.е. относительно далеко наход тс  от его поверхности .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  крис20 таллизатор дл  установок непрерывной разливки металлов, включающий четыре стенки, образующие внутреннюю полость , ширина которой по крайней мере в три раза больше толщины. При

25 этом на широких стенках выполнены водоохлаждаемые вертикальные ребра высокой 1/6-1/3 ширины узких граней с интервалами между ними, примерно равными этому рассто ь:ию Сз З- Отли30 ваемый слиток делитс  в дальнейшем на заготовки по перемычкам между ними. Недостатком известного кристалли затора  вл етс  сложность изготовлени  широких стенок из-за необходи мости выполнени  на каждой из них вертикальных ребер..Кроме того, рез ка слитка на заготовки затруднена вследствие расположени  перемычек между заготовками по оси слитка и относительно большого рассто ни  их по поверхности широких граней слитка . Исследовани ми установлено, что при непрерывной разливке металлов в многоручьевой кристаллизатор, ручьи в котором соедин ютс  дл  заполнени  металлом посредством перемычек , расположенных по оси общег слитка, происходит интенсивный изно торцов вертикальных ребер, выполнен ных на широких стенках. При этом из менение формы торцов вертикальных ребер, придание им конусности в раз личных направлени х не приводило к положительным результатам вследстви сложного распределени  температурно го пол  по сечению слитка и св занн го с ним распределени  термических напр жений и величин усадки. В иссл дованных случа х при условии измене ни  места подвода металла по площад мениска металла в кристаллизаторе происходил разрыв оболочки слитка в непрогнозируемых местах. Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции кристаллизатора и улучшение условий резки слитка на заготовки; Цель достигаетс  тем, что в крис таллизаторе дл  .установок непрерывной разливки метаттов, содержащем широкие и узкие стенки, а также рас положенные вдоль широких стенок вер тикальны ребра, последние смонтиро ваны на одной широкой стенке, продольные их торцы образуют зазоры с противоположной широкой стенкой, равные 0,1-0,4 ширины узкой стенки, при этом длина вертикальных ребер составл ет 0,8-1,0 длины кристаллизатора , а их толщина равна 0,030 ,06 ширины широких стенок. Упрощение конструкции кристаллизатора происходит вследствие того, что одна широка  стенка выполн етс  единой, сплошной без вертикальных ребер. В этом случае сокращаетс  количество подводов воды к вертикальным ребрам и св занное с этим количество уплотнений. При этом упро щаетс  ремонт кристаллизатора, замег на вышедишх из стро  рабочих стенок сокращаетс  количество углов между рабочими стенками и св занное с этим неизбежное подчеркивание стыков между ниьш после разливки определенного количества плавок. Кроме того, выполнение вместо каждых двух коротких по высоте ребер одного высокого сокращает в два раза количество наиболее изнашиваемых торцов, так как износ каждого торца вертикального ребра намного больше износа плоской противолежащей ему рабочей стенки. Улучшение условий резки слитка на отдельные заготовки происходит потому, что перемычки между ними наход тс  на поверхности слитка. Диапазон рассто ний торцов вертикальных ребер до поверхности противоположной широкой стенки кристаллизатора в пределах 0,1-0,4 ширины узкой стенки кристаллизатора обеспечивает широкую возможность резки перемычек между заготовками, так как перемычки лежат на поверхности слитка . Если это рассто ние больше 0,4 ширины узкой стенки кристаллизатора, в процессе газовой резки перемычек происходит значительный угар заготовок и увеличиваютс  безвозвратные потери металла. Это объ сн етс  увеличенным , соответственно толщине перемычки , расходом газовой смеси при резке. При рассто нии меньше 0,1 ширины узкой стенки кристаллизатора непроисходит надежное заполнение металлом соседних рабочих полостей кристаллизатора из-за непрогнозируемого замерзани  металла в зазоре между торцами вертикальных ребер и сплошной широкой стенкой кристаллизатора . Указанный диапазон устанавливаетс  в обратно пропорциональной зависимости от ширины узких стевок кристаллизатора. Диапазон длин вертикальных ребер в пределах 0,8-1,0 длины кристаллизатора объ сн етс  услови ми и скоростью затвердевани  металла в зазоре между торцами вертикальных ребер и плоской широкой стенкой кристаллизатора . Если длина вертикальных ребер будет меньше 0,8 длины кристаллизатора , возможен прорыв металла через оболочку кристаллизующейс  перемычки между заготовками. Указанный диапазон устанавливаетс  Б обратно пропорциональной зависимости от длины кристаллизатора. Диапазон толщины вертикальных ребер в пределах 0,03-0,06 рассто «и  между узкими стенками кристаллизатора объ сн етс  услови ми охлаждени  притиволежащих граней заготовок , составл ющих , а также услови ми выноса продуктов сгорани  металла при резке пере гычек между гран ми заготовок. При толшине вертикальных ребер меньше 0,03 рассто ни  между узкими стенк 1ми кристаллизатора невозможно охладить протмволежащие грани заготовок, с,ос)и-ненные перемычками, из-за небольшого рассто ни  и неудовлетворительного распределени  воды в зазоре между ними в зоне вторичного охлаждени , а также невозможности полног удалени  продуктов сгорани  металла при резке. При толщине вертикальных ребер больше 0,06 рассто ни между узкими стенками кристаллизатора про исходит застывание металла в зазоре между торцами вертикальных ребер и поверхностью плоской широкой стенки кристаллизатора. В этом случае увеличиваетс  длина участка течени  жидкого металла в узком зазоре. Указанные значени  устанавливаютс  в обратно пропорциональной зависимости от ширины широких стенок. На фиг. 1 изображен кристаллизатор дл  установок непрерывной разливки металлов, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - профиль отливаемого слитка из предлагаемого кристашлизатора . Кристаллизатор дл  установок непрерывной разливки металлов состоит из широких стенок 1 и 2, между которыми зажаты узкие стенки 3. На широкой стенке 2 смонтированы вертикальные ребра 4. Стенки 1, 2 и 3 и ребра 4 снабжены каналами 5. Вертикальные ребра 4 образуют с широкой Стенкой 1 зазор 6. Отдель ные заготовки 7 отливаемого слитка соединены перемг чками 8. Между гран ми заготовок имеетс  зазор 9. Кристаллизатор дл  установок непрерывной разливки металлов работает следующим образом. Пример. В процессе непре рывной разливки в кристаллизатор, образуемый широкими стенками 1 и 2, а также узкими 3, подаетс  сталь Зс и выт гиваетс  из него слиток сечением 250x1600 мм со скоростью 1,0 м/мин. Длина кристаллизатора со тавл ет 1200 мм. На широкой стенке смонтированы при помощи торцовых шпилек вертикальные ребра 4. Широки стенки 1 и 2, узкие стенки 3, а так вертикальные ребра 4 снабжены каналами 5 дл  протекани  охлаждающей воды. В каналы 5, расположенные в вертикальных ребрах 4, вода поступа ет из каналов 5, расположенных в ши рокой стенке 2. Торцы вертикальных ребер 4 образуют с поверхностью шир кой стенки 1 зазор 6 величиной 0,3 ширины узкой стенки 3 или 75,0 мм. Длина вертикальных ребер 4 составл  ет 0,9 длины кристаллизатора или 1080 мм. Толщина вертикальных ребер составл ет 0,05 ширины широких стенок 1 и 2 или 0,05 рассто ни  между узкими стенками 3 (что то же самое и равно 80 мм. При таких конструк ,тивных параметрах кристаллизатора отливаетс  слиток, состо щий из заготовок 7, соединенных перемычками 8. Толщина и ширина перемычек 8 соответственно составл ет 75 и 80 мм. Слиток состоит из трех заготовок 7, имеющих размеры 250x480 мм. После выхода слитка из кристаллизатора в зоне вторичного охлаждени  в зазор 9 между гран ми заготовок 7, а также на поверхность слитка подаетс  охлаждающа  вода. После затвердевани  отдельных заготовок производитс  газова  резка перемычек 8 со стороны плоской поверхности слитка. Вследствие нахождени  перемычек 8 на поверхности слитка процесс газовой резки производитс  при меньших параметрах газовой смеси, грани заготовок 7 остаютс  цеж-лми, не подвергаютс  резке. Наличие одной целой сплошной стенки 1 упрощает процесс изготовлени  и сборки кристаллизатора, наличие только одного продольного торца у вертикальных ребер 4 повышает их |устойкость. Величина зазора 6 обеспечивает надежный подвод металла в начальный момент затвердевани  в верхней части кристаллизатора без образовани  перемычек, а длина вертикальных ребер 4 обеспечивает полное затвердевание перемычек до их выхода из-под ребер при данной скорости выт гивани  слитка. Толщийа ребер 4 достаточна дл  создани  оптимальных условий реза перемычек 8, а также дл  необходимого охлаждени  обращенных друг к другу граней заготовок 7. Пример 2.В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подаетс  сталь Зсп и выт гиваетс  из него слиток сечением 350x200 мм со скоростью.О,6 м/мин. Длина кристаллизатора составл ет 800 мм. .Торцы вертикальных ребер 4 образуют с поверхностью широкой стенки 1 зазор 6 величиной 0,2 ширины узкой стенки 3 или. 70 мм. Длина вертикальных ребер составл ет 1,0 длины кристаллизатора или 800 мм. Толщина вертикальных ребер 4 составл ет 0,04 ширины широ .ких стенок 1 и 2 или 0,04 рассто ни  между узкими стенками 3 (что то же . самое) и равна 88 мм. При таких конструктивных параметрах кристаллизатора отливаетс  слиток, состо щий из заготовок 7, соединенных перемычками 8. Толщина и ширина перемычек 8 соответственно составл ют 70 и 88 мм.Слиток состоит из трех заготовок 7, имеющих размеры 350x675 мм. Пример З.В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подаетс  сталь 3 СП и выт гиваетс  из него слиток сечением 150x1000 мм со

скоростью 1,4 м/мин. Длина кристаллизатора составл ет 1500,мм. Торцы вертикальных ребер 4 образуют с поверхностью широкой стенки 1 зазор 6 величиной 0,4 ширины узкой стенки 3 или 60 мм. Длина вертикальных ребер составл ет 0,8 длины кристаллизатора или 1200 мм. Толщина вертикальных ребер 4 составл ет 0,06 ширины широких стенок 1 и 2 или 0,06 рассто ни  между узкими стенками 3, (что то же самое ) и равна 60 мм. При таких конструктивных параметрах кристаллизатора отливаетс  слиток, состо щий ИЗ заготовок 7, соединенных перемычками 8. Толщина и ширина перемычек 8 соответственно составл ет 6.0 и 60 мм. Слиток состоит из трех заготовок 7, имеющих размеры 150x293 мм.

В приведенных примерах каждый кристаллизатор снабжен двум ,вертикальными ребрами, равномерно распределенными по длине широкой стенки 2, образующими три равных по площади рабочих полости кристаллизатора .

В общем случае вертикальныеребра могут быть распределены по длине широкой стенки 2 неравномерно и их число может быть различным.

Применение предлагаемого кристаллизатора позвол ет упростить конструкцию кристаллизатора, процесс его изготовлени  и монтажа. Улучшаютс 

.f.

услови  резки перемычек между заготовками без ухудшени  качества поверхности заготовок.

Экономических эффект от внедрени  изобретени  составит 22800 руб.

Claims (1)

1.Авторское свидетельство СССР № 793704, кл. В 22 D 11/14, 1980.

2,Патент Австрии № 342799, кл. 31В 008/02, 1978.

З. Патент. США 3289257, кл. 22-57.2, 1966.

/

.