МАШИНА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК КРИВОЛИНЕЙНОГО ТИПА

Полезная модель относится к металлургии, в частности к оборудованию для непрерывной разливки металлов.
Известна машина для непрерывной разливки стали, состоящая из криволинейного кристаллизатора, криволинейной проводки зоны вторичного охлаждения и устройств вытягивания и выравнивания криволинейного слитка, которые расположены в месте выхода криволинейного слитка в горизонтальное положение. Радиус криволинейной полости вертикально расположенного кристаллизатора составляет не менее 2/3 глубины жидкой фазы отливаемого слитка (см. а.с. СССР №497090, В 22 D 11/14).
Недостатком данной машины являются низкая ее надежность из-за высокой нагрузки на ролики роликовой проводки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы в конце криволинейного участка.
Известна установка непрерывной разливки металлов, содержащая промежуточную емкость, криволинейный кристаллизатор с механизмом качания, систему вторичного охлаждения и оборудованная устройствами для резки непрерывного слитка. Система вторичного охлаждения выполнена в виде шагающих криволинейных брусьев и приводных роликов, расположенных по кривой с плавным переходом от кривизны брусьев до прямой линии (см. а.с. СССР №276338, В 22 D 11/14).
Недостатком данной установки является невысокая ее надежность из-за высокой неравномерности распределения между роликами роликовой
проводки криволинейного участка нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.
Известна установка непрерывной разливки металла, содержащая радиальный кристаллизатор и направляющие устройства для слитка в зоне вторичного охлаждения, которая включает последовательные дуговой участок с радиусом, равным радиусу кривизны кристаллизатора, криволинейный и прямолинейный участки. Дуговой участок с кристаллизатором выполнен длиной 0.2-0.4 общей длины зоны вторичного охлаждения, а направляющие на криволинейном участке установлены по кривой, радиус кривизны которой прямо пропорционален отношению толщины жидкой фазы слитка при максимальной скорости разливки к разности длины криволинейного участка и текущей длины дуги кривой, причем длина криволинейного участка равна 1.3-1.8 произведения радиуса кривизны кристаллизатора на величину угла между вертикалью и прямой, соединяющей начало криволинейного участка с центром кривизны кристаллизатора (см. а.с. СССР №349238, В 22 D 11/14).
Недостатком данной установки непрерывной разливки металла является невысокая ее надежность из-за высокой неравномерности распределения между роликами роликовой проводки криволинейного участка нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является машина непрерывного литья заготовок криволинейного типа, содержащая радиальный кристаллизатор и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка, криволинейного участка правки и горизонтального участка. При этом радиус криволинейного участка правки определен по зависимости:
, где ,
R - радиус криволинейного участка правки, м;
0
R- базовый радиус машины, м;
2
L - длина криволинейного участка правки, м;
S - расстояние от конца криволинейного участка правки, м;
M
1
(H+L) - длина дугового участка, м;
L - длина незатвердевшей части слитка, м (см. Нисковских В.М., Карлинский С.Е., Беренов А.Д. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. - М.: Металлургия, 1991. - С.20, 23, 24.).
Недостатком данной машины непрерывного литья заготовок криволинейного типа является невысокая ее надежность из-за высокой неравномерности распределения между роликами роликовой проводки криволинейного участка правки нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.
Техническая задача, решаемая заявляемой машиной, заключается в повышении надежности МНЛЗ за счет обеспечения равномерности распределения между роликами роликовой проводки криволинейного участка правки нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.
Поставленная задача решается тем, что в известной машине непрерывного литья заготовок криволинейного типа, содержащей радиальный кристаллизатор и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка, криволинейного участка правки и горизонтального участка, согласно изменению, радиус криволинейного участка правки определен по зависимости:
S
где R - радиус криволинейного участка правки, м;
R - радиус дугового участка, м;
k
L - длина криволинейного участка правки, м;
S- расстояние от конца криволинейного участка правки, м;
k
05
k - коэффициент кристаллизации стали, м/с;
t
2
k - температурный коэффициент, Н/м град;
T - перепад температуры по сечению заготовки, град;
r
L - длина дугового участка, м;
L - длина незатвердевшей части заготовки;
h - толщина отливаемой заготовки, м;
3
γ - удельный вес жидкой стали, Н/м;
Y - разница ординат конца и начала криволинейного участка правки, м.
Сущность устройства поясняется чертежом, где изображена машина непрерывного литья заготовок криволинейного типа.
Машина содержит радиальный кристаллизатор 1 и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка 2, криволинейного участка правки 3 и горизонтального участка 4. При этом радиус криволинейного участка правки 3 определен по зависимости:
S
где R - радиус криволинейного участка правки, м;
R - радиус дугового участка, м;
k
L - длина криволинейного участка правки, м;
S - расстояние от конца криволинейного участка правки, м;
k
05
k - коэффициент кристаллизации стали, м/с;
t
2
k - температурный коэффициент, Н/м град;
T - перепад температуры по сечению заготовки, град;
r
L - длина дугового участка, м;
L - длина незатвердевшей части заготовки
h - толщина отливаемой заготовки, м;
3
γ - удельный вес жидкой стали, Н/м;
Y - разница ординат конца и начала криволинейного участка правки, м.
t
При этом значение температурного коэффициента k взято из работы - Роликовая проводка машин непрерывного литья заготовок криволинейного типа, конструирование и расчет /В.А.Пиксаев, К.Н.Вдовин, В.А.Зубачев и др. - Магнитогорск: Издание МГМА, 1998. - С.51.
S
Машина работает следующим образом. Жидкую сталь подают в кристаллизатор 1, где осуществляется ее первичное охлаждение с образованием частично закристаллизовавшейся заготовки. После кристаллизатора 1 заготовка движется по дуговому участку 2 без изменения ее кривизны, наращивая толщину оболочки. На криволинейном участке правки 3, благодаря тому, что его радиус (R) выполнен по вышеприведенной заявляемой зависимости, происходит выравнивание между роликами его роликовой проводки нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы. Это приводит к снижению их суммарной величины и повышению стойкости роликовой проводки, что обеспечивает повышение надежности всей МНЛЗ. Дальше заготовка идет по горизонтальному участку 4.
r
ПРИМЕР. Для машины непрерывного литья заготовок криволинейного типа с дуговым участком, имеющим радиус и длину, соответственно, R=8 м. и L=10.299 м., при угле сопряжения A=0,345895 радиана, длине незатвердевшей части заготовки L=23.96 м. и разнице ординат конца
k
и начала криволинейного участка правки Y=0.678 м., длина криволинейного участка правки L=6.336 м.
S
Радиус криволинейного участка правки R, для различных значений расстояния S приведен в таблице 1.
Таблица 1
Радиус криволинейного участка правки
S, м
0
0.6336
1.2672
1.9008
2.5344
3.1680
3,8016
4.4352
5.0688
5.7024
6.3360
R<sub>S</sub>, м
∞
113.451
54.868
35.340
25.576
19.717
15.812
13.022
10.930
9.302
8.000
Σ
z
Соответствующие значения действующей на ролики роликовой проводки суммарной нагрузки F при отливке заготовки из стали 30 шириной b=2.35 м. и толщиной h=0.25 м. на заявляемой машине, приведены в таблице 2.
Таблица 2
Значения суммарной нагрузки
j
33
35
37
39
41
43
45
47
F<sub>Σ</sub>:10<sup>4</sup>, Н
79.75
79.73
80.57
79.90
79.28
78.26
77.68
77.35
Σ
z
k
Для сравнения в таблице 3 приведены значения действующей на ролики роликовой проводки суммарной нагрузки F при отливке заготовки из стали 30 шириной b=2.35 м. и толщиной h=0.25 м. на машине, принятой за прототип (L=23.96 м., R=8 м., 4=9.366 м., А=0,4624 рад., L=6.382 м.).
Таблица 3
Значения суммарной нагрузки
j
33
35
37
39
41
43
45
F<sub>Σ</sub>:10<sup>4</sup>, Н
68.10
71.33
75.93
79,12
84.41
89.41
93.34
Как видно из результатов таблиц 2 и 3, выполнение радиуса криволинейного участка правки по заявляемой зависимости позволяет обеспечить выравнивание между роликами его роликовой проводки суммарной нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы. Это приводит к снижению величины вышеупомянутой нагрузки и повышению стойкости роликовой проводки, что обеспечивает повышение надежности всей МНЛЗ.