КРИСТАЛЛИЗАТОР МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована в машинах непрерывного литья заготовок.
Известен кристаллизатор для непрерывного литья заготовок, содержащий опорные плиты, к которым через уплотнительные прокладки жестко прикреплены широкие и узкие рабочие стенки с открытыми в сторону опорных плит продольными каналами и поперечными каналами, соединенными с подводящим и отводящим трубопроводами. При этом продольные каналы выполнены Т, П и Г-образной формы или поочередно Т и Г образной формы (см. патент РФ №2106928, B22D 11/04).
Недостатком известного кристаллизатора является неравномерное охлаждение рабочих стенок, так как при течении воды в Т и Г образных каналах нагрев слоев воды происходит только в ответвлениях каналов, а в их стойках из-за плохого перемешивания вода практически не нагревается. Кроме того, образование значительного слоя накипи в труднодоступных ответвлениях указанных каналов приводит к сужению просвета каналов, а, следовательно, к снижению теплообмена в кристаллизаторе. Все это приводит к снижению стойкости кристаллизатора и ухудшению качества вытягиваемого слитка из-за наличия в нем внутренних и наружных трещин, возникающих в результате неравномерного охлаждения слитка по периметру.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок, выполненный в виде корпуса с верхней частью - менисковой зоной и нижней частью - выходной зоной и содержащий опорные плиты, жестко соединенные через уплотнительные прокладки с двумя широкими и двумя узкими торцевыми рабочими стенками, внутри которых выполнены открытые в сторону опорных плит продольные каналы и поперечные каналы, соединенные с подводящими и отводящими трубопроводами охлаждающей жидкости, при этом каждый из продольных каналов содержит две поверхности, прилегающие к поверхностям опорных плит и торцевую поверхность, расположенную в теле рабочей стенки на заданной глубине, (свидетельство РФ на полезную модель №20476, B22D 11/04).
Недостатком этого кристаллизатора является неравномерное охлаждение рабочих стенок, так как при прохождении воды в каналах, выполненных по форме ласточкина хвоста, нагрев воды происходит неравномерно, а в острых узких углах каналов образуется значительный слой накипи, что приводит к сужению каналов, а, следовательно, к уменьшению отдачи тепла воде. Все это приводит к снижению стойкости кристаллизатора и ухудшению качества вытягиваемого слитка из-за наличия в нем внутренних и наружных трещин, возникающих в результате неравномерного охлаждения слитка по периметру. Также низкая стойкость кристаллизатора характеризуется короблением рабочих стенок, возникающим в результате неравномерного нагрева их поверхности в процессе вытягивания слитка.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении стойкости кристаллизатора при одновременном улучшении качества слитка.
'
'
Техническая задача решается тем, что в известном кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок, выполненном в виде корпуса с верхней частью - менисковой зоной и нижней частью - выходной зоной и содержащий опорные плиты, жестко соединенные через уплотнительные прокладки с двумя широкими и двумя узкими торцевыми рабочими стенками, внутри которых выполнены открытые в сторону опорных плит продольные каналы и поперечные каналы, соединенные с подводящими и отводящими трубопроводами охлаждающей жидкости, при этом каждый из продольных каналов содержит две поверхности, прилегающие к поверхностям опорных плит и торцевую поверхность, расположенную в теле рабочей стенки на заданной глубине, согласно изменению, торцевые поверхности продольных каналов рабочих стенок выполнены под наклоном к продольной оси кристаллизатора и образуют пирамиду, вершина которой ориентированна в сторону нижней части - выходной зоны кристаллизатора, причем угол наклона торцевых поверхностей продольных каналов в рабочих стенках кристаллизатора составляет 0°10…0°12.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен кристаллизатор;
на фиг.2 - стенка кристаллизатора.
'
'
Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок, выполненный в виде корпуса 1 (фиг.1) с верхней частью 2 - менисковой зоной и нижней частью 3 - выходной зоной и содержащий опорные плиты 4, жестко соединенные через уплотнительные прокладки 5 с двумя широкими 6 и двумя узкими 7 (фиг.1, 2) торцевыми рабочими стенками, внутри которых выполнены, открытые в сторону опорных плит 4 (фиг.1), продольные каналы 8 (фиг.1, 2), и поперечные каналы 9, соединенные с подводящими и отводящими трубопроводами 10 охлаждающей жидкости. Каждый из продольных каналов 8 (фиг.1, 2) содержит две поверхности 11 (фиг.1, 2), прилегающие к поверхностям 12 (фиг.1) опорных плит 4 и торцевую поверхность 13 (фиг.1, 2), расположенную в теле рабочей стенки на заданной глубине. Торцевые поверхности 13 продольных каналов 8 рабочих стенок 6 (фиг.1) и 7 выполнены под наклоном к продольной оси 14 кристаллизатора и образуют пирамиду, вершина которой ориентированна в сторону нижней части 3 - выходной зоны кристаллизатора. Угол наклона (γ) торцевых поверхностей 13 продольных каналов 8 (фиг.1, 2) в рабочих стенках 6 и 7 кристаллизатора составляет 0°10…0°12. Такое конструктивное выполнение продольных каналов позволяет улучшить теплоотдачу в верхней зоне кристаллизатора. Это также приводит к обеспечению равномерного охлаждения слитка по его периметру, в результате чего, ускоряется процесс роста толщины оболочки (корочки) слитка, а температурные градиенты и термические напряжения, возникающие в оболочке слитка при его вытягивании, не превышают допустимых значений, что повышает качество слитка за счет отсутствия в нем внутренних и наружных трещин. Кроме того, равномерный нагрев рабочих стенок 6 и 7 кристаллизатора препятствует их короблению, обеспечивает их плотное прилегание к опорным плитам 4, что значительно повышает стойкость кристаллизатора.
'
'
Выполнять угол наклона (γ) меньше 0°10 нецелесообразно, так как при этом значительно снижается площадь поперечного сечения продольных каналов 8 (фиг.1, 2), что приводит к снижению теплоотдачи охлаждающей воды. Выполнять угол наклона (γ) более 0°12 также нецелесообразно, так как при этом также снижается площадь металла в зоне продольных каналов. Это приводит к короблению рабочих стенок и снижению ресурса кристаллизатора.
Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок работает следующим образом.
В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают жидкий металл с температурой 1600°С и вытягивают из него слиток прямоугольного поперечного сечения. Одновременно с этим по трубопроводу 10 (фиг.1) под высоким давлением подают холодную воду в поперечные каналы 9 и через них в продольные каналы 8 (фиг.1, 2). Так как торцевые поверхности 13 продольных каналов 8 рабочих стенок 6 (фиг.1) и 7 (фиг.1, 2) выполнены под наклоном к продольной оси 14 (фиг.1) кристаллизатора и образуют пирамиду, вершина которой ориентированна в сторону нижней части 3 - выходной зоны кристаллизатора, это обеспечивает формирование максимально возможной суммарной площади поверхности продольных каналов 8, обеспечивающих интенсивное охлаждение металла по всему их сечению. В результате этого происходит заданное рациональное охлаждение слитка по его периметру. Нагретая вода отводится через трубопровод 10 из кристаллизатора.
Таким образом, заявляемый кристаллизатор позволяет улучшить качество слитка при одновременном повышении его стойкости.