КРИСТАЛЛИЗАТОР МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использована в машинах непрерывного литья заготовок.
Известен кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок, содержащий корпус и медные рабочие стенки со сверлеными каналами для охлаждающей воды (см. Д.П.Евтеев, И.Н.Колыбалов. Непрерывное литье стали. -М.: Металлургия, 1984,с.61-62).
Недостатком известного кристаллизатора является низкая стойкость из-за того, что рабочие стенки, выполненные из меди, подвергаются быстрому износу под воздействием на них неравномерного давления со стороны вытягиваемой заготовки.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является кристаллизатор для непрерывного литья слябов, содержащий охлаждаемые широкие и узкие медные стенки, образующие рабочую полость. При этом узкие стенки состоят из верхнего участка с прямолинейной рабочей поверхностью и сопряженного с ним нижнего участка с криволинейной рабочей поверхностью (см. патент РФ №2241573 B22D 11/043.
Недостатком данного кристаллизатора является его низкая стойкость за счет быстрого износа узких стенок по всей их длине. Это происходит в результате того, что между слябом и прямолинейной рабочей поверхностью узких стенок в силу криволинейной усадки металла сляба образуется зазор значительной величины, который способствует неравномерному нагреву по высоте узких стенок, приводя их к короблению, а следовательно, к быстрому износу. Кроме того, плавный переход прямолинейной рабочей поверхности верхнего участка стенок в криволинейную рабочую поверхность их нижнего участка не обеспечивает точность криволинейной усадки металла, в результате
чего, в нижней части кристаллизатора будет наблюдаться увеличение контактного давления между поверхностью сляба и поверхностью стенок, что приведет к увеличению износа последних в этом месте.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении стойкости кристаллизатора за счет снижение износа узких стенок по всей длине.
Поставленная задача решается тем, что в известном кристаллизаторе машины для непрерывного литья, содержащем охлаждаемые широкие и соединенные с ними узкие медные, образующие рабочую полость, согласно изменению, поверхность верхнего и нижнего участков узких стенок со стороны рабочей полости выполнена со скосами, которые встречно направлены относительно друг друга и образуют между собой в средней части узких стенок участок с прямолинейной поверхностью, при этом угол скоса поверхности верхнего участка верхнего участка составляет 0°5'35" - 0°5'44", а нижнего участка - 0°7'18" - 0°7'52".
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображен общий вид кристаллизатора МНЛЗ, в разрезе;
- на фиг.2 вид узкой стенки кристаллизатора со скосами, в аксонометрии.
Заявляемый кристаллизатор МНЛЗ содержит охлаждаемые широкие 1 (фиг.1) и соединенные с ними узкие 2 стенки, выполненные из меди и образующие рабочую полость 3. Поверхность верхнего 4 (фиг.2) и нижнего 5 участков каждой узкой стенки 2 (фиг.1, 2) со стороны рабочей полости 3 выполнена со скосами, которые встречно направлены относительно друг друга.
1
2
При этом угол (α) скоса поверхности верхнего участка 4 узких стенок 2 составляет 0°5'35" - 0°5'44", а угол (α) скоса поверхности нижнего участка 5 составляет 0°7'18" - 0°7'52". Между указанными скосами в средней части узких стенок 2 образован участок 6 с прямолинейной поверхностью.
1
Заявляемый интервал угла (α) скоса поверхности верхнего участка 4 узких стенок 2 (фиг.2) позволяет по всей длине участка 4 между стенками 2 и заготовкой зазор оптимально допустимого размера, который обеспечивает выравнивание температуры нагрева широких 1 и узких 2 стенок кристаллизатора по всей их длине, что предотвращает коробление стенок, а, следовательно, и их износ.
1
Выполнять поверхность верхнего участка 4 узких стенок 2 с углом (α) скоса, выходящим за заявляемые пределы, нецелесообразно, так как в этом случае будет происходить коробление стенок 2 из-за их перегрева металлом заготовки. Это приведет к интенсивному износу узких стенок, а значит, и к снижению стойкости кристаллизатора.
2
Заявляемый интервал угла (α) скоса поверхности нижнего участка 5 (фиг.2) узких стенок 2 обеспечивает равномерное распределение давления заготовки по всей поверхности нижнего участка 5 узких стенок 2, в результате чего, интенсивность их износа значительно снижается. Это позволяет повысить стойкость кристаллизатора.
Образование в средней части кристаллизатора между скошенными поверхностями узких стенок 2 участка 6 (фиг.2) с прямолинейной поверхностью позволяет поддерживать по всей длине участка 6 постоянный контакт между упрочняющейся корочкой заготовки и стенками 2 кристаллизатора. Это позволяет обеспечить выравнивание температуры нагрева широких 1 и узких 2 стенок по всей их площади, что предотвращает коробление стенок, а следовательно, преждевременный их износ, в результате чего стойкость кристаллизатора повышается.
Работает кристаллизатор МНЛЗ следующим образом.
Жидкий металл подают в рабочую полость 3 (фиг.1), образованную охлаждаемыми медными широкими 1 (*фиг.1) и узкими 2 стенками. В верхней части рабочей полости 3 металл, контактируя с охлаждаемыми стенками 1 и 2, начинает кристаллизоваться по периметру и на его поверхности образуется
корочка. При этом благодаря скошенной поверхности верхнего участка 4 узких стенок 2 образованная корочка в результате криволинейной усадки металла быстро отходит от указанных стенок, образуя зазор оптимально допустимого размера, при котором происходит равномерная передача тепла от металла заготовки на широкие 1 и узкие 2 медные стенки, в результате чего температура нагрева их будет примерно одинаковой по всей длине. Это предотвращает коробление стенок в верхней части рабочей полости 3, а значит их преждевременный износ. Далее при прохождении заготовки по среднему участку с прямолинейной поверхностью стенок 2 происходит нарастание и упрочнение корочки заготовки за счет создания постоянного контакта последней с поверхностью охлаждаемых узких стенок 2, что позволяет выравнивать температуру нагрева поверхности стенок и обеспечивает беспрепятственное продвижение заготовки вниз по рабочей полости 3 кристаллизатора.
В нижней части рабочей полости 3 благодаря встречному направлению скошенной поверхности нижнего участка 5 узких стенок 2 относительно их верхнего участка 4 вновь образуется зазор между поверхностью заготовки и стенками 2 в результате чего плотность контакта между ними уменьшается, а давление заготовки равномерно перераспределяется на всю поверхность нижнего участка 5 стенок 2. Это снижает степень износа узких стенок 2 в нижней части рабочей полости 3 кристаллизатора.
Таким образом, заявляемая конструкция кристаллизатора позволяет повысить стойкость его за счет снижения износа узких стенок.
1
2
Для подтверждения преимуществ заявляемого кристаллизатора в конвертерном цехе ОАО «ММК» на МНЛЗ №1 на одном и двух ручьях прошли испытания четырех криволинейных кристаллизаторов со следующими параметрами α=0°5'434; α=0°7'22". Для сравнения использовали МНЛЗ с традиционной поверхностью узких стенок. Стойкость кристаллизаторов с заявляемым профилем узких стенок, составила 129, 111, 117 и 113 плавок, а стойкость обычных кристаллизаторов 82, 89, 101 и 104 плавки. В течение испытания
разливали слябы размерами: 1560×250; 1730×250; 1030×1030×250;
1080×1080×250, скорость разливки была в пределах 0,8 - 0,9 м/мин.
Результаты испытаний показали, что стойкость заявляемого кристаллизатора в 1,2-1,6 раза выше по сравнению с известной конструкцией.