КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ БЛЮМОВ
BLOOM CONTINUOUS CASTING CRYSTALLISER

Изобретение относится к черной металлургии, непосредственно, к машинам непрерывного литья блюмовых или прямоугольного сечения заготовок, и может быть использовано в цветной металлургии.
В качестве аналогов приводится гильзовый кристаллизатор для непрерывного литья сортовых заготовок (см., например, патент RU 2336970, 2006 г.) и гильзовый кристаллизатор для высокоскоростного непрерывного литья металла (см., например патент RU 2325969, 2006 г.).
Недостатком аналогов является сохранение профиля для перемещения заготовки по всей длине кристаллизатора, возможность образования окалины при движении заготовки и изменение профиля заготовки на выходе кристаллизатора, что ухудшает качество поверхности блюмовой заготовки.
Приводимый в качестве прототипа «Гильзовый кристаллизатор CONCAST для непрерывной разливки блюмов» (Журнал «Черные металлы», июнь 2009 г. стр.34-36) состоит из тонкостенной медной гильзой с интегрированной системой водяного охлаждения и несущей рубашкой из коррозионно-стойкой стали.
Недостатком гильзового кристаллизатора по статье «Гильзовые кристаллизаторы CONCAST для непрерывной разливки блюмов» (Журнал «Черные металлы, июнь 2009 г. стр.34-36) является снижение технологических возможностей ввиду необходимости подгонки стенок кристаллизатора по всей его длине, ввиду уменьшения сортамента на одном кристаллизаторе из-за невозможности изменения размеров гильзового кристаллизатора, а также ухудшение качества поверхности заготовки на выходе кристаллизатора.
Техническим результатом настоящего изобретения является изготовление блюмового кристаллизатора повышенной стойкости при наличии водоохлаждаемых стенок, образующих внутреннею полость, калибрующий участок и выходной участок.
Технический результат достигается тем, что плоские стенки, образующие внутреннюю полость кристаллизатора, выполнены с соотношением размеров двух стенок, обращенных друг к другу, со скосами под углом 5°…7° на длине
1
L=0,50…0,65 L, где
L - длина стенок кристаллизатора,
также на этих стенках в нижней части выполнен калибратор на длине
2
L=0,35…0,50 L,
в нижней части калибратора выполнен выходной участок с обратными скосами под углом 10°…15° длиной
3
L=0,15…0,20L.
Предлагаемый кристаллизатор для непрерывного литья блюмов изображен на следующих графических материалах, где на:
фиг.1 показан разрез блюмового кристаллизатора;
фиг.2 приведен вид А фиг.1;
фиг.3 изображен разрез блюмового кристаллизатора с калибрующим и выходным участками;
фиг.4 показан вид Б фиг.3;
1
2
3
2
Предлагаемая конструкция кристаллизатора для непрерывного литья блюмов выполнена в виде водоохлаждаемых, параллельно размещенных плоских стенок, образующих внутреннюю полость кристаллизатора. При этом стенки 1 входной полости кристаллизатора, обращенные к друг другу, выполнены со скосами 2 во внутрь под углом 5°…7° на длине L, равной 0,50…0,65 длины стенки L, где L - длина плоских стенок кристаллизатора 1, при этом в нижней части стенок 3 расположен калибровочный участок 4, образованный плоскими поверхностями четырех стенок 3 с длиной L=0,35…0,50 L, где L длина стенки кристаллизатора. Выходной участок 6 на стенках образован с обратными скосами 5 под углом 10°…15° на длине, равной L 0,15…0,20 длины стенок L, с калибратором 4 длиной L.
Заявленное устройство работает следующим образом. Жидкая сталь из промежуточного ковша поступает в полость водоохлаждаемых плоских стенок 1, где происходит затвердевание и образование твердой корочки непрерывного слитка. Оболочка в полости затвердевает и имеет благодаря этому плотный контакт с плоскими стенками, затем слиток поступает в нижнюю часть кристаллизатора, где расположен калибровочный участок 4, образованный плоскими поверхностями четырех стенок.
При наличии калибратора 4 слиток получает точные геометрию и качество поверхности, также в калибраторе происходит стабильное электромагнитное перемешивание за счет равномерной толщины стенок.
На расстоянии 150-200 мм от нижнего торца стенок кристаллизатора 1 наблюдается наибольший износ стенок, поэтому рекомендуется в нижней части на стенках 1 выполнить выходной участок 6, образованный скосами 5 под углом 10°…15° на длине 0,15…0,20 длины стенок.
Кристаллизатор с выходным участком 6, выполненный в нижней части калибратора 4 с обратными скосами 5 под углом 10°…15°, обеспечивает:
- уменьшение трения при движении корки слитка из жаропрочных труднодеформируемых марок сталей,
- большую теплоотдачу при выходе слитка из блюмового кристаллизатора,
- уменьшение влияния взаимодействия слитка на стенки при выходе из кристаллизатора,
- повышение стойкости стенок кристаллизатора по износу и перегреву.
Кристаллизатор для непрерывного литья блюмов выполнен из бериллиевой бронзы МНБ 2,0-0,4 и установлен на ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат» с размерами:
- длина стенок 1000 мм;
- ширина стенки плоской 305 мм;
- ширина стенки профильной 445 мм;
- сечение кристаллизатора с начала места заливки металла - 370×262;
обеспечивает до 800 плавок, что в 1,3-1,5 раза выше известных кристаллизаторов.
Экспериментально подтверждается необходимость установления требуемых параметров согласно материалом заявки.
Таким образом предлагаемый кристаллизатор для непрерывного литья блюмов имеет высокую стойкость и позволяет обеспечить производство непрерывнолитых заготовок (блюмов):
- за счет применения для изготовления стенок кристаллизаторов непрерывного литья заготовок из высокотвердой бериллиевой бронзы МНБ 2,0-0,4, изменением конструкции стенок с выполненными калибровочным и выходным участками;
- при этом улучшается качество слитков при стабилизации структуры слитка и снижении его внутренних напряжений в калибровочной части стенок;
- а также высокая твердость материала стенки позволяет калибровать и улучшать поверхность слитка;
- сочетание высокой твердости материала стенки и малой твердости корки слитка на переходном участке «конус» позволяет уменьшить износ стенок;
- а равномерная толщина стенки на калибровочном участке стабилизирует процесс теплопередачи, что, в свою очередь, улучшает процессы кристаллизации.
В результате изменения конструкции кристаллизатора и использования высокотвердой бронзы МНБ 2,0-0,4 в качестве материала стенок увеличивается интенсивность электромагнитного перемешивания расплава в полости кристаллизатора за счет:
- пониженной, относительно меди, электропроводности материала стенки;
- равномерной толщины стенки на калибровочном участке.