КРИСТАЛЛИЗАТОР

Полезная модель относится к литейному производству, в частности к непрерывному литью металлов, и может быть использована в машинах непрерывного литья слябов.
Известен кристаллизатор для непрерывного литья стали, содержащий панели, выполненные в виде медных плит (авт. св. №1537359, мпк 7 В 22 Д 11/04, 1990 г., Бюл. №3).
К недостаткам известного кристаллизатора относится то, что, несмотря на применение в процессе разливки шлакообразующих смесей, которые в расплавленном состоянии не только предохраняют металл от окисления, но и служат смазочным материалом между рабочими стенками и слитком, наблюдается прилипание жидкой стали к медной поверхности. Прилипание жидкой стали к медным стенкам кристаллизатора отрицательно сказывается на качестве отливок и может служить причиной зависания ее корочки, что ведет к возникновению продольных и поперечных трещин на ее поверхности. Кроме того, стойкость кристаллизатора с медными рабочими стенками низкая, т.к. температура рабочей поверхности кристаллизатора достигает температуры разупрочнения. Вследствие пластических деформаций поверхностного слоя медных стенок от термических напряжений часто происходит раскрытие стыка широких и узких панелей. Диффузное внедрение меди на отдельных участках поверхности слитка ведет к образованию паукообразных поверхностных трещин.
За прототип принят кристаллизатор компании "Mannesmann" для непрерывного литья стали, содержащий двухслойные панели. Медная основа панели, толщиной 42 мм, покрыта плакирующим слоем никеля толщиной 6 мм (Евтеев Д.П., Колыбалов И.Н., Непрерывное литье, Москва, Металлургия, 1984 г. с.64).
Недостатком прототипа является то, что, несмотря на хорошее сцепления никелевого покрытия с медью, никелевое покрытие имеет низкую износостойкость. Низкая износостойкость никеля приводит к повышенному износу рабочей стенки панели, значительный износ претерпевают нижние участки панели и особенно поверхности узких стенок панелей. Во избежание прорывов корочки слитка при достижении определенного износа никелевого
покрытия, на рабочие поверхности панели кристаллизатора необходимо часто наносить повторные покрытия или наносить никель толстым слоем, что ведет к удорожанию кристаллизатора.
В основу полезной модели поставлена задача путем изменения материала покрытия, путем изменения параметров составляющих элементов панелей увеличить износостойкость панелей кристаллизатора, улучшить качество выплавляемых слитков при уменьшении стоимости кристаллизатора при изготовлении и уменьшении затрат при его использовании.
Поставленная задача достигается тем, что в кристаллизаторе, содержащем сборные панели, выполненные в виде двухслойных водоохлаждаемых плит, двухслойность каждой из которых составляет медная основа и плакирующий слой, включающий никель, согласно предложенному техническому решению, в качестве плакирующего слоя применен сплав на никелевой основе типа «Хастеллой «С», с процентным содержанием составляющих компонентов, мас.%:
Никель
Основа
Углерод
0,08
Хром
14,5-16,5
Молибден
15,0-17,0
Железо
4,0-7,0
Вольфрам
3,0-4,5
Причем прочность зоны соединения медной основы и плакирующего слоя выше прочности медной основы, при этом толщина плакирующего слоя составляет 0,5-5 мм.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Кристаллизатор содержит широкие панели 1 и узкие панели 2. Панели 1 и панели 2 выполнены двухслойными, а именно, из медной основы 3 и плакирующего слоя 4. Плакирующий слой 4 выполнен из сплава типа «Хастеллой «С».
Наличие хрома в сплаве плакирущего слоя 4 в пределах 14,5-16,5%, увеличивает твердость рабочих поверхностей панелей 1, 2 кристаллизатора, что способствует его износоустойчивости. При этом легирование сплава железом, молибденом и вольфрамом обеспечивает повышение стойкости
поверхностей узких панелей к истиранию, обеспечивает повышение термостойкости плакирующего слоя.
1
2
2
Применение многокомпонентного сплава на основе никеля обеспечивает хорошее сцепление плакирующего слоя с медью. При прочностных испытаниях опытного образца, имеющего параметры: толщина S медной основы 45 мм, толщина S плакирующего слоя сплавом «Хастеллой «С»» - 2 мм, на прочность соединения основы и плакирующего слоя, показатель этого испытания на отрыв составил 280-380 МПа, при пределе прочности медной основы 220-240 МПа. Это позволяет уменьшить толщину S плакирующего слоя до 0,5-5 мм, что значимо для кристаллизаторов машин непрерывного литья слябов, особенно при прохождении захоложенных концов слитка.
Применение предлагаемого кристаллизатора повышает механические свойства панелей, за счет чего значительно снижаются деформации рабочих поверхностей. Кроме того рабочие стенки предлагаемого кристаллизатора обладают твердостью при высоких температурах и пределом текучести, который в условиях эксплуатации кристаллизатора выше возможных термических напряжений. Температура разупрочнения плакирующего слоя выше максимальной температуры стенок кристаллизатора в условиях эксплуатации.