БОКОВАЯ СТЕНКА КРИСТАЛЛИЗАТОРА МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Полезная модель относится к области металлургии, а именно к кристаллизаторам машин непрерывного литья заготовок.
От эксплуатационной стойкости рабочих стенок кристаллизатора, определяемой количеством разливок, зависит длительность его межремонтных периодов и, следовательно, производительность машины. Основным требованием к рабочей поверхности кристаллизатора является высокая теплоотводящая способность. В связи с вышеизложенным плиты кристаллизатора изготавливается из меди. Износостойкие свойства меди невысоки, затвердевающий металл быстро изнашивает рабочую поверхность стенки кристаллизатора. Износ рабочей поверхности стенки кристаллизатора является основным фактором, определяющим длительность межремонтного периода. Наиболее подверженными износу являются боковые стенки кристаллизатора.
Известна стенка кристаллизатора, содержащая основу из медного сплава и износостойкое покрытие на рабочей поверхности, отличающаяся тем, что основа выполнена из слоя медного сплава в нагартованном состоянии толщиной 20-60 мм и прилегающего к покрытию рекристаллизационного слоя медного сплава толщиной не более 0,6 мм (патент РФ №2348482).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является стенка из медного сплава, отличающаяся достаточно высокой теплопроводностью, на рабочую поверхность которой нанесено покрытие из других материалов, более износоустойчивых, термостойких и не оказывающих вредных воздействий на поверхность стальной заготовки [Нисковских В.М. и др. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. М., Металлургия, 1991, с.56-57] (устройство принято за прототип).
Имеющиеся виды покрытий: газотермические, термодиффузионные, гальванические и другие - обеспечивают необходимые рабочие характеристики поверхности стенки, однако, им присущи следующие недостатки:
- газотермические покрытия не обладают необходимой адгезией:
- термодиффузионные покрытия имеют недостаточную толщину.
Гальваническое покрытие имеет достаточную прочность сцепления с основой, но только при толщинах не более 2 мм. При дальнейшем увеличении толщины гальванического покрытия его адгезионные свойства ухудшаются. Следует отметить высокую стоимость гальванического процесса, которая составляет 100…120% от стоимости самой стенки. Это покрытие работает на основных стенках кристаллизатора, но на боковых - оно оказывается недостаточно эффективным.
Целью предлагаемого технического решения является увеличение срока службы боковой стенки кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок.
Указанная цель достигается тем, что на основу из медного сплава неразъемно фиксируется специально обработанная пластина из износостойкого материала с необходимой теплопроводностью. Для обеспечения необходимой прочности и теплопроводности соединения на поверхности пластины электронным лучом (технология Surfi-Sculpt US patent №7,667,158 В2) выращиваются острия высотой до 5 мм. Плотность острий составляет 15-20 штук на квадратный сантиметр. Пластина с остриями прижимается к основе с усилием, при котором острия полностью погружаются в основу.
Износостойкость предлагаемой конструкции определяется свойствами материала пластины. Износостойкие марки нержавеющих сталей обладают необходимыми свойствами.
Выращивание острий с большой плотностью на поверхности пластины увеличивает эффективную площадь контакта до 10 раз. Это обеспечивает необходимую теплопроводность контакта пластины с основой.
Для обеспечения необходимой механической прочности соединения, выращиваемые острия имеют неправильную форму (например «акулий зуб»).