УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ СЛИТКА В ЗОНЕ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Настоящее техническое решение относится к области металлургии, в частности к машинам непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) радиального типа прямоугольного поперечного сечения.
Из существующего уровня техники известно устройство (см. А.с. СССР №1629149. Опубл. 23.02.91 г. Бюл. №7) для поддержания слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), содержащее образующие ручей основные ролики, посекционно расположенные в подшипниковых опорах и дополнительные ролики меньшего диаметра, расположенные в промежутках между основными роликами и взаимодействующие с ними посредством опорных роликов, установленных со смещением относительно дополнительных роликов в пространстве, ограниченном плоскостью, проходящей через оси смежных основных роликов и касательной плоскостью к их поверхностям, взаимодействующими с корпусами дополнительных роликов посредством упругих элементов.
Недостатком данного технического решения является то, что устройство не может быть применено в многоручьевых сортовых МНЛЗ из-за сложности настройки и применения упругих элементов, работающих при высоких температурах и экстремальных условиях.
i
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для поддержания слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок радиального типа, характеризующееся тем, что оно состоит из секций, содержащих образующие радиальные и боковые полотна ручья ролики, расположенные в подшипниковых опорах, оси которых находятся на линиях радиуса кривизны машины, расположенных под углом друг к другу α, при этом оси отверстий под ролики, образующие боковые и радиальные полотна взаимно параллельны (см. Материалы 67-й научно-технической конференции: сб. докл. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. T.1. 218 с. ISBN 978-5-9967-0074-5).
Недостатком данного технического решения является то, что такое устройство не обеспечивает выпуск качественной продукции из-за выпучивания формирующейся заготовки под действием ферростатического давления, т.к. не существует методики определения рационального местоположения и количества роликов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение долговечности и надежности работы устройства и уменьшение количества бракованных сортовых заготовок за счет рационального размещения секций роликов, обеспечивших уменьшение выпучивания корочки формирующейся заготовки в промежутках между секциями роликов, а также обеспечивших большую жесткость всего блока зоны вторичного охлаждения за счет уменьшения нагрузки на ролики блока.
i
yi
vi
'
Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство для поддержания слитка в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ радиального типа, характеризующееся тем, что оно состоит из секций, содержащих образующие радиальные и боковые полотна ручья ролики, расположенные в подшипниковых опорах, оси которых находятся на линиях радиуса кривизны машины расположенных под углом друг к другу α, при этом оси отверстий под ролики, образующие боковые и радиальные полотна взаимно параллельны, согласно изменению, координаты осей отверстий под ролики в направлении оси у, образующие ближнее b и дальнее b  радиальные полотна относительно основания определяются по зависимостям:
yi
b=i·1,5d;
xi
xi
'
а координаты осей отверстий под ролики в направлении оси х, образующие ближнее b и дальнее b  радиальные полотна относительно оси перпендикулярной основанию исходящей из середины ручья определяются по зависимостям:
где i - порядковый номер секции;
d - диаметр роликов, мм;
R - радиус кривизны МНЛЗ, мм;
L - поперечный размер отливаемой заготовки, мм.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение долговечности и надежности работы устройства и уменьшение количества бракованных сортовых заготовок.
Сущность технического решения поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг.1 - общий вид устройства;
фиг.2 - тоже самое со слитком;
фиг.3 - общий вид секции роликов;
фиг.4 - схема расположения координат осей отверстий под ролики.
i
Согласно фигурам 1 и 3 устройство состоит из: кристаллизатора 1, к основанию которого присоединен блок зоны вторичного охлаждения 2, состоящий из роликовых секций 3 содержащих образующие дальнее 4, ближнее 5 радиальные и боковые 6 полотна. Ролики 7 в каждой из роликовых секций 3 расположены на осях 8, закрепленных на общем корпусе 9 к основанию. Оси 8 роликов 7 образующие радиальные полотна 4 и 5, и оси 8 роликов 7 образующие боковые полотна 6 в каждой секции взаимно параллельны, а роликовые секции 3 располагаются под углом друг к другу α.
Согласно фигуре 2 устройство работает следующим образом: расплавленный металл 10, из промежуточного ковша, заливается в кристаллизатор 1, являющийся зоной первичного охлаждения слитка, в котором по его периметру и по мере продвижения металла формируется наружная корка 11 заготовки. В связи с тем, что на выходе заготовки из кристаллизатора 1 корка 11 часто бывает недостаточной толщины, после кристаллизатора 1, предусмотрен блок зоны вторичного охлаждения 2, несущий в себе функцию удержания заготовки с необходимым радиусом. В роликовом блоке идет интенсивное охлаждение заготовки открытой струей воды с помощью форсунок 12. Роликовые секции 3 удерживают заготовку по направлению движения, и не дают деформироваться боковым поверхностям заготовки из-за выпучивания обеспечивая тем самым качество заготовки. Жесткость конструкции роликового блока влияет на качество заготовки по параметру «ромбичность» т.е. разница диагоналей заготовки.
В радиальной МНЛЗ кристаллизатор 1 являющийся зоной первичного охлаждения слитка и блок зоны вторичного охлаждения 2 обеспечивают загиб заготовки, поэтому они испытывают значительные нагрузки, которые приводят к износу стенок кристаллизатора 1 и выходу из строя роликовых секций 3. Большое расстояние между роликовыми секциями 3 приводит к выпучиванию сформировавшейся корки 11 из-за большого ферростатического давления расплавленного металла 10 внутри заготовки, и как следствие разрыв корки 11 заготовки приводящей к остановке процесса литья.
При изготовлении роликовых блоков очень важно разместить ролики 7 так, чтобы они не только создавали ближнее 4, дальнее 5 радиальные полотна с гарантией формирования радиуса загиба заготовки, но и были равномерно нагружены и имели достаточный технологический зазор для размещения форсунок 12.
Разработанная конструкция роликового блока с определением центров их осей по предлагаемой методике изготовлена и прошла опробование на сортовой МНЛЗ электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) ОАО «ММК».
Качество заготовки повысилось на 15-20% за счет уменьшения ромбичности и сокращения прорывов корочки заготовки.