УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ МЕТОДОМ "ПЛАВКА НА ПЛАВКУ"

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использована при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок.
Известен кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок, содержащей корпус и медные рабочие стенки со щелевыми каналами для охлаждающей воды, при этом между каждой рабочей стенкой и корпусом кристаллизатора установлен промежуточный элемент с возможностью крепления его одной стороной на корпусе кристаллизатора и закрепления на его противоположной стороне медной рабочей стенки (пат. РФ №2111082, B22D 11/04).
Недостатком известного устройства является то, что его невозможно применить для соединения металла предыдущей и последующей плавок после прекращения подачи жидкого металла в кристаллизатор при замене промежуточного ковша.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство для непрерывной разливки стали методом «плавка на плавку», содержащее сталеразливочный и промежуточный ковши, кристаллизатор, внутри которого установлен полый соединительный элемент, в стенках которого выполнены сквозные отверстия. Причем полый соединительный элемент выполнен в виде двух металлических цилиндров, вставленных друг в друга и соединенных между собой (пат. РФ №85380 на полезную модель, B22D 11/00).
Недостатком известного устройства является низкая устойчивость соединительного элемента в кристаллизаторе, в результате чего не обеспечивается надежного соединения заготовок предыдущей и последующей плавки, что приводит к внеплановым остановкам машины непрерывного литья заготовок.
Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении устойчивости цилиндра в кристаллизаторе.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для непрерывной разливки стали методом «плавка на плавку», содержащем последовательно расположенные сталеразливочный и промежуточный ковши, кристаллизатор, внутри которого установлен полый соединительный элемент в виде цилиндра, в стенках которого выполнены сквозные отверстия, согласно изменению, с внешней стороны цилиндра установлены опорные элементы, которые расположены диаметрально противоположно друг другу и жестко закреплены в средней части цилиндра, при этом ширина опорного элемента составляет 1,8…2,0 диаметра цилиндра, а высота цилиндра равна 3,9…4,4 его диаметра. Причем опорные элементы могут быть выполнены в виде уголка или швеллера.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности соединения непрерывнолитых заготовок из металла предыдущей и последующей плавок после прекращения подачи жидкого металла в кристаллизатор.
Устройство для непрерывной разливки стали методом «плавка на плавку» поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображена схема устройства, продольный разрез;
- на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.
- на фиг.3 изображен фрагмент кристаллизатора, внутри которого размещен цилиндр с закрепленными на нем опорными элементами, выполненными в виде швеллера.
Устройство для разливки стали методом «плавка на плавку» состоит из сталеразливочного ковша 1 (фиг.1), защитной трубы 2, промежуточного ковша 3, стакана дозатора 4, кристаллизатора 5, полого соединительного элемента 6, выполненного в виде цилиндра со сквозными отверстиями 7, поддерживающих роликов 8. При этом устройство снабжено опорными элементами 9 (фиг.1, фиг.3), которые установлены с внешней стороны цилиндра 6 диаметрально противоположно друг другу и жестко закреплены в средней части цилиндра. Такое положение опорных элементов 9 позволит обеспечить необходимую устойчивость цилиндра 6 на корочке формирующейся заготовки предыдущей плавки, что приведет к повышению надежности соединения металла предыдущей и последующей плавок, исключению внепланового прекращения процесса разливки стали и увеличению производительности машины непрерывного литья заготовок. Причем ширина опорного элемента равна 1,8…2,0 диаметра цилиндра, а высота цилиндра составляет 3,9…4,4 его диаметра. При высоте цилиндра, выбранной в заявляемом диапазоне, будет обеспечена необходимая глубина его введения в металл предыдущей плавки, что приведет к повышению прочности соединения цилиндра с металлом предыдущей плавки. Позицией 10 обозначен металл предыдущей плавки, 11 - непрерывнолитая заготовка, 12 - металл последующей плавки (фиг.1).
Выполнять ширину опорного элемента менее чем 1,8D, где D - диаметр цилиндра, нецелесообразно, так как цилиндр не будет вертикально держаться на корочке формирующейся заготовки, что не обеспечит надежного соединения с металлом предыдущей плавки и приведет к внеплановому прекращению процесса разливки.
Выполнять ширину стенки опорного элемента более 2,0D также нецелесообразно, так как произойдет повреждение внутренней полости кристаллизатора, что приведет к преждевременному выходу из строя кристаллизатора и снижению производительности машины непрерывного литья заготовок.
При высоте цилиндра менее 3,9D не будет обеспечена необходимая глубина его введения в металл предыдущей плавки и возможен перекос цилиндра относительно вертикальной оси кристаллизатора, что приведет к снижению прочности соединения его с металлом предыдущей плавки.
При высоте цилиндра более чем 4,4D произойдет отклонение цилиндра от вертикального положения и вызовет повреждение внутренней полости кристаллизатора, что приведет к внеплановому прекращению процесса разливки и снизит производительность машины непрерывного литья заготовок.
При этом диаметр основания цилиндра выбирают в пределах 0,38…0,42 от наименьшей стороны поперечного сечения отливаемой заготовки, что объясняется теплофизическими закономерностями роста корочки формирующей заготовки. Поскольку при меньших значениях диаметра основания цилиндр погружается на глубину, превышающую допустимые пределы, что снизит прочность соединения его с металлом последующей плавки. При больших значениях диаметра основания цилиндра не будет обеспечена необходимая глубина погружения элемента в жидкий металл предыдущей плавки, что приведет к ненадежному соединению, внеплановому прекращению процесса разливки и снижению производительности машины непрерывного литья заготовок.
Диапазон значений высоты погружаемой части цилиндра выбирают в пределах 0,5…0,6 от высоты соединительного элемента, что позволит обеспечить необходимую глубину введения элемента в металл предыдущей плавки и приведет к повышению прочности соединения элемента с металлом предыдущей и последующей плавок.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Процесс непрерывной разливки ведут методом «плавка на плавку» с одновременной заменой сталеразливочного 1 и промежуточного 3 ковшей. Металл из сталеразливочного ковша 1 (фиг.1) подается через защитную трубу 2 в промежуточный ковш 3. Затем металл из промежуточного ковша 3 подается в кристаллизатор 5 через стакан - дозатор 4, установленный в днище промежуточного ковша 3 с возможностью его замены. Непрерывнолитую заготовку 11 вытягивают из кристаллизатора 5 и поддерживают роликами 8. Перед заменой промежуточного ковша 3, прекращают подачу металла из сталеразливочного ковша 1, после чего разливку продолжают до снижения массы стали в промежуточном ковше до 6 тонн, при достижении которых прекращают подачу металла из промежуточного ковша 3 в кристаллизатор 5. После этого промежуточный ковш отводят в резервную позицию, а скорость вытягивания заготовки 11 снижают до полной остановки и помещают полый соединительный элемент 6 в металл предыдущей плавки 10. Погружение соединительного элемента 6 осуществляют вручную или при помощи специальных приспособлений. Затем устанавливают над кристаллизатором 5 новый промежуточный ковш 3, который наполняют металлом из сталеразливочного ковша 1 и начинают подачу металла последующей разливки 12 в кристаллизатор 5, после наполнения которого возобновляют вытягивание заготовки 11.
Таким образом, совокупность отличительных признаков заявляемой полезной модели позволяет повысить устойчивость цилиндра с опорными элементами в кристаллизаторе, что обеспечит надежное соединение металла предыдущей и последующей плавок при серийной разливке стали и повысит производительность машины непрерывного литья заготовок.