Кристаллизатор для непрерывного литья слитков из алюминия и сплавов на его основе

 

1. КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕ- Г ПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ, содержащий : водоохлаждаемой металлический корпус и рабочие стенки, о т л и ч а ib щ и и с я тем, что, с целью повышения качества.поверхности слитков, он снабжен огнеупорной надставкой, расположенной на верхнем торце 1фист Шлизатора , при этом стенки надставки размещены внутри рабочей полости кристаллизатора с зазором относительно его рабочих стенок, а надставка имеет привод вертикального перемеще , ния. 00 00 А СП со

COOS СОВЕТСКИХ

ONNMH

РЕСПУБЛИН

Щя) В 22 D 11

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/"

И ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2740802/22-02 ! (22) 16 ° 03, 79 (46) 23.04.84. Бвп. Р 15 (72) Ранни Фрэнсиз Траффорд Вилкинз, (Великобритания) (71) Дзе Бритиш Алюминиум Компани

Лимитед (Великобритания) (53) 621.746.27 (088.8) (56) 1.Бойченко M.Ñ. и др. Непрерывная разливка стали. Металлургиздат, 1961, с. 102-104.

2.Германн Э. Непрерывное литье.М.

1961, с. 551, р. 1584...SU„„ 88653 А г (54) (57) 1. КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕ-

ПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ ИЗ АЛИИИНИЯ

И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ, содержащий: водоохлаждаевий металлический корпус и рабочие стенки, о т л и ч а йшийся тем, что, с целью повышения качества.новерхностц слитков, он снабжен огнеупорной надставкой, расположенной на верхнем торце крйсталлизатора, при этом стенки надставки размещены внутри рабочей полости кристаллизатора с зазором относительно его рабочих стенок, а надставка имеет привод вертикального перемеще,ния.

Ф

; вииб Ю

QO

Cb

Са

СО

1088653

2. Кристаллиэатор по п.1, о т л и-. ч а ю шийся тем, что надставка снабжена уплотнителем, установленным на нижнеМ торце ее стенок и контактирующим с рабочими стенками кристалли" затора.

З.Кристаллизатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен . пористой вставкой с системой подачи сжатого газа, установленной в нижней части кристаллизатора.

4. Кристаллизатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что надставка снабжена патрубком для подачи сжатого газа в зазор между рабочими стенИзобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке. металлов и сплавов.

Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков, содержа- 5 щий водоохлаждаемый металлический корпус и рабочие стенки L1)

Наиболее близ ким к и зобре тени ю по технической сущности и достигаемому результату является кристаллиэатор для непрерывного литья слитков из алюминия и сплавов на его основе, содержащий водоохлаждаемый металлический корпус и рабочие стен ки (.23

Основным недостатком Из вестных кристаллизаторов является низкое качество поверхности отливаемых, слитков., Целью. изобретения является повышение качества поверхности слитков.

Поставленная цель достигается тем, что кристаллизатор для непрерывного литья слитков иэ алюминия и сплавов на его основе, содержащий водоохлаждаемый металлический корпус и рабочие стенки, снабжен огнеупорной надставкой, расположенной на верхнем торце кристаллиэатора, при этом стенки надставки размещены внут- 30 ри рабочей полости кристаллизатора с зазором относительно его рабочих стенок, а надставка имеет привод вертикального перемещения.

Кроме того, надставка:,снабжена 35 уплотнителем, установленным, на нижнем торце ее стенок и контактирующим с рабочими стенками кристаллизатора.

Причем кристаллизатор снабжен 40 пористой вставкой и.системой подачи сжатого газа, установленной в нижней части кристаллизатора. ками кристаллизатора и стенками надставки.

5. Крис таллизатор по пп.1-4, о тл.и ч а ю шийся тем, что он снабжен средством для определения длины, контактируемой с жидким металлом, и средством для изменения указанной длины в зависимости от скорости литья.

6. Кристаллизатор по пп.1-4, о тл и ч а ю шийся тем, что он снабжен средством для автоматического изменения интенсивностей потока охладителя в кристаллизатор и к слитку в зависимости от скорости литья.

При этом надставка снабжена патрубком для подачи сжатого газа в зазор между рабочими стенками кристаллизатора и стенками надставки.

Кристаллизатор снабжен средством для определения длины, контактируемой с жидким металлом, и средством для изменения укаэанной длины в зави симости от скорости литья.

Кристаллизатор снабжен средством для автоматического изменения интенсивностей потока охладителя в кристаллизатор и к слитку в зависимости от скорости литья.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2-11 — варианты выполнения кристаллизатора; на фиг, 12 — схема регулирующего устройства для полуавтоматического и автоматического процесса литья.

Кристаллиэатор для непрерывного литья слитков из алюминия и сплавов на его ос нове (фиг. 1) состоит из металлического корпуса 1 с полостью

2 для охладителя и отверстием 3 для выхода охладителя, и рабочих стенок 4.

Кристаллизатор также имеет огнеупорную надставку 5, расположенную на

его верхнем торце и закрепленную на кольцевом элементе 6, который установлен на верхних концах поршней 7, размещенных в цилиндрических камерах 8, а последние выполнены в теле металлического сорпуса 1 кристаллизатора. В цилиндрических камерах 8 по трубопроводам 9 подведен сжатый воздух, с помощью которого осуществляется вертикальное перемещение поршней 7 и огнеупорной надставки 5.

Огнеупорная надставка 5 выполнена иэ огнеупорных волокон, например силиката алюминия или углеродистых волокон, а ее нижний торец скошен

1088653

50 на угол примерно 45О и к нему при- . креплен уплотнитель 10 из материала "Фиберфракс". для обеспечения скользящего контакта с рабочими стенками 4 кристаллизатора и предотвращения эатекания металЛа в зазор 11 между стенками кристаллизатора и надставки. В зазор 11 можно подавать смазку. На фиг. 2 показана надставка в рабочем положении, когда длина ра.бочих стенок кристаллизатора, кон- 10 тактирующих с металлом, сокращается от И до Я . На фиг. 3 показано поперечное сечение надставки, нижнему торцу которой придана такая конфигурация, чтобы она соответствовала 15 кривой мениска жидкого металла у рабочих стенок кристаллизатора. На фиг. 4 изображен вариант выполнения кристаллизатора, в котором напор металла поддерживается в боковом направлении давлением воздуха, поступающего из пористой вставки 12, рас-. положенной в нижней части кристалли-. затора. Воздух к пористой вставке 12 подается из каналов 13, выполненных в кожухе 14. Формирующийся слиток 15 охлаждается водой, подаваемой из вращающейся труби 16. Кроме воздуха, для обеспечения боковой поддержки слитка, можно использовать азот, аргон, двуокись углерода или другой газ, менее активный к алюминию, чем воздух. На фиг. 5-7 изображен вариант выполнения кристаллиэатора, который снабжен патрубком 17 для подачи сжатого газа, например аргона или азота, в за- З5 эор 11 между рабочими стенками 4 окристаллизатора и стенками огнупорной надставки 5, что обеспечивает заданный уровень металла 18 в кристаллизаторе и оптимальное качество 40 поверхностИ слитка. Зазор 11 имеет ширину от 1 до 3 см, а выход газа .из него предотвращает уплотнение 19. ,На фиг. 8 показан вариант выполнения кристаллизатора, снабженного патруб- 45 ком 17 для подачи сжатого газа в зазор 11 между рабочими стенками 4 и стенками огнеупорной надставки 5, пористой вставки 12 и вращающейся трубЧй 16 для подачи воды на слиток 15. На фиг. 9-11 изображен вариант выполнения кристаллизатора,. в котором огнеупорная надставка 5 с уплотнителем 10 в начальной стадии литья контактирует с поддоном

20, что предупреждает попадание металла в зазор 11 и образование трещин при литье сплавов, склонных к трещинообразованию. На фиг. 12 изображена схема регулирующего устройства для полуавтоматического процесса литья. На ней показан кристаллизатор, состоящий иэ металлического корпуса 1 с полостью 2 для выхода охладителя.. Вода подводится к кристаллиэатору по трубам 21. На 65 схеме также изображена огнеупорная надставка 5 с приводным механизмом

22, например электрическим, желоб 23 для подачи металла и поддон 20, расположенный на неподвижном плунжере

24, соединенном с приводом 25. Привод 25 имеет ручной регулятор 26, соединенный с двухходовым переключателем 27, и автоматический регулятор 28. Схема также снабжена логическим механизмом 29, связанным с датчиком 30 положения подставки,элементами 31 устройства- и датчиком 32 уровня металла в желобе 23, регулятором 33 потока металла в желобе, контрольно-измерительным устройством для воды и регулятором 34 потока воды.

Вся информация поступает в логический механизм 29 и он управляет процессом литья согласно программе.

Работа кристаллизатора для непрерывного литья слитков из алюминия и алюминиевых сплавов осуществляется следующим образом.

Жидкий металл подают, например, из желоба в кристаллизатор, в который предварительно введен поддон и установлена огнеупорная надставка.

После заполнения металлом кристаллизатора огнеупорная надставка опускается в рабочее положение, чтобы максимально уменьшить контакт металла с .рабочими стенками кристаллизатора, Для предотвращения попадания металла в зазор между рабочими стенками кристаллиэатора и стенками огнеупорной надставки, последняя снабжена уплотнителем 10, установленным на ее нижнем торце, или патрубком 17 для подачи сжатого газа. Вертикальное перемещение огнеупорной надставки осуществляют с помощью привода, а охлаждение формирующегося слитка — с помощью охладителя, подаваемого из отверстия 3 кристаллизатора или вращающейся трубы 16. Вытягивание слитка осуществляют путем опускания поддона 20 с помощью плунжера 24.

Пример. Отливали роликовую

Впору (башмак) сечением 50417,5 см из чистого алюминия. Процесс разливки начинался с установки огнеупорной надставки в таком положении, чтобы

3,5 см поверхности рабочих стенок кристаллизатора находилось в контакте с жидким металлом. При таком поло жении надставки имели место поверхностные дефекты. Затем надставку опускали до такого положения, чтобы уолько 1,5 см поверхности рабочих стенок были в контакте с жидким металлом. При этом поверхность слитка стала хорошая и дефектов не наблюдалось ° В процессе разливки в зазор

11 между. рабочими стенками кристаллиэатора и огнеупорной надставкой подавали сжатый воздух под давлением

750 мм вод.ст. Для достижения опти1088653

10 13,мальных условий литья процесс разливки можно вести в полуавтоматическом или автоматическом режиме по программе, заложенной в логическом механизме 29; Скорость литья составляет 1013 см/мин.

Использование предлагаеьюго кристаллизатора позволяет устранить поверхностнйе дефекты и значительно повысить качество поверхности отливаеьых слитков из алюминия и сплавов

5 на его основе.

1088653

1088653

30 фиа 10

BHMHQH Заказ 2698/54 Тираж 775 Подписное

° ЮЮ МАЛЮЮ ЮЮ ЮЮ ЮЮ ЮЮ ВЮ ° фмлиай ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4