Система охлаждения графитового кристаллизатора для непрерывного литья полосовой заготовки из цветных сплавов

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному литью, в частности к системе охлаждения графитового кристаллизатора для непрерывного литьяполосовой заготовки из цветных сплавов, содержащих легкрлетучйе компоненты. Цель - повышение стойкости графитового кристаллизатора при литье сплаврв с легколетучими компонентами по длине кристаллизатора. Система охлаждения графитового кристаллизатора для непрерывного литья полосовой загртовки из цветных сплавов содержит охлаждаемый кожухе каналами. Каналы расположены перпендикулярно технологической оси кристаллизатора, а коллекторы -в направлении технологической оси кристаллизатора и в них размещены запирающие элементы, установленные с возможностью перемещения. При этом каналы выполнены с шагом, составляющим h -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 В 22 D 11/124

ГОСУДАРСТ (21) 4689441/02 (22) 10.05.89 (46) 30.01.92, Бюл. М 4 (71). Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов "Гип роцветметобработка" (72) Б.И,Резник, А.В.Новиков, В.А.Измайлов, Н.M.Пуэыренко, А.М.Рытиков, О.А.Гостенов и М.В.Кудин (53) 621 746,27(088,8} (56) Авторское свидетельство СССР

М 1202696, кл. В 22 0 11/00, 1986. (54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ГРАФИТОВОГО КРИСТАЛЛИЗАТОРА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ПОЛОСОВОЙ

ЗАГОТОВКИ ИЗ ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному литью, в частности к системе охлаждения графитового кристаллиэатора для непрерывного литья

Изобретение относится к металлургии, .конкретнее к области непрерывного литья, а в частности к системе охлаждения графитового кристаллизатора для непрерывного литья полосовой заготовки иэ цветных сплаaors, Содержащих легколетучие компоненты.

Известна система охлаждения графитового кристаллизвтора для отливки заготовок . прямоугольного сечения. содержащая общие коллекторные трубы для подвода и отвода охладителя, расположенные перпендикулярно технологической оси кристаллизатора,- и охладительные трубы для подачи охладителя, расположенные в направлении технологической оси кристалли; Я. „„1708504 А1

2 полосовой заготовки иэ цветных сплавов, содержащих легколетучие компоненты.

Цель .— повышение стойкости графитового кристаллизатора при литье сплавов с легко-. летучими компонентами по длине кристаллизатора. Система охлаждения графитового кристаллизатора для непрерывного литья полосовой заготовки из цветных сплавов содержит охлаждаемый кожух с каналами. Ка,налы расположены перпендикулярно технологической оси кристаллизатора, а коллекторы — в направлении технологической оси кристаллизатора и в них размещены запирающие элементы, установленные с воэможностью перемещения. При этом каналы выполнены с шагом, составляющим h - (1.5-3) d. коллекторы — диаметром Б (2-4) d, а шаг перемещения запирающих элементов составляет Ь! - (3-7)б, где d— диаметр каналов, мм. 1 табл. 3 ил.

iQ затора. Трубы располагаются раздельно и О свободно на наружной поверхности графи- (Л тового кристаллизатора. С

Укаэанная конструкция системы охлаж-. ф ,дения стационарна и не создает возможности изменить соотношение интенсивности охлаждения по зонам длины графитовой формы в процессе литья.т.е, не обеспечивает регулирование охлаждения по длине кристаллизатора в процессе литья.

Во.всех стационарных системах охлаждения положение фронта затвердевания по длине графитовых форм изменяется в небольших пределах, причем фронт затвердевания располагается приблизительно по

1708504 середине длины кристаллизатора. В резуль, тате изнашивается только часть рабочих поверхностей графитовых полуформ в пределах от фронта начала затвердевания до выходного сечения, а другая половина графитовых форм — от входного сечения до фронта затвердевания остается практически целой, не изношенной.

Такой концентрированный износ снижает общую долговечность графитового кристаллизатора, повышает расход графита, приводит к необходимости частых замен с остановкой литья.

Кроме того, при такой конструкции имеется свободный! доступ кислорода к наружной поверхности графитовых блоков, что приводит .к ускоренному их выгоранию и разрушению.

Известна система охлаждения графитовоro кристаллизатора для непрерывного литья заготовок, содержащая охлаждаемый кожух с каналами и дополнительный кожух, установленный с зазором и с возможностью

l перемещения относительно !рафитовой формы.

При такой конструкции в зазор между дополнительным кожухом с графитовым кристаллизатором имеется свободный доступ кислоРода воздуха к наружной поверхности графитово.ro кристаллиэатора, что приводит к ускоренному его выгоранию и разрушению, и при этом ухудшается терми- ческий контакт.

При литье сплавов, содержащих легколетучие компоненты, например цинк, в зазоре скапливаются окислы легколетучих компонентов, так как дополнительный кожух является конденсатором паров, что затрудняет перемещение кожуха и не . обеспечивает плотный контакт его с графитом.

Указанные недостатки характерны для всех систем охлаждения, установленных с возможностью перемещения и образующих при перемещении воздушные зазоры между,охладителем и графитовым кристаллизатором.

Цель изобретения — повышение стойкости графитового кристаллизатора при литье сплавов с легколетучими компонентами путем регулирования охлаждения по длине кристаллизатора.

Поставленная цель достигается системой охлаждения графитового кристаллизатора для непрерывного литья полосовой заготовки из цветных металлов, содержащей охлаждаемый корпус с каналами и кол- лекторами для подвода и отвода охладителя, которая снабжена запирающими элементами, каналы расположены перI пендикулярно технологической оси, а коллекторы — в направлении технологической оси кристаллизатора и в них установлены с возможностью перемещения запирающие

5 элементы, при этом каналы расположены с шагом, составляющим h = (1,5-3,0)d, коллекторы. выполнены диаметром D =(2-4)d, а шаг перемещения запирающих элементов составляет Л = (3-7)d, где d — диаметр кана10 лов, мм.

На фиг.1 показана система охлаждения графитового кристаллиэатора, общий вид;на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг,3 — сечение Б-Б на фиг.1.

15 . Система охлаждения графитового кристаллизатора, состоящего иэ полуформ 1, содержит корпус с камерами охлаждения 2 и 3.

В камерах расположены коллекторы 4 в

20 направлении технологической оси кристал. лизатора и оулаждающие каналы 5 — перпендикулярно технологической оси, обеспечивающие подвод и отвод охладителя.

25 В коллекторах установлены с возможностью перемещения запирающие элементы 6 на осях 7, которые закреплены в уплотнительных фланцах 8 и. имеют.регулирующие элементы 9.

30 Подводящие патрубки 10 выполнены соосно с первым от выхода из кристаллизатора охлаждающим каналом, Охлаждающие каналы диаметром d расположены с шагом между осями каналов

35 h = (1,5-3,0)d, коллекторы выполнены диаметром 0 = (2 — 4)d, а шаг перемещения запирающих элементов 6 составляет I = (3-7)d, где б — диаметр каналов.

Система охлаждения кристаллизатора

40 работает следующим образом, Pacnnas подается в кристаллизатор, который плотно. примыкает к разливочному резервуару(миксеру, печи). После охлаждения затвердевшая полосовая заготовка се45 чением. соответствующим сечению рабочей полости кристаллизатора. (например 16

20хЗОО 600 мм) периодически вытягивается в направлении технологической оси кристаллизатора, указанном стрелкой.на фиг.2, 50 В начальный период работы кристаллизатора запирающие элементы перемещают в исходное положение на величину (показано пунктиром на фиг.2) = (3-7)d, когда открытыми для доступа охладителя остают55 ся 2-3 крайних к выходу из кристаллизатора канала. При этом фронт затвердевания занимает крайнее к.выходу из кристаллизатора положение (показано линией на фиг.2), 1708504

На этом режиме охлаждения проводит- обеспечивает проведение рационального, ся отливка заготовки до тех пор, пока про- многократного регулирования охлаждения изойдет выработка рабочей поверхности na длине кристаллиэатора, что снижает его графита на участке от фронта начала эатвер- стойкость. девания до выхода из кристаллизатора, что 5 Коллектор диаметром менее 2d не обесобнаруживается по ухудшению качества по- печивает полного заполнения охладителем верхности литой заготовки — появление бо- всех охлаждающих каналов и стабильного роэд недопустимой величины (более 0,3 мм). режима охлаждения, что ухудшает качество

После этого производится регулировка получаемой заготовки, Увеличение коллекохлаждения кристаллизатора с целью. пере- 10 торов более 4d не улучшает охлаждение, но мещения положения фронта началаэф фр- усложняет конструкцию и неоправданно девания глубже от выходного:С я: увеличивает габариты кристаллизатора. кристаллизатора на еще невырабб ф р.:.=..;.". - Результаты испытаний предлагаемой и рабочую поверхность графитовой фор(жЩф.";,;",. ."." „-,. известной систем охлаждения приведены в

Регулировка осуществляется шагавцм"- -"15 таблице. перемещением запирающих элементов 6 на Как видно из таблицы, при длине графивеличину Л! = (3 — 7)d так, чтобы открылись товой формы 300 мм количество достигнудля подачи охладителя 2-3 следующих ох- тых перемещений запирающих элементов . лаждающих канала. составляет 2-4 при разовом перемещении

В результате охлаждение будет проис- 20 60 — 140 мм. ходить на большей длине кристаллизатара, Таким образом, конСтрукция предлагачто вызовет соответствующее перемещение емой системы охлаждения кристаллизатора фронта начала затвердевания (показано ли- с многократным перемещением фронта заIi нией F). твердевания, т.е. с регулированием охлажТаким образом,, проводится многократ-. 25 дения по длине формы, обеспечивает ное перемещение фронта начала эатверде- увеличение стойкости графитовой формы до вания на еще невыработанную рабочую 120 — 150 ч при улучшении качества заготоповерхность графитовых форм. вок по сравнению с известным кристаллизаПри испытаниях при лйтье полос брон- тором, стойкость графитовой формы зы БрОЦМ 4-4-2,5 сечением 16х330 мм была 30 которого составляет 70-90 ч, а качество поувеличена стойкость графитового кристал- верхности значительно хуже, лизатора, наиболее часто выходящего иэ При выходе за предельные значения строя элемента, до 120 — 150 ч. Применение констуктивных параметров предлагаемой данной конструкции системы охлаждения системы охлаждения кристаллизатора покакристаллизатора обеспечивает получение 35 зателистойкостиикачествозаготовкирезко качественной литой полосовой заготовки, снижаются. повышает производительность установок Таким образом, предлагаемая конструкза счет увеличения каждой компании экс- ция для установок непрерывного литья плоплуатации кристаллиэатора и снижает экс- --ских слитков обеспечивает регулирование плуатационные расходы. 40 интенсивности охлаждения по длине кри-.

Выбор величины шага между осями (h), сталлизатора в процессе работы и увеличис которым выполнены охлаждающие кана- вает стойкость графитового лы, определяется уменьшением величины кристаллизатора в 1,3-2,1 раза, обеспечивашага менее 1,5 d, что приводит к недопусти- ет получение литых заготовок с качественмому уменьшению прочности кожуха, его 45 ной поверхностью, не требующей короблению под действием термонапряже- предварительного фрезерования перед ний, ухудшению условий охлаждения и сни- дальнейшей прокаткой. жению качества заготовок. Увеличение Формула изобретения величин шага 3d приводит к недопустимому Система. охлаждения графитового криувеличению температуры неохлаждаемых 50 сталлизатора для непрерывного литья полоканалов и к возникновению аварийных си- совой заготовки из цветных сплавов, туаций в момент подачи s них охладителя содержащая охлаждаемый корпус с каналапри регулировке охлаждения, ми и коллекторами для подвода и отвода

Величина перемещения запирающих охладителя, отличающаяся тем, что, элементов (Ь I) определяется уменьшением 55 с целью повышения стойкости графитового

Л! менее 3d, что не позволит обеспечить кристаллизатора при литье сплавов с легкодоступ охладителя к следующему охлаждае- летучими компонентами путем регулировамому каналу и осуществить регулировку ох- ния охлаждения по длине кристаллизатора, лаждения. Увеличение Л! более 7d не она снабжена запирающими элементами, каналы расположены перпендикулярно тех1708504 коллекторы выполнены с диаметром

0 = (2-4)d, а шаг перемещения запирающих элементов составляет Л!=(3-7)d,где I — диаметр каналов, мм.

Стойкость графитового кристаплизатора, ч

Диаметр колле ктора Р, мм

Кристаллизатор

Диаметр охлаждающих кана лоа д, мм

Качество поверхности

Длина кристаллизатора

:20 Не perna- Не регла" Запирающие ментирован нентиро- элементы ван отсутствуют

70-90

Известный : 300

Отдельные бороз« . ды глубиной до

0,8 мм, заготовка фрезеруется

Предлагаемый 300 20

140

120

Запредельные 300 20 значения

30 40

100 160

70 Возможны аварийные ситуации из-за невозможности осуществления регулировки охлаждения или из-за перегрева охладителя выше допустимых значений, .

Фиг. / нологической оси, а коллекторы — в направлении технологической оси кристаллизатора и в них установлены с возможностью перемещения запирающие элементы, при этом каналы располо- 5 жены с шагом, составляющим h - (1,5 — 3,0)4, Величина вага о 7лажпающих каналов h, мм ваг перемещения запирающих элементов за цикл 50 ч, 11, мм

Борозды глубиной менее 0,3 мм фрезеровка заготовки не требу° тся

Наличие борозд глубиной до -0,8 мм. Требуется фрезероека

1708504

1 10

Составитель Б, Резник

Техред М.Моргентал Корректоро. Гирняк

Редактор Н. Шитев

Производственно-издательский комбинат "Патент"„г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 08б Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5