Устройство для непрерывной разливки плоских слитков

 

Сущность изобретения: устройство содержит барабан и боковые реборды с приводами вращения, бесконечную ленту, огибающую торцы реборд и приводные валки, размещенные с зазором по отношению к барабану, ролики для поддержания и прижима ленты в поперечном ее направлении к ребордам. По краям барабана со стороны его торцев выполнены клиновидные выступы высотой n (0,05 0,2) (H h) и шириной m (0,2 0,5) (H h), где H величина зазора между барабаном и приводным валком во входной зоне устройства, мм; h величина зазора между барабаном и приводным валком в выходной зоне устройства, мм; (0,05 0,2) и (0,2 0,5) эмпирические коэффициенты, учитывающие соответственно закономерности деформации обжатия узких граней слитка в твердожидком состоянии и выпучивания узких граней слитка в процессе его обжатия в твердожидком состоянии, безразмерные. 3 ил. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии.

Известно устройство для непрерывной разливки плоских слитков, включающее барабан, который огибает бесконечная приводная лента, противоположную бесконечную приводную валками ленту, поддерживаемую в поперечном к ней направлении при помощи роликов, а также боковые конусные вставки, расположенные в зазоре между лентами. Цилиндрическая поверхность барабана выполнена без клиновидных выступов по краям. Барабан установлен стационарно.

Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество плоских непрерывнолитых слитков. Это объясняется отсутствием по краям поверхности бочки барабана клиновидных выступов. В этих условиях при обжатии слитка его узкие грани претерпевают деформацию выпучивания в сторону боковых реборд. При этом увеличиваются силы трения узких граней о поверхность боковых реборд сверх допустимых значений, что способствует увеличению действующих в оболочках узких граней напряжений, приводящих к их разрушению. Вследствие этого на узких гранях плоского слитка образуются надрывы, пояса, заливины и т.д. Сказанное приводит к браку слитков и прорывам металла при выходе слитка из зазора между лентой и барабаном.

Целью изобретения является улучшение качества слитков и повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит барабан и боковые реборды с приводами вращения, бесконечную ленту, огибающую торцы и приводные валки, размещенные с зазором по отношению к барабану, ролики для поддержания и прижима ленты в поперечном ее направлении к ребордам.

По краям барабана со стороны его торцев выполнены клиновидные выступы высотой n (0,05.0,2)(Н-h) и шириной m (0,2.0,5) (H-h), где Н величина зазора между барабаном и приводным валком во входной зоне устройства, мм; h величина зазора между барабаном и приводным валком в выходной зоне устройства, мм; (0,05. 0,2) и (0,2.0,5) эмпирические коэффициенты, учитывающие соответственно закономерности деформации обжатия узких граней слитка в твердожидком состоянии и выпучивания, узких граней слитка в процессе его обжатия в твердожидком состоянии, безразмерные.

Улучшение качества плоских непрерывнолитых слитков происходит вследствие снижения сил трения узких граней о боковые поверхности реборд, уменьшения напряжений в оболочках узких граней, устранения на них надрывов, заливин, поясов и т.д.

Повышение производительности процесса непрерывной разливки плоских слитков происходит вследствие снижения прорывов металла при выходе слитка из зазора между барабаном и лентой.

Диапазон значений эмпирического коэффициента для установления высоты клиновидных выступов в пределах 0,05.0,2 объясняется закономерностями деформации обжатия узких граней плоского слитка в вертикальном направлении. При больших значениях вершины клиновидных выступов оплавляются от тепла жидкого металла вследствие их удаленности от рабочей поверхности водоохлаждаемой бочки барабана. При меньших значениях не снижаются силы трения узких граней о боковые поверхности реборд, что вызывает брак слитков и прорывы металла.

Указанный диапазон устанавливается в прямой пропорциональной зависимости от величины обжатия слитка в твердожидком состоянии.

Диапазон значений эмпирического коэффициента для установления ширины клиновидных выступов в пределах 0,2.0,5 объясняется закономерностями выпучивания узких граней плоского слитка в процессе его обжатия в твердожидком состоянии. При меньших значениях не снижаются силы трения оболочки узких граней о боковые поверхности реборд, что вызывает брак слитков и прорывы металла. При больших значениях повышается брак слитков по форме поперечного сечения, что приводит к невозможности дальнейшего передела слитков.

Указанный диапазон устанавливается в прямой пропорциональной зависимости от величины обжатия плоского слитка в твердожидком состоянии.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг.2.

Устройство для непрерывной разливки плоских слитков состоит из барабана 1, ленты 2, валков 3, роликов 4 и 5, боковых реборд 6, позицией 7 обозначены слиток толщиной h, 8 широкая грань слитка, 9 жидкий металл, 10 узкая грань слитка, 11 клиновидные выступы, α угол сектора барабана, на длине окружности которого кристаллизуется слиток, r радиус барабана, R радиус реборд, О центр барабана, О₁ центр реборд, Е эксцентриситет, h толщина слитка после обжатия, Н толщина слитка на мениске, n высота клиновидного выступа, m ширина клиновидного выступа.

Устройство для непрерывной разливки плоских слитков работает следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в зазор, образованный поверхностью приводного барабана 1, бесконечной приводной лентой 2 и боковыми поверхностями приводных реборд 6 подается жидкий металл 9. Бесконечная лента 2 огибает поверхность торцов боковых реборд 6 на длине сектора барабана 1 с углом α и приводится в движение приводными валками 3. Барабан 1 и реборды 6 приводятся во вращение своими приводами. Оболочка 8 слитка 7 формируется на поверхности барабана 1 с радиусом r, а противоположная грань на поверхности ленты 2 с радиусом R=(H-h). В процессе непрерывной разливки производится деформация обжатия узких граней 10 слитка 7 в твердожидком состоянии посредством смещения центра О барабана 1 относительно центра О₁ реборд 6 от толщины Н на мениске до толщины h.

Из установки вытягивается слиток 7 толщиной h и шириной В с переменной скоростью и направляется дальше по роликам 4. Ролики 5 поджимают ленту 2 к торцам боковых реборд 6. В процессе разливки корпус барабана 1, реборды 6 и лента 2 охлаждаются соответственно проточной и распыливаемой форсунками водой. Оси О и О₁ барабана 1 и реборд 6 расположены с эксцентриситетом E (H-h). После начала процесса разливки барабан 1 перемещается на величину E (H-h).

По краям поверхности бочки барабана 1 со стороны его торцов выполнены клиновидные выступы 11 высотой n (0,05.0,2)(H-h) и шириной m=(0,2.0,5)(H-h), где Н величина зазора между барабаном и приводным валом во входной зоне устройства, мм; h величина зазора между барабаном и приводным валком в выходной зоне устройства, мм; (0,05. 0,2) и (0,2.0,5) эмпирические коэффициенты, учитывающие соответственно закономерности деформации обжатия узких граней слитка в твердожидком состоянии и выпучивания узких граней слитка в процессе его обжатия в твердожидком состоянии, безразмерные.

При такой конструкции краев барабана 1 происходит осаживание узких граней 10 без их выпучивания в сторону боковых реборд 6, что снижает силы трения между ними.

В таблице приведены примеры конструктивных параметров устройства для непрерывной разливки плоских слитков шириной В 1,2 м при α 90^о.

В примере 1 происходит выпучивание узких граней плоского слитка сверх допустимых значений, что приводит к значительному росту сил трения. В этих условиях на узких гранях и в углах слитка возникают трещины, пояса, надрывы, заливины и, как следствие, прорывы металла.

В примере 5 отгорают и оплавляются вершины клиновидных выступов, что приводит к браку слитков по трещинам и прорывам металла. Кроме того, нарушается геометрия поперечного сечения плоских слитков.

В примере 6 (прототип) усилия трения узких граней плоского слитка о боковые поверхности реборд превосходят допустимые значения, в слитках возникают надрывы, пояса, заливины, происходят прорывы металла при выходе слитка из зазора между барабаном или лентой.

В примерах 2.4 снижается брак плоских слитков вследствие снижения сил трения узких граней о боковые поверхности реборд, уменьшения напряжений в оболочках узких граней, устранения на них надрывов, заливин, поясов и т.д. а также прорывов металла.

Применение устройства позволяет снизить брак слитков по качеству поверхности узких граней плоского слитка и угловых участков на 2,7% и повысить производительность процесса непрерывной разливки плоских слитков на 1,2%

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ПЛОСКИХ СЛИТКОВ, содержащее барабан и боковые реборды с приводами вращения, бесконечную ленту, огибающую торцы реборд и приводные валки, размещенные с зазором по отношению к барабану, ролики для поддерживания и прижима ленты в поперечном ее направлении к ребордам, отличающееся тем, что, с целью повышения качества слитков и производительности, по краям барабана со стороны его торцов выполнены клиновидные выступы высотой n (0,05 0,2) (H- h) и шириной m (0,2 0,5) (H h), где H величина зазора между барабаном и приводным валком во входной зоне устройства, мм; h величина зазора между барабаном и приводным валком в выходной зоне устройства, мм; (0,05 0,2) и (0,2 0,5) эмпирические коэффициенты, учитывающие соответственно закономерности деформации обжатия узких граней слитка в твердожидком состоянии и выпучивания узких граней слитка в процессе его обжатия в твердожидком состоянии, безразмерные.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4