Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов

 

Использование: металлургия, конкретнее, непрерывная разливка металлов. Сущность изобретения: для повышения качества непрерывнолитых слитков и экономии расхода воды на охлаждение. Кристаллизатор содержит опорные плиты с прикрепленными к ним соответственно широкими и узкими рабочими стенками с поперечными и расположенными между ними продольными каналами, а также подводящие и отводящие воду трубопроводы. В рабочих стенках выполнены дополнительные поперечные каналы. Продольные каналы выполнены различной длины в каждом шаге по ширине стенок, причем продольные каналы пересекаются с дополнительными поперечными каналами, а продольные каналы с меньшей длиной расположены по ширине стенок поочередно с продольными каналами большей длины. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Наиболее близким по технической сущности является кристаллизатор для непрерывной разливки металлов, включающий опорные плиты с прикрепленными к ним соответственно широкими и узкими рабочими стенками с поперечными и расположенными между ними продольными каналами. Продольные каналы выполнены одинаковой длины в каждом шаге по ширине рабочих стенок.

Недостатком известного кристаллизатора является неудовлетворительное качество непрерывных слитков, а также большой расход воды. Это объясняется одинаковой длиной продольных каналов в каждом шаге по ширине стенок. В этих условиях обеспечивается одинаковый теплоотвод по длине рабочих стенок. Однако из практики непрерывной разливки известно, что теплоотвод в верхней части кристаллизатора должен быть больше, чем в нижней его части. В этих условиях обеспечивается необходимая закономерность изменения теплоотвода по длине кристаллизатора и затвердевания оболочки слитка. В известном кристаллизаторе эта закономерность не обеспечивается, что приводит к увеличению значений температурных градиентов и термических напряжений, возникающих в оболочке слитка сверх допустимых значений. Сказанное приводит к браку слитков по наружным и внутренним трещинам. Кроме того, одинаковая длина продольных каналов приводит к перерасходу охлаждающей воды.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении качества непрерывных слитков и экономии расхода воды на охлаждение кристаллизатора.

Указанный технический эффект достигается тем, что кристаллизатор для непрерывной разливки металлов включает опорные плиты с прикрепленными с ним соответственно широкими и узкими рабочими стенками с поперечными и расположенными между ними продольными каналами, а также подводящие и отводящие трубопроводы.

В рабочих стенках выполнены дополнительные поперечные каналы, причем продольные каналы выполнены различной длины в каждом шаге по ширине стенок. Все продольные каналы пересекаются с дополнительными поперечными каналами, а продольные каналы с меньшей длиной расположены по ширине рабочих стенок поочередно с продольными каналами большей длины.

Повышение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие изменения интенсивности теплоотвода по длине кристаллизатора за счет уменьшения числа продольных каналов в нижней части кристаллизатора. В этих условиях обеспечивается необходимая закономерность уменьшения теплоотвода по высоте кристаллизатора, что приводит к снижению возникающих в оболочке слитка температурных градиентов и термических напряжений ниже допустимых значений. Экономия в расходе воды на охлаждение кристаллизатора будет происходить вследствие уменьшения величины охлаждающей поверхности в нижней части рабочих стенок.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого кристаллизатора с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена схема кристаллизатора для непрерывной разливки металлов, поперечный разрез; на фиг. 2 разрез А-А; на фиг. 1; на фиг. 3 то же, разрез Б-Б на фиг. 1.

Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов состоит из опорных плит 1 и 2, широких 3 и узких 4 рабочих стенок, поперечных каналов 5 и 6, продольных каналов 7 и 8, пробок 9, стяжек 10, гаек 11, трубопроводов 12 и 13, отверстий 14 и 15.

Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов работает следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор длиной 1200 мм подается сталь марки ст3, из которого вытягивается непрерывнолитой слиток сечением 250 х 1600 мм со скоростью 0,8 м/мин. Кристаллизатор состоит из опорных стальных плит 1 и 2, к которым прикреплены при помощи шпилек M12 медные широкие 3 и узкие 4 рабочие стенки толщиной 70 мм с поперечными 5, 6 и продольными 7, 8 каналами. Диаметр каналов составляет 20 мм, шаг 40 мм. Торцы каналов закрыты съемными пробками 9. Опорные плиты 1 стянуты стяжками 10 с гайками 11, при этом широкие стенки 3 прижимаются к продольным торцам узких стенок 4. Охлаждающая вода под давлением подается по трубопроводу 12 через отверстие 14 в поперечный канал 5 и через отверстие 15 сливается по трубопроводу 13.

В рабочих стенках 3 и 4 выполнены дополнительные поперечные каналы 6, расстояние которых до верхнего торца кристаллизатора составляет 0,3 0,6 его высоты в зависимости от скорости вытягивания слитка. Продольные каналы 7 и 8 выполнены различной длины в каждом шаге по ширине стенок и все эти каналы пересекаются с дополнительными поперечными каналами 6. Продольные каналы 8 с меньшей длиной являются глуходонными и расположены по ширине стенок 3 и 4 поочередно с продольными каналами 7 большей длины, являющимися сквозными. В данном примере расстояние оси дополнительного поперечного канала 6 от верхнего торца кристаллизатора составляет 600 мм.

При такой конструкции кристаллизатора вода по каналам 7 поднимается вверх до канала 6, в котором потоки воды раздваиваются и далее поднимаются вверх совместно по каналам 7 и 8. В этих условиях обеспечивается увеличение интенсивности теплоотвода в верхней части кристаллизатора при одновременном уменьшении охлаждаемой поверхности рабочих стенок в его нижней части и снижении общего расхода охлаждающей воды.

Применение кристаллизатора позволяет снизить брак непрерывнолитых слитков на 7 9% и сократить расход воды на охлаждение кристаллизатора на 15 20%

Формула изобретения

Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов, содержащий опорные плиты с прикрепленными к ним соответственно широкими и узкими рабочими стенками с поперечными и расположенными между ними продольными каналами и подводящие и отводящие воду трубопроводы, отличающийся тем, что в рабочих стенках выполнены дополнительные поперечные каналы, а продольные каналы выполнены различной длины в каждом шаге по ширине стенок, при этом все продольные каналы пересекаются с дополнительными поперечными каналами, а продольные каналы меньшей длины расположены по ширине рабочих стенок поочередно с продольными каналами большей длины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3