Валок-кристаллизатор

 

Изобретение относится к металлургии, может быть использовано в установках непрерывной разливки стали при производстве металлопроката и позволяет увеличить срок службы валка и повысить качество отливаемого изделия. Валок-кристаллизатор содержит рабочее тело с каналами для отвода тепла, бандаж из цветного металла или стали, на рабочей поверхности которого нанесено защитное теплопроводное покрытие в виде свинца и промежуточного слоя, созданного путем проникновения атомов свинца в металл бандажа на глубину не менее 5 мкм при общей толщине покрытия не менее 10-14 мкм. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в установках непрерывной разливки стали при производстве металлопроката.

Известен валок, рабочая поверхность которого состоит из бандажа, который обеспечивает равномерное термическое расширение по длине валка и улучшает поверхность отливаемого изделия (заявка Японии N 5-057064, кл. В 22 D 11/06, 1993).

Недостатком известного решения является недостаточное качество поверхности изделия.

Известен валок-кристаллизатор, содержащий охлаждаемое рабочее тело и металлический бандаж с защитным теплопроводящим покрытием (заявка Японии N 60-72649, кл. B 22 D 11/06, 1985).

Недостатками известного решения являются недостаточная стойкость нанесенного покрытия, что ограничивает срок его службы, и низкое качество поверхности формируемого изделия.

Данное изобретение направлено на повышение срока службы валка за счет увеличения долговечности его защитного покрытия и улучшение качества поверхности отливаемого изделия.

Указанный технический результат достигается тем, что у валка-кристаллизатора, содержащего охлаждаемое рабочее тело и металлический бандаж с защитным теплопроводным покрытием, последнее выполнено толщиной не менее 10-14 мкм с наружным слоем из свинца и промежуточным слоем, сформированным из атомов свинца и металла бандажа, толщина которого составляет не мене 5 мкм.

Валок с наружным защитным теплопроводным слоем из свинца позволяет при вращении цилиндрической рабочей поверхности валка не нарушать поверхность отливаемого изделия, обеспечивая надежную смазку зоны контакта валка со сталью.

В процессе нанесения свинцового слоя на поверхность бандажа имеет место формирование кристаллов свинца в некотором пограничном слое металла бандажа, в который проникли атомы свинца. Данные кристаллы с одной стороны обеспечивают повышенное сцепление между металлом бандажа и слоем свинца, а с другой - являются определенным источником, обеспечивающим восстановление свинцового слоя в процессе эксплуатации валка при износе этого слоя. Надежность сцепления слоев между собой обеспечивается проникновением атомов свинца в металл бандажа (сталь, медь и др.) на глубину не менее 5 мкм.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез валка с защитным покрытием.

Валок-кристаллизатор состоит из рабочего тела 1 цилиндрической формы с каналами для отвода тепла (не показаны) путем пропуска по ним рабочего агента, например воды, и бандажа 2, выполненного из стали или цветного металла (медь, бронза и др.). На внешнюю поверхность бандажа 2 нанесен слой 3 металла с высокой теплопроводностью, не имеющий адгезии с металлом формируемого валком изделия (сталь) и характеризующийся отсутствием смачиваемости с затвердевающей сталью. В качестве такого металла использован свинец, нанесенный на поверхность бандажа методом, обеспечивающим взаимное проникновение его атомов в металл бандажа на глубину не менее 5 мкм, которая обеспечивает надежное сцепление слоев между собой, с формированием при этом промежуточного слоя 4 по всей площади рабочей поверхности валка.

Общая толщина защитного покрытия составляет от 10-14 до 25 мкм (включая и толщину промежуточного слоя 4).

Устройство работает следующим образом.

Расплавленная сталь в процессе формирования полосы или изделия иной формы путем непрерывной разливки входит в контакт с охлаждаемыми изнутри вращающимися валками. Наружный свинцовый слой 3, имея высокую теплопроводность, обеспечивает эффективный отвод тепла, сам нагреваясь при этом до температур, близких к температуре плавления свинца, что достигается посредством оптимальных конструктивных и технологических параметров валка, определяющих процесс теплообмена: скорость вращения валков, их диаметр, температура и расход охлаждающей жидкости. В силу свойств стали и свинца, не образующих друг с другом растворов и не имеющих адгезии, между затвердевающей сталью и валком создается слой, играющий роль смазки, что определяет формирование качественной гладкой поверхности изделия, не имеющей каких-либо нарушений в виде трещин и шероховатости.

После выхода контактирующего с формируемой полосой участка наружного слоя 3 происходит его охлаждение до температур, близких к первоначальным.

Формула изобретения

Валок-кристаллизатор, содержащий охлаждаемое рабочее тело и металлический бандаж с защитным теплопроводным покрытием, отличающийся тем, что защитное теплопроводное покрытие выполнено толщиной не менее 10 - 14 мкм с наружным слоем из свинца и промежуточным слоем, сформированным из атомов свинца и металла бандажа, толщина которого составляет не менее 5 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1