Кристаллизатор для горизонтального непрерывного литья
Изобретение относится к непрерывной разливке металла. Кристаллизатор содержит корпус и размещенную в нем медную гильзу, образующие полость для подачи охлаждающей жидкости. Полость для подачи охлаждающей жидкости представляет собой пространство между спиральными кольцевыми каналами, выполненными по внешней поверхности гильзы, и внутренней поверхностью корпуса, что обеспечивает эффективное охлаждение гильзы кристаллизатора. Сопряжение наружной поверхности гильзы и внутренней поверхности корпуса исключает деформацию гильзы. Увеличивающийся к выходу шаг кольцевых каналов обеспечивает выравнивание тепловых потоков в процессе кристаллизации заготовки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области литья металлов, а конкретно к непрерывной разливке, и может быть использовано для нормального функционирования кристаллизатора.
Аналогичные решения известны. Например, приведенная в описании к заявке Японии (№52-7410, кл. B22D 11/04) установка содержит водоохлаждаемый стержень и водоохлаждаемый внешний кристаллизатор, который в сечении имеет форму кольца. Предусмотренное в установке устройство последовательно подает несколько электродов в кристаллизатор. Электроды, на которые подается напряжение, последовательно расплавляются в шлаковой ванне кристаллизатора, образуя металлический расплав. С помощью кристаллизатора расплав охлаждается, затвердевает и вытягивается в металлическую трубу специальным приспособлением, которая затем подвергается обработке резанием.
Из патента ФРГ №3016173, кл. B22D 11/04 известен способ и устройство для непрерывного литья металлов под давлением с использованием пресса и охлаждаемого кристаллизатора. Расплав перед кристаллизатором непрерывно охлаждают таким образом, чтобы он оставался достаточно пластичным для выдавливания через кристаллизатор.
Наиболее близким решением к заявленному является решение, приведенное в описании к а.с. SU №1450221, кл. B22D 11/04. Известный из описания кристаллизатор содержит медную гильзу и корпус, образующие полость для подачи охладителя. На охлаждаемой поверхности гильзы выполнены, как указано в описании, винтовая нарезка и совмещенные с ней пазы с шагом, различным в нижней и верхней половинах. По мнению авторов, наличие несимметричных пазов на охлаждаемой поверхности медной гильзы приводит к выравниванию тепловых потоков при кристаллизации заготовки. Однако по сути прямоточный поток охлаждающей жидкости и закрепление гильзы на двух крайних опорах не обеспечивает требуемой степени охлаждения и не исключает деформацию гильзы.
Анализ аналогов, прототипа и других технических решений, в частности публикаций корпорации "Kawasaki Steel Corporation", Япония, показал, что отсутствие решений, исключающих деформацию гильзы (осевой изгиб) и вместе с тем обеспечивающих достаточную степень ее охлаждения, не приводит к требуемому результату.
Задачей изобретения является сведение к минимуму деформации гильзы и как следствие этого повышение качества слитка, повышение надежности и долговечности кристаллизатора.
Задача решена за счет того, что в отличие от известного кристаллизатора, содержащего корпус и медную гильзу с образованием полости для подачи охлаждающей жидкости, в предлагаемом - наружная поверхность гильзы и внутренняя поверхность корпуса сопряжены между собой, а полость для подачи охлаждающей жидкости представляет пространство в виде спирального кольцевого канала, выполненного между внешней поверхностью гильзы и внутренней поверхностью корпуса.
Другим отличием является то, что спиральный кольцевой канал на внешней поверхности гильзы выполнен с увеличивающимся к выходу охлаждающей жидкости шагом.
Сопряжение наружной поверхности гильзы и внутренней поверхности корпуса практически полностью исключает деформацию гильзы, а образованное пространство между спиральными кольцевыми каналами на гильзе и внутренней поверхностью корпуса при прохождении охлаждающей жидкости по этой полости обеспечивает интенсивное охлаждение гильзы.
Увеличивающийся к выходу шаг каналов обеспечивает выравнивание тепловых потоков при дальнейшем процессе кристаллизации заготовки. Техническим результатом предлагаемого решения является снижение себестоимости единицы изделия за счет повышения качества слитка и долговечности кристаллизатора.
На чертеже представлено предлагаемое решение, где на фиг.1 показан продольный разрез кристаллизатора, на фиг.2 - гильза со спиральными кольцевыми каналами.
Кристаллизатор выполнен в виде корпуса 1 и медной гильзы 2, которые сопряжены между собой. На гильзе 2 выполнены кольцевые спиральные каналы 3. Для выравнивания тепловых потоков при дальнейшем процессе кристаллизации заготовки шаг каналов выполнен увеличивающимся к выходу. Профиль каналов, преимущественно, прямоугольный, трапециевидный, что обеспечивает большее время нахождения жидкости в пространстве и, как следствие, лучшее охлаждение гильзы. Глубина и шаг каналов выбираются исходя из параметров разливки.
Охлаждающую жидкость подают через коллектор 4. Выход жидкости - через коллектор 5.
Процесс получения заготовки проходит следующим образом: через коллектор 4 подают в полость каналов 3 охлаждающую жидкость, а в гильзу 2 - расплав. Прохождение металла через медную гильзу определяется техническими условиями. На выходе из кристаллизатора металл переходит в зону вторичного охлаждения.
1. Кристаллизатор для горизонтального непрерывного литья, содержащий корпус и размещенную в нем медную гильзу с образованием полости для подачи охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что наружная поверхность гильзы и внутренняя поверхность корпуса сопряжены между собой, а полость для подачи охлаждающей жидкости представляет пространство в виде спирального кольцевого канала, выполненного между внешней поверхностью гильзы и внутренней поверхностью корпуса.
2. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что спиральный кольцевой канал на внешней поверхности гильзы выполнен с увеличивающимся к выходу охлаждающей жидкости шагом.
