Кристаллизатор для непрерывного литья слитков металлов и сплавов

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Кристаллизатор для непрерывного литья слитков металла или сплава, включающий рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром от 3 до 20 мм с шагом по высоте и периметру от 1,5 до 3 диаметра отверстия, причем экран установлен на расстоянии от 7 до 40 мм от рубашки, отличающийся тем, что на наружной поверхности рубашки, ортогонально осям отверстий, с шагом от 1 до 20 мм выполнены продольные и/или поперечные пазы шириной от 1 до 20 мм и глубиной до 0,75 толщины рубашки. Изобретение относится к металлургии и предназначено для непрерывной разливки и литья металлов и сплавов. Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков, содержащий рубашку, корпус с фланцами и экраном, подводящим и отводящим патрубками 1. В данной конструк 12100 1 2009.06.30 ции подвод охладителя осуществляется через верхний коллектор и кольцевую щель между экраном и верхним фланцем. Охлаждение рубашки происходит при вынужденном движении охладителя в кольцевом канале между рубашкой и экраном параллельно слитку. Основным недостатком такой конструкции являются недостаточные интенсивность и равномерность охлаждения рубашки кристаллизатора, что приводит к уменьшению производительности и стабильности процесса литья. Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков, включающий рубашку,корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним и верхним фланцем, соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметрами 3-20 мм с шагом по высоте и образующей (периметру) 1,5-3 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашки 2. Охлаждение кристаллизатора происходит концентрированными затопленными струями охладителя из отверстий в экране перпендикулярно охлаждаемой поверхности. Главным недостатком такой конструкции является недостаточная интенсивность охлаждения рубашки кристаллизатора. Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение охлаждающей способности кристаллизатора. Технический результат заключается в повышении производительности непрерывного литья слитков. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном кристаллизаторе для непрерывного литья слитков металла или сплава, включающем рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном,на поверхности которого выполнены отверстия диаметром от 3 до 20 мм с шагом по высоте и периметру от 1,5 до 3 диаметра отверстия, причем экран установлен на расстоянии от 7 до 40 мм от рубашки, на наружной поверхности рубашки, ортогонально осям отверстий,с шагом от 1 до 20 мм выполнены продольные и/или поперечные пазы шириной от 1 до 20 мм и глубиной до 0,75 толщины рубашки. Площадь охлаждаемой поверхности дополнительно увеличивается путем выполнения на ней ортогонально осям отверстий, с шагом от 1 до 20 мм продольных и/или поперечных пазов шириной от 1 до 20 мм и глубиной до 0,75 толщины рубашки. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора. Он состоит из рубашки 1, корпуса 2, с нижним фланцем 3 и верхним фланцем 4, соединенным с экраном 5, перегородки 6, подводящего 7 и отводящего 8 патрубков. На наружной поверхности рубашки ортогонально осям отверстий с шагом от 1 до 20 мм выполнены продольные пазы 9 шириной от 1 до 20 мм и глубиной до 0,75 толщины рубашки. Площадь охлаждаемой поверхности может дополнительно увеличиваться путем выполнения на ней, ортогонально осям отверстий, поперечных пазов 10 шириной 120 мм и глубиной до 0,75 толщины рубашки с шагом 1-20 мм. Выполнить пазы шириной менее 1 мм технически очень сложно. При ширине паза более 20 мм уменьшается охлаждающая способность кристаллизатора из-за превышения этого размера над диаметром ядра потока из отверстия с максимальным диаметром 20 мм и образования в краевых зонах пазов локальных вихревых циркуляционных и застойных зон потока охладителя. Глубина паза более 0,75 толщины рубашки уменьшает прочность рубашки кристаллизатора, увеличивает в нем величину термических напряжений, что в совокупности приводит к короблению рубашки. Ее охлаждение и работа кристаллизатора осуществляются следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает в верхний коллектор между корпусом, верхним фланцем, перегородкой и экраном и далее продавливается в виде затопленных струй через отверстия в экране. Увеличенная с помощью пазов охлаждаемая поверхность рубашки позволяет произвести с нее больший съем тепла. Ортогональность осей пазов и отверстий позволяет избежать локальных застойных и вихревых циркуляционных зон охладителя. Все это увеличивает охлаждающую способность кристаллизатора и повышает производительность непрерывного литья слитков. 12100 1 2009.06.30 Пример. Изготовлен кристаллизатор, состоящий из стальных рубашки с внутренним диаметром 60 мм, толщиной стенки 10 мм и высотой 200 мм, корпуса с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном,перегородки. В экране были выполнены отверстия диаметром 4 мм с шагом по высоте и периметру 10 мм. Экран был установлен на расстоянии 12 мм от непрофилированной поверхности рубашки. На ее поверхности ортогонально осям отверстий с шагом 10 мм были выполнены продольные пазы шириной 4 мм. На наружной поверхности рубашки ортогонально осям отверстий с шагом 10 мм также были выполнены поперечные пазы шириной 4 мм и глубиной 4 мм. По сравнению с литьем в кристаллизатор с гладкой охлаждаемой поверхностью, при прочих равных условиях, профилирование рубашки пазами позволило увеличить производительность процесса литья силумина АК 12 в среднем в 1,6 раза. Источники информации 1. А.с. СССР 725790, МПК В 22 11/12, 1980. 2. Патент 1959 , МПК 7 В 22 11/00. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3