Кристаллизатор для непрерывного литья

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ(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, включающий рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с установленным на расстоянии от 7 до 40 мм от рубашки экраном, в котором выполнены отверстия диаметром от 3 до 20 мм, отличающийся тем, что по высоте и образующей экрана отверстия выполнены с шагом от 2 до 4 диаметров, причем в два раза чаще отверстия расположены в верхней части экрана, напротив которой толщина рубашки уменьшена на величину до 0,7 толщины остальной ее части. Изобретение относится к литейному производству и предназначено для непрерывного,непрерывно-циклического и циклического литья металлов и сплавов. Известен кристаллизатор, содержащий рубашку, корпус с фланцами и экраном, подводящим и отводящим патрубками 1. В данной конструкции подвод охладителя осуществляется через верхний коллектор и кольцевую щель между экраном и верхним фланцем. 12444 1 2009.10.30 Охлаждение рубашки происходит при вынужденном движении охладителя в кольцевом канале между рубашкой и экраном параллельно оси слитка. Основными недостатками такой конструкции являются недостаточные интенсивность и равномерность охлаждения рубашки кристаллизатора, что приводит к уменьшению производительности и стабильности процесса литья. Известен кристаллизатор, включающий рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 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 вследствие того, что отверстия в экране расположены равномерно по его поверхности, что не обеспечивает основной теплосъем в верхней части рубашки со стороны подачи жидкого металла. Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение охлаждающей способности кристаллизатора. Технический результат заключается в повышении производительности процесса литья слитков. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом кристаллизаторе для непрерывного литья, включающем рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками,нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с установленным на расстоянии от 7 до 40 мм от рубашки экраном, в котором выполнены отверстия диаметром от 3 до 20 мм,при этом по высоте и образующей экрана отверстия выполнены с шагом от 2 до 4 диаметров, причем в два раза чаще отверстия расположены в верхней части экрана, напротив которой толщина рубашки уменьшена на величину до 0,7 толщины остальной ее части. На фигуре представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора. Он состоит из рубашки 1, корпуса 2, нижнего фланца 3, верхнего фланца 4, соединенного с экраном 5, перегородки 6, подводящего 7 и отводящего 8 патрубков. В экране выполнены отверстия 9 диаметром от 3 до 20 мм, по высоте и образующей экрана с шагом от 2 до 4 диаметров. С целью увеличения охлаждающей способности кристаллизатора в верхней части экрана, напротив которой толщина рубашки уменьшена на величину до 0,7 толщины остальной ее части, отверстия расположены в два раза чаще. Если отверстия в экране расположены с шагом менее 2 диаметров, то уменьшается давление в верхнем коллекторе,что снижает интенсивность струйного охлаждения рубашки кристаллизатора. При выполнении отверстий с шагом более 4 диаметров на поверхности рубашки образуются зоны вне действия струйного механизма охлаждения. Это также снижает эффективность охлаждения рубашки кристаллизатора. Если толщина рубашки уменьшена в верхней части глубиной более 0,4 толщины рубашки, то в ней будут увеличиваться термические напряжения, что приведет к короблению рубашки и нарушению стабильности процесса литья. Если в верхней части рубашки ее толщина будет уменьшена более чем на 0,7 толщины рубашки, то это будет увеличивать ее температуру и уменьшать механическую прочность верхней части рубашки, что также приведет к нарушению стабильности процесса литья. Охлаждение рубашки 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. Поскольку в верхней части рубашки глубиной до 0,4 высоты рубашки ее толщина уменьшена на величину до 0,7 толщины рубашки,а отверстия в верхней части экрана расположены в 2 раза чаще, чем в остальной его части,то это повышает охлаждающую способность кристаллизатора и увеличивает производительность процесса литья слитков. 2 12444 1 2009.10.30 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 в верхней части - 10 мм, а в остальной - 20 мм. В верхней части рубашки глубиной 60 мм толщина рубашки была уменьшена на 5 мм. Экран был установлен на расстоянии 12 мм от непроточенной поверхности рубашки. По сравнению с литьем в кристаллизатор с равностенной рубашкой и равномерным расположением отверстий в экране, при прочих равных условиях, уменьшенная толщина рубашки в верхней ее части и повышенная в 2 раза частота отверстий в верхней части экрана позволили повысить производительность процесса литья силумина АК 12 в среднем в 1,6 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3