Кристаллизатор для горизонтального литья структурно-высокодисперсного чушкового слитка

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ СТРУКТУРНО-ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО ЧУШКОВОГО СЛИТКА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Марукович Евгений Игнатьевич Стеценко Владимир Юзефович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Кристаллизатор для горизонтального литья структурно-высокодисперсного чушкового слитка, содержащий корпус с верхним и нижним фланцами и отводящим патрубком, подводящий патрубок, перегородку, рубашку и установленный на расстоянии от 7 до 40 мм от рубашки экран, в котором выполнены отверстия, диаметр каждого из которых составляет от 3 до 20 мм, с шагом от 1,5 до 3 диаметров отверстия, отличающийся тем, что корпус содержит дополнительный отводящий патрубок, а подводящий патрубок установлен в нижнем фланце рубашка выполнена в виде изложницы глубиной более 20 мм, открытой со стороны вытягивания слитка корпус соединен с экраном, причем каждое отверстие в экране расположено под углом от 45 до 90 к донной поверхности изложницы перегородка соединена с экраном и отстоит от боковой поверхности изложницы и верхнего фланца на расстоянии от 2 до 10 мм. 14276 1 2011.04.30 Изобретение относится к литейному производству и предназначено для непрерывного,непрерывно-циклического и циклического литья чушковых слитков. Известен кристаллизатор, содержащий рубашку, корпус с фланцами и экраном, подводящий и отводящий патрубки 1. В данной конструкции 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 не позволяет получать структурно-высокодисперсные слитки. Известен кристаллизатор, включающий рубашку, корпус с отводящим патрубком,верхним и нижним фланцами, подводящий патрубок, перегородку, экран, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 320 мм с шагом 1,53 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 740 мм от рубашки 2. При горизонтальном литье сплавов такая конструкция кристаллизатора требует больших затрат на получение слитков вследствие применения металлоприемника, металлопровода и соединительного стакана. Они уменьшают стабильность процесса литья. Все это увеличивает стоимость структурновысокодисперсных слитков и снижает производительность процесса литья. Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение затрат на горизонтальное литье структурно-высокодисперсных чушковых слитков и повышение стабильности процесса литья. Технический результат заключается в уменьшении стоимости структурно-высокодисперсных чушковых слитков и увеличении производительности процесса литья. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом кристаллизаторе для горизонтального литья структурно-высокодисперсного чушкового слитка, содержащем рубашку,корпус с верхним и нижним фланцами и отводящим патрубком, подводящий патрубок,перегородку, рубашку и установленный на расстоянии от 7 до 40 мм от рубашки экран, в котором выполнены отверстия, диаметр каждого из которых составляет от 3 до 20 мм, с шагом от 1,5 до 3 диаметров отверстия, при этом корпус содержит дополнительный отводящий патрубок, а подводящий патрубок установлен в нижнем фланце рубашка выполнена в виде изложницы глубиной более 20 мм, открытой со стороны вытягивания слитка корпус соединен с экраном, причем каждое отверстие в экране расположено под углом от 45 до 90 к донной поверхности изложницы перегородка соединена с экраном и отстоит от боковой поверхности изложницы и верхнего фланца на расстоянии от 2 до 10 мм. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора (фиг. 1) и его вид сверху (фиг. 2). Кристаллизатор состоит из изложницы 1, открытой со стороны вытягивания слитка, корпуса 2 с двумя отводящими патрубками 3, верхнего фланца 4,нижнего фланца 5 с подводящим патрубком 6, экрана 7 с отверстиями 8, перегородки 9. Охладитель подается в входной коллектор 10, а отводится в выходной коллектор 11. Если глубина изложницы менее 20 мм, то получаются не чушковые слитки, а пластины, штрипсы либо прутки. Если отверстия в экране выполнены слева и справа от плоскости симметрии кристаллизатора под углами менее 45 к донной поверхности изложницы,то уменьшается его охлаждающая способность вследствие преобладания составляющей потока охладителя параллельно поверхности охлаждения. При установке перегородки от боковой поверхности изложницы и верхнего фланца на расстоянии менее 2 мм существенно увеличивается гидродинамическое сопротивление потоку охладителя. Если перегородка расположена от боковой поверхности изложницы и верхнего фланца на расстоянии более чем 10 мм, то снижается эффективность охлаждения изложницы. Работа кристаллизатора осуществляется следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка попадает во входной коллектор, далее продавливается через отверстия в экране и в виде затопленных струй интенсивно охлаждает донную часть изложницы. Затем охладитель движется в щели между перегородкой и изложницей, охлаждая ее боковые части. Далее охладитель попадает в отводящий коллектор и уходит в отводящие патрубки. 2 14276 1 2011.04.30 Подача расплава в кристаллизатор и извлечение из него слитка могут осуществляться в непрерывном и (или) циклическом режимах. Для осуществления процесса литья в данный кристаллизатор не требуется применения металлоприемника, металлопровода и соединительного стакана. Это уменьшает затраты на горизонтальное литье структурновысокодисперсных чушковых слитков и повышает стабильность процесса литья. В результате уменьшается стоимость структурно-высокодисперсных чушковых слитков. Пример. Изготовлен кристаллизатор, состоящий из стальной изложницы глубиной 70 мм, шириной внутренней части 60 мм и толщиной стенки 12 мм, стального корпуса с двумя отводящими патрубками, стальным верхним фланцем и нижним фланцем с подводящим патрубком, экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 4 мм с шагом 10 мм, перегородки, отстоящей от боковой поверхности изложницы и верхнего фланца на 5 мм. Отверстия в экране располагались слева и справа от плоскости симметрии кристаллизатора под углом 75 к поверхности кожуха. При этом экран находился на расстоянии 11 мм от изложницы. Данный кристаллизатор обеспечивал стабильное получение структурно-высокодисперсных силуминовых чушковых слитков из сплава АК 12. Их себестоимость была на 14 ниже, чем для аналогичных слитков при горизонтальном литье в кристаллизатор с затоплено-струйной системой охлаждения. При этом производительность процесса литья увеличилась на 36 . Источники информации 1. А.с. СССР 725790, МПК 22 11/12 // БИ. -13. - 1980. 2. Патент 1959 , МПК 722 11/00, 2005. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3