Кристаллизатор для непрерывного литья слитков

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(54) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт техно логии металлов НАН Беларуси(72) Авторы СтеЦенко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич Радько Сергей Леонидович (ВУ)(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов НАН Беларуси (ВУ)Кристаллизатор для непрерывного литья слитков, включающий рубашку, корпус с верхним и нижним фланцами и экраном, подводящим и отводящим патрубками, отличающийся тем, что верхний фланец со сторонь 1 подвода охладителя соединен с экраном,на поверхности которого вь 1 полнень 1 отверстия диаметром 3-20 мм с щагом по вь 1 соте и образующей 1,5-3 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 7-40 мм от рубащки.Полезная модель относится К металлургии, КонКретно К непрерывной разливКе металлов И сплавов.Известен Кристаллизатор с регулируемым охлаждением 1, в Котором с целью увеличения производительности процесса литья регулируется интенсивность отвода тепла от поверхности затвердевающей отливКи путем уменьшения толщины стенКи гильзы. Такая КонструКция, при относительно небольшой интенсивности потоКа охладителя, увеличивает неравномерность охлаждения гильзы, что приведет К ее Короблению и нарушению стабильности процесса литья.Известен Кристаллизатор для непрерывного литья слитКов, содержащий рубашКу, Корпус с фланцами и эКраном, подводящим и отводящим патрубКами 2. 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. Отвод охладителя осуществляется через Кольцевую щель между эКраном и нижним фланцем, далее - через нижний КоллеКтор.Главными недостатКами таКой КонструКции являются недостаточная интенсивность и равномерность охлаждения рубашКи Кристаллизатора. Неравномерность охлаждения рубашКи возниКает вследствие того, что потоК охладителя, входящий в Кольцевой Канал, не может мгновенно стабилизировать сКорость КаК по веКтору, таК и по профилю, а таКже по толщине ламинарного пограничного слоя. Ламинарный пограничный слой лимитирует охлаждающую способность Кристаллизатора, посКольКу в пристеночном слое рубашКи облегчается образование пузырьКов пара и паровой пленКи. Этому способствует снижение гидростатичесКого радиального давления при продольном движении охладителя в Кольцевом Канале. Основная начальная КорКообразующая часть рубашКи будет иметь наибольшую неравномерность и наименьшую интенсивность охлаждения. Это снижает производительность и стабильность процесса литья.ТехничесКой задачей, на решение Которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение производительности и стабильности процесса непрерывного литья слитКов.Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом Кристаллизаторе непрерывного литья слитКов, вКлючающем рубашКу, Корпус с верхним и нижним фланцами и эКраном,подводящим и отводящим патрубКами, верхний фланец со стороны подвода охладителя соединен с эКраном, на поверхности Которого выполнены отверстия диаметром 3-20 мм с шагом по высоте и образующей 1,5-3 диаметра отверстия, а эКран установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашКи.На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого Кристаллизатора. Он состоит из рубашКи 1, Корпуса 2 с верхним 3 и нижним 4 фланцами, эКрана 5, перегородКи 6,подводящего 7 и отводящего 8 патрубКов. В эКране со стороны подвода охладителя равномерно по всей поверхности выполнены отверстия диаметром 3-20 мм с шагом по вь 1 соте и образующей 1,5-3 диаметра отверстия, а эКран установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашКи. Для создания большего избыточного давления в верхнем КоллеКторе эКран соединен с верхним фланцем. Между нижним фланцем и эКраном остается Кольцевая щель,Которая совместно с шириной Кольцевого Канала регулирует интенсивность охлаждения нижней части рубашКи Кристаллизатора. Диаметр отверстий менее 3 мм существенно увеличивает гидравличесКое сопротивление системы охлаждения Кристаллизатора. При диаметре отверстий более 20 мм эффеКтивность ударного действия затопленных струй охладителя существенно снижается и возрастает неравномерность охлаждения рубашКи Кристаллизатора. При выполнении отверстий с шагом по высоте и образующей менее 1,5 диаметра отверстия при прочих равных условиях уменьшается давление в верхнем КоллеКторе, что приводит К снижению эффеКтивности охлаждающей способности Кристаллизатора. Если отверстия в эКране выполнены по высоте и образующей с шагом более 3 диаметров отверстия, то это приводит К тому, что на поверхности рубашКи образуются зоны вне действияударно-струйного эффекта охлаждения охладителем. Это также снижает эффективность охлаждающей способности рубашки и увеличивает неравномерность ее охлаждения. При установке экрана со стороны подвода охладителя на расстоянии менее 7 мм эффективность ударно-струйного действия охладителя будет снижаться из-за тормозящего действия струй, отраженных от поверхности рубашки. При относительно небольшой (менее 7 мм) ширине кольцевого канала входящий поток охладителя более будет идти вдоль рубашки,чем ударять в ее охлаждающую поверхность. При установке экрана со стороны подвода охладителя на расстоянии более 40 мм эффективность ударно-струйного действия охладителя будет также снижаться из-за тормозящего действия толщиной (более 40 мм) потока в кольцевом канале между экраном и рубашкой. Ее охлаждение осуществляется следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка 7 тангенциально поступает в верхний коллектор и далее равномерно с одинаковой скоростью продавливается в виде затопленных струй через отверстия в экране. Струи охладителя ударяют о наружную поверхность рубашки. При этом существенно возрастает турбулентность потока охладителя и значительно уменьшается толщина ламинарного пограничного слоя вблизи стенки рубашки. Здесь также увеличивается радиальное гидростатическое давление охладителя. Все это повь 1 шает охлаждающую способность кристаллизатора и равномерность кристаллизации слитка.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.