Кристаллизатор для установок непрерывного литья

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов НАН Беларуси(72) Авторы Галагаев Сергей Викторович Бодяко Александр Михайлович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов НАН Беларуси(57) Кристаллизатор для установок непрерывного литья, включающий корпус с верхним и нижним фланцами, подводящий и отводящий патрубки, кожух, гильзу и перегородку, отличающийся тем, что перегородка выполнена в виде поршня, имеющего уплотнения по наружному и внутреннему диаметрам и регулируемые упоры на торцевых поверхностях, а внутренняя поверхность кожуха со стороны торцов на длине, равной 0,020,1 его высоты, выполнена конусной. 26112006.04.30 Предлагаемое техническое решение относится к непрерывному литью слитков, а именно к литью слитков круглого поперечного сечения, и может найти применение при вертикальном и горизонтальном литье черных и цветных металлов и сплавов. Известны кристаллизаторы для непрерывного литья слитков, включающие корпус с фланцами, подводящий и отводящий каналы, кожух с перегородкой и гильзу 1. Недостатком указанных кристаллизаторов является жесткое закрепление перегородки между корпусом и кожухом, что не позволяет применить их при литье слитка другого диаметра. Кроме того, такая конструкция трудно поддается ремонту и модернизации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является кристаллизатор по 2. Указанный кристаллизатор включает корпус, гильзу и установленный в пространстве между ними, с зазором относительно гильзы, кожух, фланец которого, служащий перегородкой, имеет уплотнение по наружной поверхности, контактирующей с корпусом. Недостатком этого кристаллизатора является то, что при переходе на литье слитка другого диаметра в данном кристаллизаторе требуется замена не только гильзы, но и кожуха с перегородкой. Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель,является упрощение конструкции кристаллизатора и обеспечение возможности использования одного корпуса (т.е. основной несущей конструкции кристаллизатора) для литья слитков разных диаметров, снижение материалоемкости сменных элементов, возможность их изготовления из неметаллических материалов, удешевление технологической оснастки,что особенно важно при мелкосерийном производстве и широкой номенклатуре заготовок, а получаемый технический результат заключается в унификации технологической оснастки, снижении ее стоимости, упрощении переналадки технологического оборудования и на этой основе повышении производительности труда. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом кристаллизаторе, включающем корпус с верхним и нижним фланцами, подводящий и отводящий патрубки, кожух,гильзу и перегородку, последняя выполнена в виде поршня, имеющего уплотнения по наружному и внутреннему диаметрам и регулируемые упоры на торцевых поверхностях, а внутренняя поверхность кожуха со стороны торцов на длине, равной 0,020,1 его высоты, выполнена конусной. На фигуре представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора. Он состоит из корпуса 1 с верхним 2 и нижним 3 фланцами, подводящим 4 и отводящим 5 патрубками, перегородки 6 с упорами 7, кожуха 8 и гильзы 9. На торцевых поверхностях перегородки, на равных расстояниях друг от друга размещены регулируемые по высоте упоры (не менее трех с каждой стороны). Они служат для регулирования положения перегородки по высоте корпуса при сборке и обеспечения ее неподвижности в процессе работы. Пространства между перегородкой, нижним и верхним фланцем корпуса образуют соответственно подводящую 10 и отводящую 11 полости. Между торцами кожуха, а также верхним и нижним фланцем имеются кольцевые щели для подвода 12 и отвода 13 охладителя в камеру охлаждения 14, образуемую пространством между наружной поверхностью гильзы и внутренней поверхностью кожуха. За счет изменения толщины стенки сменного кожуха задается требуемая величина проходного сечения этой камеры при переходе на литье слитка другого диаметра. Для снижения гидравлического сопротивления на входе и выходе из камеры охлаждения, при изменении направления течения потока охладителя на 90, на внутренней поверхности сменного кожуха со стороны его торцов на длине, равной 0,020,1 его высоты, выполнены конусные расточки 15. Если длина конусной части меньше 0,02 высоты кожуха, то гидравлическое сопротивление в месте сопряжения камеры охлаждения с кольцевой щелью снижается незначительно и не позволяет обеспечить высокой скорости движения охлаждающей жидкости в полости камеры охлаждения. Если эта длина больше 0,1 высоты кожуха, то эффективность охлаждения гильзы снижается в результате появления участков, где скорость потока охладителя ниже, чем в основной части камеры охлаждения. 2 26112006.04.30 Кристаллизатор работает следующим образом. При переходе на новый размер слитка снимается верхний фланец 2 и из кристаллизатора извлекаются гильза 9, кожух 8 и перегородка 6. Регулируемыми упорами по торцам перегородки задают новое положение ее в кристаллизаторе, что определяет объем подводящей и отводящей полостей. Затем кожух вместе с перегородкой устанавливают в корпус кристаллизатора. Устанавливают гильзу и верхний фланец, собирают кристаллизатор и подключают его к системе охлаждения. Охлаждающая жидкость из подводящего патрубка 4 поступает в подводящую полость 10 тангенциально наружной поверхности кожуха. При движении в подводящей полости скорость потока снижается и выравнивается расход охлаждающей жидкости по периметру кожуха. Затем через кольцевую щель 12 между нижним фланцем и торцом кожуха охлаждающая жидкость попадает в кольцевую камеру охлаждения и взаимодействует с наружной поверхностью гильзы, охлаждая ее. Пример реализации заявляемого устройства. Изготовлен кристаллизатор в соответствии с фигурой, две гильзы с внутренним диаметром 108 мм и 132 мм, соответствующие сменные кожухи из пластмассы с толщиной стенки 20 мм и 7 мм и длиной 260 мм. При литье слитка диаметром 108 мм перегородку установили на расстоянии 100 мм от нижнего фланца. Разливка прошла успешно, отлили 32 маслотных заготовок для уплотнительных колец 100 мм. При переходе на литье заготовок диаметром 132 мм заменили гильзу и сменный кожух, что обеспечило увеличение ширины камеры охлаждения на 1 мм. При сборке кристаллизатора перегородку установили на высоте 140 мм от нижнего фланца, в результате объем подводящей камеры увеличился пропорционально увеличению проходного сечения камеры охлаждения. Проведенная заливка показала, что процесс литья проходил стабильно, отлито 24 маслотных заготовок для уплотнительных колец 125 мм. После разливки коробления рабочей втулки не выявлено. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3