Кристаллизатор для непрерывного литья слитков

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Марукович Евгений Игнатьевич Стеценко Владимир Юзефович Земцов Валерий Александрович Саченко Юрий Викторович Чудаков Сергей Романович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Кристаллизатор для непрерывного литья слитков, включающий корпус с верхним и нижним фланцами, подводящим и отводящим патрубками, рубашку и экран, в котором выполнены отверстия диаметром 3-20 мм с шагом по высоте и образующей 1,5-3 диаметра отверстия, который установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашки и соединен с верхним фланцем со стороны охладителя, отличающийся тем, что рубашка выполнена из материала с высокой теплопроводностью, например из меди, является съемной и соединена с корпусом с помощью прижимной фланец-плиты. 36592007.06.30 Полезная модель относиться к металлургии, конкретно к непрерывной разливке металлов и сплавов. Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков, содержащий рубашку, корпус с фланцами и экраном, подводящим и отводящим патрубками 1. Подвод охладителя осуществляется через верхний коллектор и кольцевую щель между экраном и верхним фланцем. Охлаждение рубашки происходит при вынужденном движении охладителя 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 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. Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков 2, в котором с целью повышения производительности и стабильности процесса непрерывного литья слитков была выполнена стальная конструкция кристаллизатора, включающего в себя рубашку, корпус с верхним и нижним фланцами и экраном, подводящими и отводящими 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. Главными недостатками такой конструкции являются низкая теплопроводность материала рубашки (сталь), ограниченный срок службы кристаллизатора, т.к. при изнашивании рубашки необходимо менять полностью кристаллизатор. Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель,является повышение производительности и стабильности процесса непрерывного литья слитков, а также экономия материальных и трудовых затрат в связи с увеличением срока службы кристаллизатора. Поставленная задача достигается тем, что в кристаллизаторе для непрерывного литья слитков, включающем корпус с верхним и нижним фланцами, подводящим и отводящим патрубками, рубашку и экран, в котором выполнены отверстия диаметром 3-20 мм с шагом по высоте и образующей 1,5-3 диаметра отверстий, который установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашки и соединен с верхним фланцем со стороны подвода охладителя,рубашка выполнена из материала с высокой теплопроводностью, например из меди, является съемной и соединена с корпусом с помощью прижимной фланец-плиты. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора. Он состоит из съемной медной рубашки 1 корпуса, состоящего из наружного экрана 2 с нижним 3 и верхним 4 фланцами, экрана 5, перегородки 6, подводящего 7 и отводящего 8 патрубков прижимной фланц-плиты кристаллизатора 9 поджимного фланца 10 уплотнительных прокладок 11 и 12. В экране со стороны подвода охладителя равномерно по всей поверхности 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 медной рубашки. Ее охлаждение осуществляется следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка 7 тангенциально поступает в верхний коллектор и далее равномерно с одинаковой скоростью продавливается в виде заполненных струй через отверстия в экране. Струи охладителя ударяют о наружную поверхность медной рубашки. При этом существенно возрастает турбулентность потока охладителя и значительно уменьшается толщина лами 2 36592007.06.30 нарного пограничного слоя вблизи стенки рубашки. Здесь также увеличивается радиальное гидростатическое давление охладителя. Используя медную рубашку, увеличиваем на порядок по сравнению со стальной ее теплопроводность (сталь 50 Вт/(мК) медь 384 Вт/(мК. Все это повышает равномерность кристаллизации слитка и охлаждающую способность кристаллизатора. Разборный кристаллизатор дает возможность ремонта отдельных его частей, не меняя кристаллизатор целиком. Пример конкретного выполнения. Был изготовлен кристаллизатор для литья прутков из бронзы БрО 3 Ц 7 С 5 Н 1 диаметром 32 мм. Рубашка длинной 180 мм была выполнена из меди. Экран установлен от рубашки на расстоянии 15 мм, в котором были выполнены отверстия диаметром 5 мм с шагом по высоте и образующей 15 мм. Производительность кристаллизатора с медной рубашкой оказалась на 30 больше,чем со стальной рубашкой. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3