Кристаллизатор с повышенной скоростью литья

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(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 с повышенной скоростью литья, 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, а экран установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашки, отличающийся тем, что отверстия выполнены с шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстий и расположены в верхней части экрана в 2 раза чаще, чем в остальной его части, и в верхней части охлаждаемой поверхности рубашки выполнена кольцевая проточка на глубину до 0,4 высоты рубашки и шириной до 0,7 толщины рубашки. Полезная модель относится к металлургии и предназначена для непрерывных разливки и литья металлов и сплавов. Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков, содержащий рубашку, корпус с фланцами и экраном, подводящим и отводящим патрубками 1. В данной конструкции подвод охладителя осуществляется через верхний коллектор и кольцевую щель 36642007.06.30 между экраном и верхним фланцем. Охлаждение рубашки происходит при вынужденном движении охладителя в кольцевом канале между рубашкой и экраном параллельно оси слитка. Основным недостатком такой конструкции являются недостаточные интенсивность и равномерность охлаждения рубашки кристаллизатора, что приводит к уменьшению производительности и стабильности процесса литья. Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков, включающий рубашку,корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем,соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 320 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 направлена заявляемая полезная модель,является повышение охлаждающей способности кристаллизатора. Технический результат заключается в повышении производительности непрерывного литья слитков. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом кристаллизаторе с повышенной скоростью литья, включающем рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 3-20 мм, а экран установлен на расстоянии 740 мм от рубашки, отверстия выполнены с шагом по высоте и образующей (периметру) 24 диаметра отверстий и расположены в верхней части экрана в 2 раза чаще, чем в остальной его части, а в верхней части охлаждаемой поверхности рубашки выполнена кольцевая проточка на глубину до 0,4 высоты рубашки и шириной до 0,7 толщины рубашки. 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. На поверхности экрана выполнены отверстия 9 диаметром 3-20 мм с шагами по высоте и образующей (периметру) 2-4 диаметра отверстия. Причем отверстия расположены в верхней части экрана на его глубине до 0,4 высоты рубашки по высоте и образующей (периметру) экрана в 2 раза чаще, чем в остальной его части. С целью увеличения охлаждающей способности кристаллизатора в верхней части охлаждаемой поверхности рубашки на глубину до 0,4 высоты рубашки выполняется кольцевая проточка 10 шириной до 0,7 толщины рубашки. Если отверстия в экране расположены с шагом менее 2-х диаметров, то уменьшается давление в верхнем коллекторе, что снижает интенсивность струйного охлаждения рубашки кристаллизатора. При выполнении отверстий с шагом более 4-х диаметров на поверхности рубашки образуются зоны вне действия струйного механизма охлаждения. Это также снижает эффективность охлаждения рубашки кристаллизатора. При глубине кольцевой проточки более 0,4 высоты рубашки в ней будут увеличиваться термические напряжения,что приведет к короблению рубашки и нарушению стабильности процесса литья. Кольцевая проточка шириной более 0,7 толщины рубашки будет увеличивать ее температуру и уменьшать механическую прочность верхней части рубашки, что также приводит к нарушению стабильности процесса литья. Охлаждение рубашки и работа кристаллизатора осуществляются следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает в верхний коллектор и далее с одинаковой скоростью продавливается в виде затопленных струй через отверстия в экране. Поскольку в верхней части экрана на его глубину до 0,4 высоты рубашки отверстия расположены в 2 раза чаще по высоте и периметру экрана, а в рубашке выполнена 2 36642007.06.30 кольцевая проточка на такую же глубину шириной до 0,7 толщины рубашки, то это значительно повысит охлаждающую способность кристаллизатора и увеличит производительность непрерывного литья слитков. 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, на глубину 0,3 высоты рубашки, - 10 мм в остальной части - 20 мм. В верхней водоохлаждаемой ее части на глубину 0,3 высоты рубашки была выполнена кольцевая проточка шириной 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, кольцевая проточка в верхней части рубашки 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