Кристаллизатор с высокой производительностью 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 высокой производительностью литья, включающий рубашку, корпус с перегородкой, подводящим и отводящим патрубками, нижними и верхними фланцами, экран, 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 740 мм от рубашки, отличающийся тем, что концы экрана выполнены с изгибом и соединены с корпусом верхней и нижней перегородками, в корпусе дополнительно установлен отводящий патрубок, а отверстия в экране выше и ниже его середины выполнены наклонно в направлениях верха и низа кристаллизатора под углами 85-45 к его оси. 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. 36652007.06.30 В данной конструкции 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 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 струйному охлаждению подвергается не вся поверхность рубашки, а только ее часть выше перегородки. Кроме этого, струи охлаждения из соседних, ортогонально расположенных к поверхности рубашки отверстий в экране, отразившись от поверхности охлаждения, сталкиваются между собой, отрываются от нее и создают сильнозавихренные кольцевые области. Это приводит к образованию на поверхности рубашки кристаллизатора множества локальных зон с более низкой эффективностью охлаждения. Все это снижает производительность процесса литья. 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 высокой производительностью литья, включающем рубашку, корпус с перегородкой, подводящим и отводящим патрубками, нижний и верхний фланцы, экран, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 3-20 мм с шагом по высоте и образующей(периметру) 1,5-3 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашки, концы экрана выполнены с изгибом и соединены с корпусом верхней и нижней перегородками, в корпусе дополнительно установлен отводящий патрубок, а отверстия в экране выше и ниже его середины выполнены наклонно в направлениях верха и низа кристаллизатора под углами 85-45 к его оси. На фигуре представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора. Он состоит из рубашки 1, корпуса 2 с подводящим 3, верхним отводящим 4 и нижним отводящим 5 патрубками, верхнего 6 и нижнего 7 фланцев, экрана 8, соединенного с корпусом верхней 9 и нижней 10 перегородками. При охлаждении рубашки кристаллизатора струями охладителя под углами более 85 увеличивается гидравлическое сопротивление потоку охладителя. При охлаждении рубашки кристаллизатора струями охладителя под углами менее 45 уменьшается охлаждающая способность кристаллизатора вследствие преобладания составляющей потока охладителя, параллельного поверхности охлаждения. Охлаждение рубашки и работа кристаллизатора осуществляются следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает во входной коллектор и далее равномерно, с одинаковой скоростью продавливается в виде затопленных струй через отверстия в экране выше и ниже его середины в направлениях верха и низа кристаллизатора под углами 85-45 к его оси. При этом струями охладителя охлаждается вся поверхность рубашки. Кроме этого, отраженные от поверхности охлаждения струи встречно не взаимодействуют друг с другом, не создают локальных сильнозавихренных циркуляционных зон и этим самым уменьшают гидравлическое сопротивление потку и увеличивают охлаждающую способность кристаллизатора. Все это повышает производительность непрерывного литья слитков. 2 36652007.06.30 Пример Изготовлен кристаллизатор, состоящий из стальных рубашки с внутренним диаметром 60 мм, толщиной стенки 10 мм и выстой 200 мм, корпуса с подводящим и двумя отводящими патрубками, верхнего и нижнего фланцев, экрана с изогнутыми краями, соединенными с корпусом верхней и нижней перегородками. В экране выше и ниже его середины наклонно в направлениях верха и низа кристаллизатора под углами 85-45 к его оси выполнены отверстия диаметром 4 мм с шагом по высоте и периметру 10 мм. Экран был установлен на расстоянии 12 мм от рубашки. По сравнению с литьем в кристаллизатор, со струйной системой охлаждения и одной перегородкой, выше которой на длине 140 мм расположены отверстия в экране, при прочих равных условиях, литье силумина АК 12 в опытный кристаллизатор с двумя перегородками и наклонными отверстиями в экране позволило увеличить производительность процесса литья в среднем в 1,5 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3