Кристаллизатор для непрерывных литья и разливки металлов и сплавов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ЛИТЬЯ И РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ(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 для непрерывных литья и разливки металлов и сплавов, включающий рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном и установленным на расстоянии 7-40 мм от рубашки, в котором выполнены отверстия диаметром 3-20 мм, отличающийся тем, что экран имеет толщину 5-20 мм, а отверстия выполнены в виде расширяющегося к рубашке конуса с углом 20-60 и шагом по высоте и образующей экрана 6-80 мм. 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 36662007.06.30 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 является относительно невысокие интенсивность и равномерность охлаждения рубашки кристаллизатора. Известен кристаллизатор для непрерывного литья слитков, включающий рубашку,корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним и верхним фланцем, соединенным с экраном, 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 2. Охлаждение рубашки кристаллизатора происходит концентрированными затопленными струями охладителя из отверстий в экране. Главным недостатком такой конструкции является недостаточная интенсивность охлаждения рубашки кристаллизатора, вследствие того, что отверстия в экране обеспечивают наиболее сильное охлаждение рубашки на участке ее наружной поверхности равной общей площади отверстий. Остальные участки рубашки охлаждаются с значительно меньшей интенсивностью. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является повышение интенсивности охлаждения кристаллизатора. Технический результат заключается в повышении производительности непрерывного литья слитков. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом кристаллизаторе для непрерывных литья и разливки металлов и сплавов, включающем рубашку, корпус с подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, установленным на расстоянии 7-40 мм от рубашки, в котором выполнены отверстия диаметром 3-20 мм, экран имеет толщину 5-20 мм, а отверстия выполнены в виде расширяющегося к рубашке конуса с углом 20-60 и шагом по высоте и образующей (периметру) экрана 6-80 мм. На чертеже 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. Экран имеет толщину 5-20 мм, в котором выполнены отверстия в виде расширяющегося к рубашке конуса с шагом по высоте и образующей (периметру) экрана 6-80 мм. При толщине экрана менее 5 мм струя охладителя выходит из отверстия в виде цилиндра, что снижает эффективность охлаждения рубашки кристаллизатора. При толщине экрана более 20 мм возникают большие технические трудности с изготовлением конических отверстий. Если угол расхождения конуса менее 20, то на рубашке появляются и расширяются зоны вне действия струи охладителя, что уменьшает интенсивность охлаждения кристаллизатора. При выполнении отверстий с конусом более 60 значительно увеличивается перекрытие конических струй,что ослабляет их охлаждающее действие на рубашку кристаллизатора. При выполнении отверстий с шагом менее 6 мм уменьшается давление в верхнем коллекторе, что снижает интенсивность рубашки кристаллизатора. Если отверстия в экране расположены с шагом более 80 мм, то появляются и увеличиваются зоны вне действия конической струи охладителя, что снижает интенсивность охлаждения рубашки и уменьшает производительность кристаллизатора. Охлаждение рубашки и работа кристаллизатора осуществляются следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает в верхний коллектор и далее с одинаковой скоростью продавливается через расширяющиеся конические отверстия в экране. Конус отверстий подбирается таким образом, чтобы расширяющиеся струи из соседних отверстий касались либо немного перекрывали друг друга. Благодаря этому,увеличивается площадь наиболее интенсивного воздействия струи охладителя на рубашку кристаллизатора. Это повышает его охлаждающую способность и увеличивает производительность непрерывного литья слитков. 2 36662007.06.30 Пример. Изготовлен кристаллизатор, состоящий из стальных рубашки с внутренним диаметром 60 мм, толщиной стенки 10 мм и выстой 200 мм, корпуса с подводящим и отводящим патрубками, верхним фланцем и нижним фланцем, с экраном, перегородки. В составном экране толщиной 10 мм были выполнены расширяющиеся конические отверстия диаметром 4 мм с углом 30 и шагом по высоте и образующей (периметру) 15 мм. Экран был установлен на расстоянии 15 мм от рубашки. По сравнению с литьем в кристаллизатор с цилиндрическими отверстиями в экране, при прочих равных условиях, конические отверстия в экране позволили повысить производительность процесса литья силумина АК 12 в среднем в 1,5 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3