Кристаллизатор для непрерывного литья металлов и сплавов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ 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 непрерывного литья металлов и сплавов, 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 1,5-3 диаметра отверстия, отличающийся тем,что отверстия в экране выполнены наклонно вниз под углами 85-45 к поверхности рубашки, а экран установлен от нее на расстоянии 5-45 мм. Полезная модель относится к металлургии и предназначена для непрерывной 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 36712007.06.30 между экраном и верхним фланцем. Охлаждение рубашки происходит при вынужденном движении охладителя в кольцевом канале между рубашкой и экраном параллельно слитку. 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 и верхним фланцем, соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметрами 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 кристаллизатора происходит концентрированными затопленными струями охладителя из отверстий в экране перпендикулярно охлаждаемой поверхности. Главным недостатком такой конструкции является недостаточная интенсивность охлаждения рубашки кристаллизатора и относительно высокое гидравлическое сопротивление потоку охладителя. Его струи из соседних отверстий, отразившись от поверхности рубашки, сталкиваются между собой, отрываются от поверхности охлаждения и создают завихренные кольцевые области. Это приводит к образованию на поверхности рубашки кристаллизатора множества локальных зон с пониженной эффективностью охлаждения и увеличению гидравлического сопротивления потоку охладителя. 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 заявленном кристаллизаторе для непрерывного литья металлов и сплавов, 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 с шагом по высоте и образующей (периметру) 1,5-3 диаметра отверстия, отверстия в экране выполнены наклонно вниз под углом 45-85 к поверхности рубашки, а экран установлен от нее на расстоянии 545 мм. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора. Он состоит из рубашки 1, корпуса 2 с нижним фланцем 3 и верхнем фланцем 4, соединенным с экраном 5, перегородки 6, подводящего 7 и отводящего 8 патрубков. В экране со стороны подвода охладителя наклонно вниз под углами 45-85 к охлаждаемой поверхности рубашки выполнены отверстия 9 диаметром 3-20 мм с шагом по высоте и образующими (периметру) 1,5-3 диаметра отверстия. Экран установлен на расстоянии 5-45 мм от рубашки. 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 из-за преобладания составляющей потока охладителя, параллельного поверхности охлаждения. При установке экрана на расстояние менее 5 мм от рубашки эффективность струйного действия охладителя будет снижаться из-за возрастания тормозного действия струй, отраженных от поверхности рубашки. При установке экрана на расстояние более 45 мм от рубашки эффективность струйного действия охладителя также будет уменьшаться из-за тормозящего действия толщиной потока в кольцевом канале между экраном и рубашкой. Ее охлаждение и работа кристаллизатора осуществляются следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает в верхний коллектор и далее равномерно, с одинаковой скоростью продавливается в виде затопленных струй через отверстия в экране под углами 85-45 к поверхности рубашки. При этом отраженные от поверхности охлаждения струи встречно не взаимодействуют друг с другом, не создают локальных, сильнозавихренных зон и этим 2 36712007.06.30 самым уменьшают гидравлическое сопротивление потоку охладителя и увеличивают охлаждающую способность кристаллизатора. Все это повышает производительность непрерывного литья слитков. Пример Изготовлен кристаллизатор, состоящий из рубашки с внутренним диаметром 60 мм,толщиной стенки 10 мм и высотой 200 мм, корпуса с нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, перегородки, подводящего и отводящего патрубков. В экране наклонно вниз под углом 70 к поверхности рубашки 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 силумина АК 12 в кристаллизатор с перпендикулярноструйным охлаждением, при прочих равных условиях, литье в опытный кристаллизатор с наклонно-струйной системой охлаждения позволяет увеличить производительность процесса литья в среднем на 20 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3