Устройство для охлаждения кристаллизатора машины непрерывного литья металлов

Устройство для охлаждения кристаллизатора машины непрерывного литья металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

337

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту

220 11/04 (22) Заявлено 15.12.71 (21) 172553 (23) Приоритет 16.12.70 (32) А 1130 (31) Австрия (33)

Опубликовано 05.06.75. Бюллетень №

Государственный комитет

Совета Министров СССР

746.27

8.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 14.1 (72) Автор изобретения

Иностранец

Аугуст Маурер (Австрия) Иностранная фирма

«Ферайнигте Эстеррайхише Айзен унд Штальверке АГ» (ФРГ) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА

МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к непрерывному литью и, в частности, касается устройства для охлаждения кристаллнзатора.

Известно устройство, содержащее подводящий и отводящий трубопроводы охлаждающей воды, подсоединенные к напорному резервуару, связанному с водоприемником.

В известном устройстве используют очищенную воду, которая с температурой около

30 С,подается в кристаллизатор и при прохождении нагревается примерно на 6 С. При использовании крупногабаритных кристаллизаторов, применяемых при литье широких слябов, расход охлаждающей воды составляет от 120 до 1000 м /час.

Циркуляция таких больших количеств воды и открыпгой системе приводит к тому, что прн контакте с воздухом освобождается кислород, вызывающий коррозию элементов, омываемых охлаждающей водой. Кроме того, колебания температуры способствуют испарению воды, в результате чего повышается жесткость охлаждающей воды, так что в трубопроводах н на стенках охлаждающей системы кристаллизатора может образовываться нежелательная накипь. Это может- привести к преждевременному выходу из строя кристаллизатора, связанного с открытой циркуляционной системой водяного охлаждения, питаемого очищенной водой, в результате чего понижается производительность машины непрерывного литья.

Другой недостаток известного устройства состоит в том, что аварийный режим можно поддерживать только в течение относительно короткого промежутка времени. Поэтому для крупных слябовых кристаллизаторов должны быть предусмотрены напорные резервуары, имеющие очень большие размеры.

Целью изобретения является устранение этих недостатков.

Эта цель достигается тем, что напорный резервуар выполнен герметичным н снабжен

15 в своей верхней части камерой, заполненной инертным газом и соединенной сифонной трубой с .водоприемником, причем в напорный резервуар встроена дополнительная емкость, в которую входит отводящий трубопровод ох20 лаждающей воды, а на подводящем трубопроводе установлен теплообменннк.

На чертеже изображен стенд для циркуляции охладителя.

В охлаждающую рубашку медного кристал25 лизатора 1 по подводящему трубопроводу 2 поступает вода. Трубопровод 2 и отводящий трубопровод 3 присоединены к герметичному резервуару 4 для охлаждающей воды.

473337

С помощью насоса 5 нагретая охлаждающая вода нагнетается из резервуара 4 в теплоооменник 6 и там охлаждается. Подводящий 7 и отводящий 8 трубопроводы предназначены для охлаждающего агента. В качестве охлаждающего агента могут быть использованы сжатый воздух или вода. Регулирующий клапан 9 расхода связан с терморегулятором 10 импульсной линией 11. В свою очередь, терморегулятор 10 импульсной линией

12 соединен с подводящим трубопроводом

2 охлаждающей воды за теплообменником.

Изменяя подачу охлаждающего агента в теплообменник 6, можно устанавливать температуру охлаждающей воды, подводимой к кристаллизатору 1, на постоянную величину.

Расходомер 13 соединен импульсной линией

14 с измерительной диафрагмой 15. Расходомер 16 соединен импульсной линией 17 с регулировочным клапаном 18. Обратный клапан

19 открыт, пока работает насос 5. Прибор 20 для измерения температуры, для определения разности температуры охлаждающей воды на входе и выходе кристаллизатора соединен импульсной линией 21 с трубопроводами 2 и 3 охлаждающей воды.

Закрытый резервуар 4 для охлажда1ощей воды в большей своей части заполнен питающей водой, максимальный уровень которой ооозначен цифрой 22. Над ним находится напорная камера 23, которую для защиты кристаллизатора и трубопроводов от коррозии и для предотвра1цения образования накипи целесообразно наполнить инертным газом, например азотом, давление газа устанавливается на 0,3 — 0,4 атм, причем газ может поступать по трубопроводу 24 через запорный клапан 25. B подводящий трубопровод 26 для питающей воды встроены обратный клапан 27 и регулировочный клапан уровня 28.

Регулировочный клапан уровня 28 соединен импульсной линией 29 с регулятором ЗО уровня, расположенным на уровне 22. При нормальной эксплуатации в резервуаре 4 для охлаждающей воды находится около 10 м .

Этого количества достаточно, например, для охлаждения кристаллизатора с попсрсчш1м сечением 2000ЯЗОО мм и производительностью разливки около 1,5 т стали в минуту.

Устройства 31, 32 и 33 предупредительной сигнализации уровня расположены на уровнях 34, 35, 36 и поочередно вступают в действие, как только уровень воды и резервуаре 4 для охлаждающей воды понизится ниже ypov.— ня 22. Зону между уровнями 22 и 34 счита:от нормальной расширительной или буферной областью. Если уровень воды падает ипжс уровня 34, устройство 31 дает предупредительный сигнал и одновременно через трубопро вод 26 происходит пополнение резервуара ьч)дой.

При нормальной эксплуатации уровень 1юды не падает ниже уровня 34. Однако и аиарийных случаях или в аварийном реж11м1

ЗО

65 уровень охла>кдаюшсй воды может понижаться до уровня 35.

В этом случае устройствс) 32 даст сщс одну тревожную сигнализацию с целью прекрап1ения разливки. Ес tll уровень иоды понижается до уровня 36, то устройство 33 включает главную предупредительную сигнализацию.

Напорная камера 23 резервуара 4 охлаждающей воды связана с водоприемником 37 соединительным сифонным трубопроводом 38. причем этот трубопровод доходит -очти до днища водоприемника. Водоприемник 37 наполнен чистой и Iè питьевой водой до уровня

32: запасы воды в нем могут пополняться через подводящий трубопровод 39. Подводящий трубопровод имеет регулировочный клапан

40 уровня, который кинематически связан с поглавком 41 с помощью рычажного меха1пзма 42. Цифрой 43 обозначен вентиляцио1ьный трубопровод, имеющий клапан 44. Водопрнемник 37 может опорожняться через трубопровод 45, содержащий клапан 46. Вертикальный размер водоприемника 37 или находящейся в нем части соединительного трубопрово.)а 38 согласован с давлением газа в напорной камере 23 резервуара 4: в нормальном режиме это давление газа будет вытеснять водяной столб в соединительном трубопроводе 38 примерно до уровня 47, так что герметичность камеры 23 сохраняется даже при колебашгях давления, следовательно, питательная вода в резервуаре 4 для охлаждающей воды не может при этом вступать в контакт с воздухом.

Если в на:юрнои камере 23 образуется избыточное даилепис, например вследствие парообразования, то водяной столб в соединительном трубопроводе 38 вытесняется до уровня 48, так что пузырьки пара в водяном столбе иодопрпемника 37 поднимаются и кондепсируloTcH, при этом в напорной камере 23 не может возникнуть недопустимо высокое давление 11ара. Если наоборот, по каким-либо

:1рнчинам, Itа-.1рпмер в результате утечки в системс во )>1иого охлаждения и при одновремен1гом выходе 11з строя .1одачи воды в напорной камере 23 создастс 1 разряженис, то чистая

1tл1! tt1I г1 ct)ast ".,ода из вочоприемника 37 всасыв>)ется по трубопроводу 38 до тех пор, пока нс установится нормальный рабочий режим.

Объем свободного пространства в водяном .-1риемнике 37 меняется в результате колеба11ий у ровня.

В резервуар для охлаждающей воды встроена доно.шительная цилиндрическая емкость

50 относительно небольшого диаметра, которая на своем нижнем конце закрыта днищем

:)1, а на верхнем — открыта и сообщается с водой. Отводящий трубопровод 3 охлаждающей воды проходит внутри этой емкости 50 почти до днища 51. Вода, текущая назад из кристаллизатора 1 по отводящему трубопроводу 3 охлаждающей воды, не содержит пузырьков пара, образующихся на стенках кристаллизатора. Этн пузырьки пара конденси473337

60 руются при подъеме охлаждающей воды в водяном столбе, находящемся в емкости 50.

Лварийный подводящий трубопровод 52 для охлаждения 13оды присоединен в нижнем конце резервуара 4 охлаждающей воды, который в нормальном режиме содержит закрытый обратный клапан 53 и в результате соединения с подводящим трубопроводом 2 охлаждающей воды ведет к кристаллизатору 1.

Лварийный подводящий трубопровод 52 охлаждающей воды вступает в действие при перерыве в снабжении электроэнергией, т. е. во время простоя насоса 5, причем обратный клапан 19 автоматически закрывается, а обратный клапан 53 автоматически открывается.

54 — это содержащий клапан 55 сливной трубопровод резервуара 4 охлаждающей воды.

Резервуар 4 охлаждающей воды должен быть установлен над кристаллизатором 1 на такой высоте, чтобы разность отметок уровней между уровнем 56, определяемым выходом охлаждающей воды, и уровнем 57, определяемым входом охлаждающей воды в крпсталлизатор

1, составляла по меньшей мере 5 м для того, чтобы в аварийных случаях обеспечить работоспособность устройства и естественную циркуляцию охлаждающей воды.

При нормальной эксплуатации между резервуаром 4 охлаждающей жидкости и крп -таллизатором 1 существует принудительный

:амкнутый цикл, обеспечиваемый насосом 5, при этом охлаждающая вода течет по под«одящему трубопроводу 2 охлаждающей воды в кристаллизатор, а по трубопроводу 3 — пз кристаллизатора в резервуар 4 охлаждающей воды. При перерыве в снабжении электроэнергией, т. е. при простое насоса 5, под действием падения давления в трубопроводе 2 закрывается обратный клапан 19 и одновременно открывается обратный клапан 53, так что охлаждающая по аварийному подводящему трубопроводу для охлаждающей воды поступает из резервуара 4 охлаждающей воды в кристаллизаторе 1. Такой аварийный режим можно, как показывает опыт, поддсрж11вать по меньшей мере 20 мин, что с1це достаточно для бесперебойной разливки того количсст1311 стали, которое находится в непоказапной па черте>ке промежуточной емкости, установленной над кристаллизатором. В аварийном режиме температура охлаждающей воды в крпсталлизаторе, естественно, повышается примерно с 30 С до максимум около 110 С, а

Ifàðoooðàçoâàíffå в кристаллизаторе возрастает. Охлаждакпцая вода, содерхкащая пузырьки горячего газа, Iio отводящему грубопроводу 3 охлаждающей воды попадает в емкость 50, где она под термосифонным действием (т. с. образуя естественный циркуляциопный контур водяного охлаждения) подш1мастся ff охлаждается, при этом пузырьки

40 пара конденсируются. В той же степени, в какой все количество охлаждающей воды, участвующее в естественной циркуляции, продолжает нагреваться и испаряться, в напорной камере за счет неконденсированного пара растет давление, пока, наконец, водяной столб, на: одяц111йся в соединительном трубопроводе 38, не понижается до уровня 48, так что затем конденсируется пар в чистой воде водоприемника 37. Если с ростом испарения охлаждающей воды уровень воды в резервуаре

4 опускается слишком низко — например, ниже уровня 34, то при приведении в действие регулировочного клапана 28 уровня система пополняется свежей холодной водой, поступающей по подводящему трубопроводу 26, пока не сконденспруется пар, и давление в напорной aifepe 23 уменьшится до стандартного значения 0,3 — 0,4 ати. В результате этого в крпсталлпзаторс 1 не может образовываться пар, и он не может быть разрушен.

Давление воды в аварийном трубопроводе для охлаждающей воды, обусловленное разносгью отметок уровней, водяным столбом в резервуаре 4 охлаж;ающей воды и действующим на него давлением газа, прн входе в крпсталлизатор 1 выше, чем прп выходе в трубопровод 3, в результате чего облегчается отвод пузырьков газа, образующихся па стенка.;. крпсталлпзатора. Другим преимуществом устройства яв,1яется то, что благодаря применеьп1о давления газа, составляющего всего

0,3 — 0,4 ати, оно не подвержено строгим техническим условиям, предусмотренным для паровых котлов, устройство может также работать с давлением пара, однако это связано г более значительными затратами и усложняет эксплуатацию. К одному общему резервуару для охлаждающей воды могут быть также присоединены несколько кокплей Hcfiðcðûffной разливки.

Предмет изобретения

Устройство для охлаждения кристаллпзатора машины непрерывного литья металлов, содержа п1ее подводя щи и и отводящий трубопроводы охлаждающей воды, подсоединенные к напористому резервуару, связанному с водоприемником, отличающееся тем, что с целью предотвращения коррозии и образования нак11пп в трубопроводах и на стенках с11стем ы о . tif iK;Icf1 if ff к1эпсталлиза тор а, паlfopHbf11 резервуар выпо i»cii гcpxieffi»ffiuf и снабжен

H c1loclf верхней 1аст11 камерой, заполне1ьной ш1срп1ым газом и соед11псн1юй спфоппой трубой с во Ioffp»e»fffff прпчсм в напо13ньш

1эезе1)ву 1)r 13строе113;10!Iол11111 cль1!ая емкость, в которую 3ходцт отводящий трубопровод ох лаждающей воды, а на подводящем трубопроводе уcTilHQBëåff теплообменнпк.

Редактор И. Квачадзе

Составитель В. Любешкин

Текред А. Камышникова

1(орректоры; В. Петрова и О. Данишева

Закал 2>20, )9 Изд. ¹ 792 Тираж 833 Подписное

И)-!ИИПИ осударствсияого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий й!ссква, )1(-33>, Раун>ская паб., д, 1 б

Типография, и)ь Сапунова, 2