Способ полунепрерывной разливки металлов
Патент 499034
Авторы
Классы МПК
Способ полунепрерывной разливки металлов
Иллюстрации
Реферат
1п1 499034
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.06.74 (21) 2048701/22-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.01.76. Бюллетень № 2
Дата опубликования описания 30.07.76 (51) М. Кл.-" В 22D 11/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.746,047 (088.8) (72) Авторы изобретения
Л. Ф. Сполуденный, Б. С. Долженков и Ф. Г. Шаймарданов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ
Изобретение относится к литейному производству, в частности к способу формирования слитка при полунепрерывной разливке металлов.
Известен способ полунепрерывной разливки металлов, при котором формирование жидкого металла в слиток производят внутри полой струи теплоносителя, состоящей из двух взаимоперпендикулярных потоков, внутренний из которых направлен параллельно, а наружный — перпендикулярно к оси слитка. Но в этом случае не обеспечивается компенсация перепада давления во внутреннем потоке теплоносителя по высоте кристаллизатора и возрастания металлостатического давления столба жидкого металла.
Предлагают способ, по которому перепад давления во внутреннем потоке в зависимости от высоты кристаллизатора и ширины струи теплоносителя поддерживают в пределах, определяемых соотношением
=1Ж бз а давление в наружном потоке увеличивают по линейному закону пропорционально металлостатическому давлению столба жидкого металла, при этом величину давления в наружном потоке поддерживают в пределах
Р = (0,01 — 0,3) Р„, где Онр — рабочая высота кристаллизатора;
b< — ширина струи теплоносителя во внутреннем потоке;
Рв — металлостатическое давление стол5 ба жидкого металла.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
Предлагаемый способ создания формирующего потока основан на явлении, заключаю10 щемся в том, что струя теплоносителя, вытекающая из сопла и направленная вдоль стенки, течет дальше, не отрываясь от нее.
Но при этом происходят потери полного давления во внутреннем потоке теплоносите15 ля из-за трения о стенки. Кроме того, металлостатическое давление столба жидкого металла, опирающегося на затравку, возрастает с изменением высоты жидкой зоны. Поэтому для получения ровной поверхности формируе20 мого слитка и обеспечения требуемых размеров необходимо компенсировать потери давления во внутреннем потоке. Это достигается тем, что давление в наружном потоке увеличивают к низу по линейному закону пропор25 ционально металлостатическому давлению столба жидкого металла.
Получение необходимых размеров формируемого слитка в пределах допуска или отливки слитков различных размеров на одной
З0 установке осуществляют путем изменения раз499034
20 ни величиной
Юр О р ь„
Способ полунепрерывной разливки метал45 лов путем формирования жидкого металла в слиток внутри полой струи теплоносителя, образованный двумя взаимоперпендикулярными потоками, внутренний из которых направлен параллельно, а наружный — перпендикулярно к оси разливки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения ламинарного истечения потока теплоносителя, компенсации перепада давления во внутреннем потоке теплоносителя и металлостатического давления по высоте жидкой фазы слитка, перепад давления во внутреннем потоке поддерживает в пределах, определяемых соотношением б„=
= 1,92 " при этом давление в наружном
60 потоке увеличивают по линейному закону пропорционально металлостатическому давлению столба жидкого металла и величину давления в наружном потоке поддерживают в пределах
65 Р„= (0,01 — 0,3) Рь, меров внутреннего потока полой струи теплоносителя.
Изменение размеров полой струи внутреннего потока теплоносителя, направленного параллельно оси слитка, можно достичь путем изменения величины давления Р, в наружном потоке, направленном перпендикулярно к внутреннему потоку в пределах Р„= (0,01— — 0,3) Рь, где Рь — металлостатическое давление.
Вокруг формируемого на затравке 1 столба жидкого металла 2 образуют формирующий внутренний поток теплоносителя в виде полой струи, создаваемой соплом 3, направленный параллельно оси слитка и управляющий наружный поток теплоносителя, создаваемый пористым распределяющим элементом 4, заключенным в корпус 5.
Для направления полой струи теплоносителя, формирующего жидкий металл в слиток, служит подпорная стенка 6, которая ограничивает расширение полой струи снаружи.
Сопло 3 образовано неподвижной подпорной стенкой 6 и подвижной гильзой 7, установленной концентрично подпорной стенке с возможностью перемещения по высоте для изменения длины рабочей щели сопла 3.
Способ осуществляют следующим образом.
Затравку 1 вводят на /ц высоты распределяющего элемента 4 (например, пористой керамической втулки) и подают параллельно оси слитка через сопло 3 формирующий внутренний поток теплоносителя (например, нейтральный газ) в виде полой струи, ограниченной по контуру подпорной стенкой 6.
Затем подают наружный управляющий поток теплоносителя, (например, нейтральный газ или водогазовую смесь) через распределяющий элемент 4, направленный перпендикулярно к оси слитка и формирующему внутреннему потоку.
Для изменения давления по высоте в зоне управляющего потока распределяющий элемент 4 имеет переменную пористость по высоте, увеличивающейся книзу по линейному закону.
Изменяя величину давления в наружном потоке устанавливают необходимый внутренний диаметр полой струи внутреннего формирующего потока. Подача водогазовой смеси в управляющий (наружный) и формирующий (внутренний) потоки позволит визуально определить размер слитка и увеличить скорость охлаждения столба жидкого металла, формируемого в слиток.
Величину давления во внутреннем потоке определяют по формуле:
P =ygh, где у — удельный вес металла;
g — ускорение свободного падения;
h — высота столба жидкого металла формируемого в слиток.
Для обеспечения ламинарного истечения перепад давления по высоте внутреннего потока, протекающего между затравкой (а затем поверхностью слитка) и подпорной стенкой определяют в упрощенном виде из отношения:
Для круглого слитка бь =(d, — d,), 10 где dl — диаметр подпорной стенки;
d> — диаметр слитка.
Из соотношения (II) следует, что при фиксированных значениях плотности и динамического коэффициента вязкости теплоносителя, 15 граничное значение разности давлении до и после кольцевого канала, обеспечивающего ламинарное истечение, не определяется в отдельности ни шириной канала для истечения
Ьь — (d, — d), а зависит от совокупности этих двух величин.
Давление в наружном потоке поддерживают в пределах
Р„= (0,01 — 0,3) Р,.
При установлении давления на внутреннем
А и наружных потоках Б на затравку 1 подают жидкий металл 2.
Давление столба жидкого металла 2 опирающего на затравку 1 (а после образования на ней слитка на ее верхнюю часть), будет уравновешиваться давлением газовой среды в потоках А и Б.
После установления равновесия давлений и набора необходимой высоты столба жидкого металла 2 начинают опускать затравку 1 с
40 заданной скоростью, Фор мула изобретения
499034
Составитель Ф. Шаймарданов
Корректор Н. Стельмах
Техред Т. Дмитриева
Редактор Л. Новожилова
Заказ 1543/1 Изд. № 1439 Тираж 1003 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 где Ннр — рабочая высота кристаллизатора;
ba — ширина струи теплоносителя;
bb = (d стенки — d слитка) для круглого слитка;
Pb — металлостатическое давление.