Устройство для охлаждения расплавленного металла

Устройство для охлаждения расплавленного металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

О (11) 587496

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (51) М. Кл.

B 22 )Э 11/10 (22) Заявлено 29.11.76(21)2423954/22-02 с присоединением заявки №

Гвоударственный ионнтет

Сонета Ннниотров СССР ео делан изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано15.0З.78.Бюллетень № 10 (45) Дата опубликования описания;2&.02.78 (53) УДК 621.746.27 (0S8. B) (72) Авторы изобретения

В. И. Лебедев, Н. Н. 3Хмнтрнев, В. М. Паршин, В. А. Влох н A. В. Марков

Центральный научно-тсследовательский институт черной металлург ии нм. И. Н. Бардина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО

МЕТАЛЛА

20

Изобретение относятся к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов н сплавов.

Известно устройство для охлаждения расплавленного металла, содержашее водоохлаждаемую коробку и соосно установленный в ней медный стакан с ребрами на внешней поверхности и пакетайи ультразвуковых преобразователей $1).

Недостатками известного устройства являются низкий коэффициент полезного действия и неравномерность нзлучения колебаний внутренней поверхностью стакана по его высоте.

Неравномерность излучения колебаний внутренней поверхностью стакана связана с тем, что в местах расположения преобразователей излучаются радиальные (нормальные) к внутренней поверхности колебания, а в остальных частях преобладают изгибные колебания; наблюдается по высоте неравномерность амплитуды смешения внутренней поверхности стакана.

Низкий коэффициент полезного действия объясняется нарушением акустнческого контакта между преобразователями н мед» ным стаканом, который является излучателем упругих колебаний в жидкий металл.

Обладая высокой теплопроводностью н нерастворимостью в расплавах сталей, медь имеет сравнительно низкий предел текучестн, и под действием знакопеременных напряжений прн повышенной температуре происходит ее пластическая деформация в месте крепления пакетов тереобразователей.

В результате этото нарушается сплошность акустического контакта между стаканом те пакетамн преобразователей н упругие колебания не передаются к стакану-излучателю.

С целью повышения коэффициента полезного действня и равномерности излучения упругих колебаний предлагаемое устройство снабжено бандажом из материала с высоким пределом текучести, например титана, установленным между сТВКАНоМ и пакетами ультразвуковых преобразователей, при этом суммарная толшина стенок стакана и бандажа составляет 0,7-1,0 высоты паке та, а расстояние между пакетами по вертикали равно 1,0:=.1.,5 их высоты.

На фиг. 1 показано описываемое устройство для охлаждения расплавленного металла при непрерывной разливке, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А на фиг. 1, 5

Устройство для охлаждения расплавленного металла при непрерывной разливке состоит иэ металлической коробки 1, стакана

2 с ребрами 3,. нанизанного на них бандажа 4 и пакетов преобразователей 5, при этом суммарная толщина стенок стакана

2 и бандажа 4 составляет 0,7-1,0 высоты пакета преобразователей 5, а расстояние между преобразователями по вертикали равно 1,0-1,5 той же высоты. Позициl5 ей 6 обозначено дно промежуточного ковша; 7 — кристаллизатор; 8 - жидкий ме. талл.

Устройство работает следующим образом.

В процессе непрерывной разливки из промежуточного ковша разливают сталь марки 3СП в кристаллизатор 7 сечением

28Ох280 мм, из которого вытягивают слиток со скоростью 0,6 м/мин. Температуре жидкого металла в промежуточном ковше 1540 С. На вйешней поверхности стакана 2 выполнены ребра 3, образующие каналы для прохода воды, протекающей по металлической коробке 1. Не ребра 3

30 плотно нанизан бандаж 4, на котором укреплены два ультразвуковых преобразователя 5. Преобразователи питаются от ультразвуковых генераторов УЗГ-10, Толщина стенки стакана 2 вместе с высотой ребер 3 24 мм; толщина бандажа 10 мм; высоте пакетов преобразователей 5 40 мм. Таким образом, отношение суммы стенок стакана и бандажа к высоте . преобразователя 0,85. Расстояние между преобразователями Во вертикали 1,25 их высоты или 50 мм, Излучатель выполнен составным; иэ стакана 2 и бандажа 4. Внутренняя часть излучателя - стакан 2 сделан медным и поэтому он обладает высокой теплопроводностью и нерастворимостью в стали. Наружная часть излучателя - бандаж 4 изготовлен из титана, вследствие чего он имеет высокий предел текучести.

При этих условиях на внутренней поверхности стакана 2 получается амплитуда смещения до 15-20 мкм. Из-эа высокого предела текучести бандажа 4 не нарушается в процессе работы акустический контакт с пакетами преобразователей 5.

В то. же время напряжения деформации между стаканом и бандажом незначител ны из-аа увеличения плошади контакта, щ равной наружной поверхности стакана 2 °

Кроме того, равномерность излучения упругих колебаний повышается по длине стакана, тек как все колебания становятся радиальными или нормальными к Внут» ренней поверхности стакана.

При указенных технологических параметрах разливки температура жидкого металле при проходе через устройство понижается на 30-35 С, При этом закристаллиэоо вавшаася на внутренней поверхности стакана 2 корочка разрушается под действием упругих ультразвуковых колебаний и сбрасывается со стенок. Обломки корочки вносятся струей металле в формирующийся слиток и служат дополнительными центрами— кристаллизации. Жидкая сталь, поступающая в кристаллизатор, не имеет практически перегрева, в результате чего улучшается макроструктура непрерывнолитогс слитка.

Толщина стакана 2 и бандаже 4- выбирается в зависимости от мощности преобразователей и необходимой величины снятия перегрева. Однако их суммарная толшина должна составлять 0,7-1,0 высоты пакета преобразователей, а расстояние между пакетами преобразователей необхо* димо выдерживать в преДелах 1,0-1,5 той же высоты пакета преобразователей. При этих условиях повышаются коэффициент полезного действия устройства на 15-17%, а также равномерность излучения по высоте стакана на 20»30%. Экономический эффект от применения предлагаемого устройства в условиях Электростальского металлургического заводе при отливке слитков из высоколегированных сталей и сплавов составляет 27 тыс. руб.

Формула изобретения

Устройство для охлаждения расплавленного металле, содержащее водоохлаждеемую коробку и соосно установленный в ней медный стакан с ребрами не внешней поверх ности и пакетами ультразвуковых преобразователей, отл и чаю шеес я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и равномерности излуче» ния упругих колебаний, оно снабжено бандажом из .,ятерияля с высоким пределом текучести, например титана, установленным между стаканом и пакетами ультразвуковых преобразователей, при этом суммарная толщине стенок стакана и бандажа составляет

0,7-1,0 высоты пакете, я расстояние меж597494

Составитель B. Битков

Техрел Е, Давидович 1(орректор II. Макаревич

I åäàêãàð Н. Корчевка

Заказ 1 5 89/8 Тираж 050 Подписное

UIIHIIHH Государственного комитета Совета Министров ССС! по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., л, 4/5

Филиал CIIII 11атент, г. Ужгород, ул. Проектная, ду пакетами по вертикали равно 1,0-1,5 их высоты.

2, Устройствопоп, 1, о тл ич аюа е е с я тем, что бандаж выполнен из титана.

Источники информации, принятые по внимание при экспертизе:

1. Абрамов О. В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле. M., Металлургия, 1972, с. 95, рис. 42.