Кристаллизатор для установок непрерывной разливки стали

Кристаллизатор для установок непрерывной разливки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсинх

Соцнапнстнчесннк респубпнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕДЬСТВУ 904879 (61) Дополнительное к авт. свнд-ау— (22) Заявлено 22. 04. 80 (21) 2914722/22-02 с присоединениете заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 15. 02. 82 Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 1 .02. 82 (5t)M. Кл.

B 22 D 11/04

Гаоударстеенный комитет

СССР го делан изобретений и открытий (5Ç) УДХ 621. 746. .27(088. 8) Я. A.Инееров, B. В. Лепорский, В.С. Есаулов, В.Ф. Поляков, = -1

В. И. Семеньков, С. В. Лепорский, Ю. И. Зимин, Н. В. Леушин, О. В. Носоченко, Г. A. Ни колаев, В. M. Илюшенко и А.Ф. Костюк (72) Авторы изобретения

Институт черной металлур гии (71) Заявитель (54) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНО!".

РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано при непрерывной разливке стали.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является кристаллизатор, который включает высокотеплопроводные плиты с каналами для охлаждения, расположенными дискретно, и пластины из материала с теплопроводностью ниже, чем материал плит, наружная поверхность которых имеет профиль внутренней поверхности плит и контактирует с ней, медные, плоские стенки (плиты) кристаллизатора на участке контакта с жидким металлом по всему периметру сочленены с плоскими пластинами из таких сплавов, как Cu-Cz, Cu-СО-Be или Cu-Mo, характеризующихся более низкой теплопроводностью в сравнении с медью (в предельном случае возможно наличие пластин по всей высоте кристал-. лизатора). Пластины выполнены в виде полосы и установлены в заранее изготовленной канавке плиты методом горячей прокатки или взрывом 1).

Недостатком известного кристаллизатора является то, что он не позволяет получить равномерные тепловые потоки во всех точках по периметру кристаллизатора, Вследствие этого оболочка слитка имеет сравнительно равномерный теплоотвод и фронт затвердевания по высоте кристаллизатора и неравномерный по его периметру (максимальный — против каналов охлаждения, минимальный - на середине рас15 стояния между ними).

Целью изобретения является повышение качества поверхности слитка путем выравнивания интенсивности теп20 лообмена по периметру кри сталли затора.

Поставленная цель достигается тем, что поверхность контактов плит и пластины выполняются вол нообр аз ной, 904879

Поверхнос-; ь контакта пластины с ,гг1тами выполнена волнообразной в виде волны симметричной формы таким ;.;.;зон„ что впадины 5 волн на плйте р:сположсны против каналов охлажде1-.ил,, а гребни 6 - на середине расстоя и. я между каналами. Отношение высоты голны к толщине плиты до оси расположенных в ней каналов составляет О, О,, Соотношение минимальной и максимальной ":îëùèí пластины на уровне мениска металла составляет О, 3-0,6.

Получаемое при таком исполнении утолщение пластины против каналов охлаждения, где тепловой поток наиболь ий и утоньшение — на середине расстоянии между каналами, т.е. на участке минимального теплового потока, способствуют выравниванию интенсивности отвода тепла по всей ширин плиты, сглаживанию неравномерности

1- При расчете высоты волны для разных материалов пластины исходят из того, что толщина слоя в 1 мм с о

1. О, 16 кал/см с С, согласно проведеннным экспериментам, обеспечивает понижение теплового потока õà 7, а при 3 0,40 кал/см c С - на 43.

Поэтому при использовании материала пластины с коэффициентом теплопроводности порядка О, 16-0„20 кал/См< с С (например бронза марки.Бр.АМЦ вЂ” 9-2, никель, хром и др. ), отношение высоты волны к толщине плиты, изменяющейа впадины волн на плите расположены против каналов для охлаждения.

Кроме того, отношение высоты волны к толщине плиты до оси, расположенных в ней каналов, составляет О, 1О 3

Соотношение минимальной и максимальной толщин пластины на уровне мениска металла составляет О, 3-0,6, Кристаллизатор по предложенному варианту с наличием поверхности контакта плит и пластин, выполненной волнообразной (поверхность пластины, обращенная к формирующейся заготовке при этом остается плоской)имевT преи мущест ва перед кри ст алли з ат ором с пластинами, имеющими плоскую поверхность контакта с плитами по всему периметру.

На чертеже схематически изображены широкая и узкая плиты предлагаемого кристалпизатора, общий вид.

Кристаллизатор состоит из сочленен ных между собой высокотеплопроводных, например медных, плит 1 с каналами 2 для прохождения охлаждающей воды и пластин 3 из материала с теплопроводностью ниже, чем материал плит, наружная поверхность которых имеет профиль внутренней поверхности плит и контактирует с ней. Пластины 3 жест соединены с плитами 1 и имеют плос кую поверхность контакта 4 с форми,".уюн ейся заготовкой. Высота пластины л ом сост авляет при мерно половину высоты плиты и сужается и направл ни и движения:...лит ка.

Фронта затвердения го периметру кристаллизующейся оболочки и улучшению качества поверхности заготовки. При смещении расположения впадины волны на плите относительно оси каналов охлаждения выравниванием теплоотвода по ширине пластины не происходит.

Выбор формы волны в виде симметричной кривой например(синусоидальной)

10 позволяет при дисретном расположении каналов охлаждения сглаживать и тем самым выравнивать интенсивности тепловых потоков в каждой точке периметра кристаллизатора.

1 Проведенные исследования показывают, что для выполнения поставленной цели с учетом технологичности процесса, получения малотеплопроводного слоя оптимальной толщины для

20 из готовления пласти ны необходи мо и спол ьзоват ь материалы с коэффициентом теплопроводности (Л) в пределах О, l6О, 40 кал/см м". При использовании материалов с меньшим коэффициентом

25 теплопроводности (/<0, 16 кал/см с С) в процессе разливки происходит существенный разогрев поверхности пластины (t „,в - 600 C), в результате чего при остывании появляются

36 трещины разгара. Использование материалов с более высоким коэффициентом теплопроводности (Л0,40 кал/см с С) не целесообразно, поскольку Л пластины приближаются к Х меди (0,94 кап/см с С), т.е. для выравнивания, а также снижения общего теплового потока потребуется наличие малотеплопроводного слоя большой толщи ны () 20 мм) . При и спол ьзовании плиты из меди в качестве материала пластины могут быть использованы бронзы, Х которых лежат в указанных пределах; например типа алюминиевой берилиевой, хромистой, либо металлы никель, хром, молибден и др.

90 4879 ся для таких кристаллиэаторов от до 40 мм, следует выбрать ближе к нижнему пределу, т. е. равным О, 1О, 15. В случае применения материала пластины с 1.0, 30-0,40 кал/см с С (например хромистая бронза типа Бр.

Х 0,5) высота волны, естественно, повышается и укаэанное отношение должно быть ограничено верхним пределом (О, 30 ) . о

При установлении рациональных параметров толщин пластины предложенного кристаллизатора, помимо выравнивания интенсивности теплоотвода по периметру, учитывают также и возможность общего понижения теплового потока по ширине плиты,. В связи с этим, выбранные соотношения минимальной и максимальной толщин пластины (О, 3-0,6) определяются необходимост ью 20 общего понижения теплового потока на 25-503 по всему йериметру на уровне мениска металла в кристаллизаторе, Нижний предел по соотношению толщин пластины, расположенных над гребнем плиты - с впадиной, способствует общему понижению теплового потока в кристаллизаторе (после выравнивания его по периметру) на 253. В этом . случае указанное соотношение должно 30 быт ь минимальным (О, 3) . Максимал ьное соотношение толщин пластины (0,6) определяется из условия понижения теплоотвода в указанной зоне на 503. Выбранное соотношение минимальных и мак- симальных толщин при этом не зависит от вида материала пластины.

Использование предлагаемого кристаллизатора имеет следующие преимущества по сравнению с известными: за- go метное уменьшение на поверхности неп" рерывнолитой заготовки количества продольных и паукообразных трещин, а также трещин по складке от качания кристаллизатора, возможность увеличе- 45 ния скорости разливки на 0,2-0, 3 м/мин эа счет получения равномерной толщины оболочки слитка по всему периметру на выходе из кристаллизатора и отсутствия трещин на поверхности. 50

Наличие поверхнсоти контакта пластины с плитой в форме волны симметричной формы, с утолщением слоя против каналов охлаждения и утоньшением на середине расстояния между ними, обеспечивает выравнивание интенсивности теплоотвода по периметру стенок кристаллизатора, в результате чего толщина корочки слитка на выходе из кристаллизатора, практически одинаковая, и поверхность заготовки получается без дефектов, а глубина складок от качания кристаллиэатора не превышает 0,5 мм. В результате, образования равномерной толщины корочки на выходе из кристаллизатора и отсутствия дефектов поверхности (главным образом, продольных и поперечных трещин), прочность оболочки слитка возрастает и все это позволяет увеличить скорости разливки углеродистых, спокойных и низколегированных марок стали при сечении 250 х х 1650 мм с 0,6-0, 8 м/мин до 0,91,0 м/мин, что дает возможность существенно поднять производительность установки. Кроме того, отсутствие дефектов на поверхности заготовок резко снижает трудозатраты, связанные с зачисткой слябов и прокатанных листов. формула изобретения

1. Кристаллизатор для установок непреры вной разли вки ст али прямоу гол ьного сечения, содержащий высокотеплопроводные плиты с дискретными каналами для охлаждения и пластины в верхней половине плит из материала с более низкой теплопроводностью, сочлененные с плитами по волнообразной поверхности, от ли ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения качества поверхности слитка путем выравнивания интенсивности теплообмена, впадины волн на плите выполнены против каналов для охлаждения.

2. Крист аллизатор по и, 1, о тл и ч а ю шийся тем, что отношение высоты волны к толщине плиты до оси расположенных в ней каналов составляет О, 1-0, 3.

Ю

3. Кристаллизатор по и. 1, о тл и чающи Й ся тем, что соотношение минимальной и максимальной толщин пластины на уровне мениска металла составляет О, 3-0,6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцентованная заявка Великобритании tt 1330319, кп. В 22 D 11/02, 1974.

90 4879

Составитель Г.Борисов

Редактор С. Тимохина Техред А.Бабинец Корректор Л. Бокшан

Заказ 221/18 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент". r.Ужгород, ул.Проектная, 4