Способ кристаллизации расплава

(51)5 В.22 О 11./О ИЗОБРЕТЕН ПИ НТУ рывной разливке расплава дят поддон в формующую н в нее расплав, Вытягиваю садки и охлаждают на вы путем подачи охлаждающе зор между насадкой и стен тора. На выходном торце гидродинамическое давлен дающей жидкости, равное е- плава на этом уровне. 1 ил.. Сущность: ввоасадку и подают т расплав из находе из насадки й жидкости в закой кристаллизанасадки создают ие потока охлаждавлению раслитье. - 1с. 679.И РАСПЛ ургия, получ и при непр Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при непрерывной разливке металлических расплавов,Цель изобретения - увеличение сортамента отливаемых заготовок.Предложенный способ кристаллизации расплава отличается тем, что подачу охлаждающей жидкости производят с гидродинамическим давлением Р, определяемым по зависимости еи жидкост го в кри Р= В/Ъд Н,где рм - средняя плотность металлическорасплава, кг/м;- ускорение свободного падени ающей жидм/с;Н - высота столба расплава в кристаллизаторе, м;В = 1,0,1,2 - эмпиричесент, учитывающий повышенидавления за счет конвективныплава в зависимости от подакристаллизатор, беэразмерна расход 0 охлаждающей жиляют по зависимости жидкости, С; кий коэффипора и усадкий коэффицие статического х потоков расчи расплава вый,дкости опредеующую н 2, Под фо ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР/Ъ где Р - площадь поперечного сечения заготовок,м 2;р, - плотность охлаждающ и, кг/м;См - средняя теплоемкость расплава, Дж/кгК;тр - температура поступающе сталлизатор расплава, С;Ь - температура поверхности заготовки на выходе из кристаллизатора, С;- скрытая теплота кристаллизации расплава, Дж/кг; ч - . скорость литья, м/с; Сж - теплоемкость охлажд кости, Дж/кг. К; й - нагрев охлаждающей А = 0,851,15 - эмпиричес циент, учитывающий потери на ку заготовки, безразмерный.Установка для непрерывной разливки и редставлена на чертеже.Установка содержит форм а- садку 1 с выпускным отверстием Рпо -где п 0 = 0,08 м - глубина лунки,чл - 0,05. м/с;В = 0,25 м - радиус заготовки;3. = 205 Дж/кг;Ср = 420 Дж/кг.К;ьр = 1083 С - температура кристаллизации меди;35Л = 349 Вт/м К - теплопроводностьслитка;т 0 = 30 - температура заготовки науровне В-В;рм = 8300 кг/м при бакр -.1083 С - 40плотность расплава меди.Для уменьшения гидравлических потерь при изменении площади сечения потока воды высота Ь стенки кристаллиэатора 7определяется из условия Ьк = 2 п 0 = 0,16 м.Высота поддона пп выполняется большевысоты стенки кристаллизатора 7 на 0,01 м,Профиль выпускного отверстия 2 формующей насадки 1 находится на уровне А-Аи выполнен в соответствии с профилем под-,;0дона. Гидродинамическое давление Рд по- .тока воды на уровне А-А измеряетсяманометром 13 и определяется с учетомконвективных потоков металла из условияРд = В Ъ уЬ 1,55где Рд = 8,1,10 Н/м;рм = 8200 кг/м - средняя плотрасплава меди;п 1 = 0,1 м - расстояние от поверхностирасплава до уровня А-А; 3 ность мующей насадкой расположен поддон 3, выполненный в виде цилиндра диаметром 0,05 м, Поддон связан с механизмом перемещения (не показан), Формующая насадка охвачена кожухом 4 с патрубком 5 и венти лем 12, связанными с напорной гидравлической системой 6 подачи охлаждающей жидкости, которая обеспечивает заданные расходы и гидродинамическое давление охлаждающей жидкости, 10К кожуху 4 крепится стенка 7 кристаллизатора, установленная с переменным зазором 8 относительно поддона 3. В качестве охлаждающей жидкости используется вода 9, а в качестве разливаемого расплава - 15 расплав 10.меди. Направление движения потока воды совпадает с направлением движения заготовки. На стенке 7 выполнен участок 11, расширяющийся в направлении увеличения статического давления распла ва, Высота участка 11 стенки кристаллизатора равна глубине жидкой фазы слитка и расстоянию,от уровня А-А до уровня В-В,Глубина лунки определяется по формуле25В =1,0,На уровне В-В гидродинамическое давление Рв должно быть равноРв=В р, 962,где Рв = 14.6 кН/м;Ь 2 = 0,18 м - расстояние от поверхностирасплава до уровня В - В.Минимальная величина зазора 8 (илиплощадь сечения потока воды) определяется из условия парообразования и выбирается на уровне А-А 0,010 м,Увеличение площади проходного сечения зазора 8 на участке 11 позволяет увеличивать гидродинамическое давление потокаводы и компенсировать металлостатическоедавление столба расплава.Расход воды определяется из условиятеплообмена:А Р Я См 1 - о)ЧС ТР,где 0 - 14,2 м /с 10;.Е = 3,910" м;/Ъ 8200 кг/мз;См= 458 Дж/кг,К;тр = 1180 С;т 0=30 С;= 205 Дж/кг;чл = 0,05 м/с; гСж 41 81 Дж/кгК при 200 С;6=10 С;Яа= 1000 кг/м, при 20 С,Площадь сечения потока воды на уровне А-А:- 1921 10 бм,тр поддона (загото 4 0= 0054- диам еннии диаметр кризазора 0,010 м,ния потока воды натся из соотношения 01 = 0,07 м - внутсталлиэатора с учетом Площадь Ив сечуровне В-В определя- 2 9 (р 8 220510 = 1000 кг/м ощадь сече кристаллиза яется из усинамическо ОСТЬ ВОДЫ ка воды на уровне 9/- когда Ра = 0 ние на уровне- плот ния пот тора на ловия, е давле где уЪПл де из редел гидрод выхо- В оп 1680Способ осуществляется следующим образом.Поддоном 3 предварительно закрывают отверстие 2 формующей насадки 1, стенку 7 кристаллизатора устанавливают на кожухе 5 4,охватывая поддон с зазором 8. Заливают расплав 10 меди в формующую насадку 1 на высоту 10 см от уровня А-А, Открывая вентиль 12, устанавливают расчетный расход воды 14,210 м /с и гидродинамическое 10 давление на уровне А-А, Рд = 8,1 кН/м, определяемое по манометру 13. Затем опускают поддон с заданной скоростью, одновременно поддерживая установленныйуровень расплава, 15Давление столба жидкого металла, опирающегося на поддон, а после образования на нем заготовки - на ее верхнюю часть, будет уравновешиваться гидродинамиче ским давлением потока охлаждающей жид кости.Изменение площади сечения потока воды позволяет увеличивать гидродинамическое давление в соответствии с изменением металлостатического давления расплава, 25 Это позволит сохранить профиль кристаллизующего расплава. При протекании потока воды вдоль поверхности расплава осуществляются отбор тепла и кристаллизация металла, В результате получают слиток с заданным профилем, соответствующим профилю торца формующей насадки,Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности эа счет получения заготовки с заданным профилем и увеличения количества разливаемых профилей. Формула изобретения Способ кристаллизации расплава, включающий введение поддона в формующую насадку, подачу расплава в насадку и его охлаждение на выходе из насадки путем подачи охлаждающей жидкости в зазор между насадкой и стенкой кристаллизатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения сортамента отливаемых заготовок, при подаче охлаждающей жидкости в зазор между насадкой и стенкой кристаллизатора на выходном торце насадки создают гидродинамическое давление потока охлаждающей жидкости, равное давлению расплава на этом уровне,