Устройство для охлаждения расплавленного металла

П ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскии Социалистических Республик(22) Заявлено 29с присоединением 11.76(21) 2423954/22-02 заявкиГоеудврстеенный ионнтет Совета Ннниотроо СССР оо делан изобретений н открытий2) Авторы изобрет В. И. Лебедев, Н. Н, Дмитриев, В. М. Паршин, В, А, и А, В, Марков Центральный научно-тсследовательский институт черной мета им, И. П. Бардина) Заявитель гии 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕМЕТАЛЛА АСПЛАВЛЕННОГО Изобретение относятся к металлургии,в именно к непрерывной разливке металлов и сплавов.Известно устройство для охлаждениярасплавленного металла, содержащее водоохлаждаемую коробку и соосно установленный в ней медный стакан с ребрами навнешней поверхности и пвкетайи ультразвуковых преобразователей 1.Недостатками известного устройстваявляются низкий коэффициент полезногодействия и неравномерность излученияколебаний внутренней поверхностью стакана по его высоте,Неравномерность излучения колебанийвнутренней поверхностью стакана связанас тем, что в местах расположения преобразователей излучаются радиальные (нормальные) к внутренней поверхности колебания, а в остальных частях преобладаютизгибные колебания, наблюдается по высоте неравномерность амплитуды смешениявнутренней поверхности стакана,Низкий коэффициент полезного действияобъясняется нарушением акустического контакта между преобразователями и медным стаканом, который является излучателем упругих колебаний в жидкий металаОбладая высокой теплопроводностью и нерастворимостью в рвсплавах сталей, медьимеет сравнительно низкий предел текучести, и под действием знвкопеременнькнапряжений при повышенной температурепроисходит ее пластическая деформация вместе крепления пакетов тереобразоввтелей.В результате этото нарушается сплошностьакустического контакта между стаканом ипакетамн преобразователей н упругие колебания не передаются к стакану-излучателю.С целью повышения коэффициента полезного действия и равномерности излученияупругих колебаний предлагаемое устройствоснабжено бандажом из материелв с высоким пределом текучести, например титана,установленным между стаканом и пакетамиультразвуковых преобразователей, приэтом суммарная толщина стенок стакана ибандажа составляет 0,7-1,0 высоты пакета, а расстояние между пакетами по вертикали равно 1,0:. 1,5 их высоты,О На фиг. 1 показано описываемое устройство для охлаждения расплавленногометалла при непрерывной разливке, продольный разрез; на фиг, 2 - то же, разрезпо А-А на фиг. 1, 5Устройство для охлаждения расплавленного металла при непрерывной разливке со-стоит иэ металлической коробки 1, стакана2 с ребрами 3 нанизанного на них бандажа 4 и пакетов преобразователей 5, приэтом суммарная толщина стенок стакана2 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. Позици 15ей 6 обозначено дно промежуточного ковша; 7 - кристаллизатор; 8 - жидкий ме,талл,Устройство работает следующим образом.В процессе непрерывной разливки изпромежуточного ковша разливают стальмарки 3 СП в кристаллизатор 7 сечением28 Ох 280 мм, из которого вытягиваютслиток со скоростью 0,6 м/мин, Темпера- ффтура жидкого металла в промежуточномковше 1540 С. На вйешней поверхностистакана 2 выполнены ребра 3, образующиеканалы для прохода воды, протекающей пометаллической коробке 1. На ребра 330плотно нанизан бандаж 4, на которомукреплены два ультразвуковых поеобразователя 5, Преобразователи питаются отультразвуковых генераторов УЗГ,Толщина стенки стакана 2 вместе свысотой ребер 3 24 мм; толщина бандажа 10 мм; высота пакетов преобразователей 5 40 мм. Таким образом, отношение суммы стенок стакана и бандажа квысоте 1 преобразователя 0,85, Расстояние между преобразователями по вертикали 1,25 их высоты или 50 мм,Излучатель выполнен составным; иэстакана 2 и бандажа 4, Внутренняя частьизлучателя - стакан 2 сделан медным ипоэтому он обладает высокой теплопроводностью и нерастворимостью в стали. Наружная часть излучателя - бандаж 4 изготовлен из титана, вследствие чего онимеет высокий предел текучести.При этих условияхна внутренней поверхности стакана 2 получается амплитуда смещения до 15-20 мкм, Из-эя высокого предела текучести бандажа 4 не нарушается в процессе работы акустическийконтакт с пакетами преобразователей 5.В то. же время напряжения деформациимежду стаканом и бандажом незначителен.ны из-аа увеличения плошади контакта, щ равной наружнои поверхности стакана 2. Кроме того, равномерность излучения упругих колебаний повышается по длине стакана, так как все колебания становятся радиальными или нормальными к внут. ренней поверхности стакана.При указанных технологических параметрах разливки температура жидкого металла при проходе через устройство понижается на 30-35 С, При этом закристаллиэоовавшаася на внутренней поверхности стакана 2 корочка разрушается под действием упругих ультразвуковых колебаний и сбрасывается со стенок, Обломки корочки вносятся струей металла 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 бандажа 4 выбирается в зависимости от мощности преобразователей и необходимой величины снятия перегрева. Однако их суммарная толщина должна составлять 0,7-1,0 высоты пакета преобразователей, а расстояние между пакетами преобразователей необходимо 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 2030%, Экономический эффект от применения предлагаемого устройства в условиях Электростальского металлургического завода при отливке слитков из высоколегированных сталей и сплавов составляет 27 тыс, руб.формула изобретенияУстройство для охлаждения расплавленного металла, содержащее водоохлаждяемую коробку и соосно установленный в ней медный стакан с ребрами нв 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 изятерияля с высоким пределом текучести, например титана, установленным между стаканом и пакетами ультразвуковых преобразователей, при этом суммарная толииня стенок стакана и бандажа составляет 0,7-1,0 высоты пакета, я расстояние меж597496 Составитель Б. Битков Техред Е. Давидович 1(оррект 1 е р Н. Коркекко каревич Заказ 1589/8Ц 11 ИИПИ Гос Ти рственного кпо делама, Ж,113035, Мос е еФилиал Г 1 П 11 11 атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 1 ду пакетами по вертикали равно 1,0-1,5 их высоты.2, Устройствопоп, 1, о тл ич аюц е е с я тем, что бандаж выполнен из титана,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Абрамов О. В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле, М., Металлургия, 1972, с, 95, рис. 42. аж 050 Подписноемитета Совета Министров ССС 1зобретеий и открытийушская наб д, 4/5