Устройство для непрерывного литья заготовок горизонтального типа

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 4 4 В 22 П 11/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ СССРй И ОтНРЫтий ьс1фь) ОПИ ИЗОБРЕТЕН И ИЧЬСТ К АВТОРСКО юл. У 38аучно-исслинститутти и Научититут тяжел дователь- гнеупор- о-исслеого мапщ-. Г.А.Таксис,(56) Патент ВеликобританииФ 1312243, кл. В 22 0 11/02, 1972.Горизонтальные установки непрерыв ной разливки металлов и сплавов в СССР и за рубежом, М., НИИИнФормтяжмаш, 1970, с. 29-30,иг,(21) 3418186/22-0(71) Восточный нский и проектныйной промышленносдовательский инсностроения (72) А.И.СнегиревВ.М.Нисковских, АА.Ф.Шаров, М.Б.Овхин и Г.И.Кадьппев (53) 621.746.27(О(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГОЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА,содержащее металлоприемник, металлопровод, индуктор и кристаллизатор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения качества отливаемых заготовок и сокращения удельного расхода огнеупоров, металлопроводвыполнен двухканальным в виде замкну"того электрического контура, внутрикоторого установлен индуктор.10 15 20 25 1 10Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к установ-, кам для непрерывного литья заготовок горизонтального типа.Известно устройство для непрерывной разливки стали, содержащее футерованную разливочную емкость (металлоприемник), металлопровод (керамический стакан) и кристаллизатор.Однако указанное устройство не обеспечивает стабильного заданного температурного режима развиваемого металла, что снижает качество и процент выхода годного продукта, Футеровка разливочной емкости подвергается повышенному. износу вследствие заливки металла с температурой, превышающей температуру разливки на 50-80 С. Перегрев металла обусловлен его охлаждением на участке металло-. провода в процессе работы установки. Повышение текучести металла при перегреве и большое металлостатическое . дарление резко снижают стойкость футеровки. Происходит интенсивная металлиэация огнеупорного материала, снижение его термомеханических свойств и уменьшение срока службы Футеровки в целом, Вследствие этого ,толщина Футеровки днища и большей части стенки разливочной емкости повышена.Кроме того, неметаллические включения от футеровки попадают в кристаллизатор.Таким образом, указзнные недостатки обусловливают повышенный расход огнеупоров на ", т разливаемого металла и снижают качество получаемой заготовки.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической .сущндсти и достигаемому результату является устройство для непрерывного литья заготовок горизонтального типа, содержащее металлоприемник, металло- провод в виде огнеупорного стакана, индуктор тока высокой частоты типа аакалочного вокруг стакана и кристаллиэатор.Индуктор предназначен для нагрева, перемешивания и частичного отжима жидкой стали от стенок огнеупорного стакана в зоне соединения с кристаллиэатором. Зто устройство позволяет обеспечить стабильный температурный режим разливаемого металла, однако недостатком его является низкое 92824 3 качество слитка, так как при частичном отжатии металла электромагнитнымполем индуктора от степки металлопровода происходит его вторичноеокисление. кислородом воздуха, попадающим в образующееся пространство.Появившиеся оксиды, а также неметаллические включения от футеровки и от процесса раскисления алюминиемвследствие того, что плотность токав металпсщроводе наибольшая в слоеметалла, прилегающего к стенке, отжимаются в центр металлопровода и нотоком металла выносятся в кристаллизатор.Кроме того, в получаемом слитке могут образовываться пустоты, рыхлости и усадочные раковины, а радиальные электромагнитные силы не могутвызывать какое-либо движение расплава и создают лишь статическое давление, которое даже при токах во вторичной цепи порядка нескольких десятков тысяч ампер не превышает долей атмосферы и не может явиться препятствием к их образованию.Поэтому эа кристаллизатором научастке жидкой фазы слитка устанавливается еще индикатор бегущего магЭО нитного поля, создающий избыточноедавление для улучшения йодпитки иперемещивания при кристаллизациистали в осевой зоне,Для устройства. характерен повышенный Расход огнеупоров на 1 т Раэлнваемого металла. Это связано с тем,что металл в металлопроводе находится незначительный промежуток времени и подогревается только электро 40 вихревыми токами, которые не позволяют получать высокие температуры.Поэтому в разливочную емкость металлзаливается перегретым на 50-80 С.Недостатком устройства является45 повышенный Расход электроэнергиивследствие отсутствия замкнутогомагнитопровода и большого магнитного рассеивания.Цель изобретения - повышение качества отливаемых заготовок и сокращение удельного расхода огнеупоров.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для непрерывноголитья заготовок горизонтального типа,55содержащем металлоприемник, металлопровод, индуктор и кристаллизатор,металлопровод выполнен двухкачаль24 4 является тяговой, создающей динамическое давление в осевой зоне кристаллизатора. Таким образом, причина насосного эффекта ЭВТ состоит вналичии трения вихря о стенки кристаллизатора, что одновременно способствует перемешиванию металла, Этотмеханизм более эффективный, чем механизм движения за счет осевой сос- .тавляющей электромагнитной силы(линч-эффект). При этом тяговое усилие выше в несколько раз. Учитывая,что в данном случае наблюдается суммарное воздействие двух механизмовна жидкий металл, можно ожидатьзначительного давления в осевой зоне кристаллизатора, и предлагаемоеустройство позволяет устранить пустоты, рыхлости и усадочные раковиныв слитке,Таким образом, экономическийэффект от внедрения предлагаемогоизобретения достигается тем, чтоблагодаря индуцируемому в металлетоку, создаваемому индуктором ипроходящему по замкнутому контуру,образованному ветвями металлопроводаи электропроводной стенкой, вытягиваемая из кристаллизатора заготовкаобладает хорошиьк качественными характеристиками, в ней отсутствуютпустоты, рыхлости и усадочиые раковины; кроме того,эза счет подогреваметалла в металлопроводе иидуцируемым током сокращается удельный расход огнеупоров, идущих иа Футеровкуразливочной емкости.Установка позволяет осуществитьи двухручьевую разливку, для этого .к тупиковой ветви металлопроводамонтируется еще один кристаллизатор,Применение индуктора промышленной частоты упрощает конструкцищустановки и затраты на ее эксплуатацию.Качество отливаемых. заготовокповышается, количество примесей взаготовках уменьшается на 603. з 10928ным в виде замкнутого электрическогоконтура, внутри которого установлениндуктор.Ча Фиг. 1 показана общая схемаустройства для горизонтальной разлив-ки металлов; на Фиг. 2 - металлопровод с индуктором для двухручьевогоустройства, горизонтальный разрез;на Фиг. 3 - то же, для одноручьевого устройства. 10Устройство содержит футерованнуюразливочную емкость-металлоприемник 1, в который вмонтирован металлопровод в виде двух каналов 2 и 3,соединяюших ее с кристаллизатором 15(кристаллизаторами) 4. Каналы металлопровода соединены электропроводнойстенкой 5. В пространстве между каналами находится индуктор промышленнойчастоты 6 с магнитопроводом 7. 20Устройство работает следующимобразом.Разливочную емкость заполняютжидким металлом, который через отверстие в боковой стенке заполняет 2.металлопровоц и часть кристаллизатора. дуцируемым током, проходящимпо зщцкоиу металлу.и торцовой стенкекристаллизатора, которая изолированаот сквозной части кристаллизатора,металл подогревается до заданнойтемпературы, дополнительно происходит конвективный нагрев металлаэлектровихревыми течениями в зонахметаллопровода, не концентричныхиндуктору,При прохождении индуцируемого тока но замкнутому электрическому контуру на участке выхода металла вкристаллиэатор наблюдается резкоепонижение его плотности (увеличениесечения проводника), вследствие этого обеспечивается неоднородное впространстве растекание тока, т.е.обеспечивается непотенциальное .поле 45электромагнитной силы. При такомусловии главным механизмом воздействия на металл является не электродинамический (линч-эффект), а гидродинамический механизм который обя.заи существованию электровихревоготечения (ЭВТ). ЭВТв токопроводепеременного сечения имеет вид тороидального вихря со .скоростью на оситора, направленной в сторону уменьшения плотности тока (в сторонукристаллизатора). У боковых стенокнаправление движения противоположно. Именно у этих стенок жидкость испы-,тывает торможение за счет трения,причем со стороны жидкости на стенкудействует сила трения Р в противотР положном направлении.от кристаллиэатора. Для того, чтобы система жидкость - стенки находилась в равновесии, необходимо, чтобы к жидкостибыла приложена сила Р , уравновешивающая силу трения, Эта сила Р1092824 оставитель ехред А.Кравчук Корре Лугова Редактор С.Тито аказ 5588/ 11303 Производственн графическое предприятие, г.ужго ул,Проектная,Тираж 75 Государственн делам кзобрет Москва, ЖПодписноео комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4/5