Устройство для литья плоских слитков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1)4 В 220 ЗОБРЕТЕН ИОАН ВИДЕТЕЛЬСТВ ТО ЬЯно и 4)(ОСКИХди ще ОСУДАРСТВЕННЫ 4 НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов "Гипроцветметобработка" и Ленинградское производственное объединение "Красный выборжец"(56) Германн Э. Непрерывное литье.М.: Гостехиздат, 1961, с. 278,р. 810-811,УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТЛИТКОВ, преимуществ ных сплавов, содер кристаллнзатор с корпусом и гильзой, установленной с зазором относительно корпуса, и расположенный под гильзой секционный спрейер, сек" ции которого параллельны широким граням гильзы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения выхода годного металла и производительности устройства, калдая секция спрейера выполнена И -образной формы, а высота узких граней гильзы составляет 1,1-1,2 высоты широких граней.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что угол наклона боковых участков составляет 10-85, а угол меаду центральными участками составляет 95-180, при этом места пересечения боковых и центральных участков спрейера располокены от края грани на расстоянии О, 12-0,30 ее ширины.Изобретение относится к полунепрерывной и непрерывной разливке металлов, в частности для литья плоских слитков иэ меди и медных сплавов. 5Цель изобретения - повьппение выхода годного металла и производительности устройства.На фиг. 1 представлен кристаллизатор, продольный разрез; на Фиг.2 гвердожидкая ванна слитка, разрез,Устройство содержит кристаллизатор с корпусом 1, гильзой 2, образующей с корпусом щель 3 для выхода воды, и спрейер, выполненный из 15 ,двух отдельных, установленных параллельно широким граням гильзы 2 секций, каждая из которых состоит из центральных 4 и боковых 5 участков. Боковые участки секции 5 уста новлены одним концом у угловых частей торца гильзы 2 и образуют с горизонтальной плоскостью угол Ы =10-85 . Оси центральных участков секции пересекаются под углом ф =- 2595-180 , а вершина угла направлена к торцу гильзы. Место пересечения осей центральных и боковых участков секции отстоят от края широких граней гильзы на 0,12-0,30 ее ширины Зо (а). Узкие грани 6 гильзы 2 выполнены высотой 1,1-1,2 высоты широких граней, Центральные участки секции могут быть сопряжены между собой но дуге окружности 7. Секция спрейера образует зоны паровоздушного 8 и струйного 9 охлаждения.Устройство работает следующим образом.В процессе литья вода, поступая4 Ов объем между корпусом 1 и гильзой 2 кристаллизатора, охлаждаетгильзу, и удаляется из него черезщель 3 параллельно поверхности слитка потоком, который образует со4спрейером зону 8 паровоздушного охлаждения слитка,Зоны 9 струйного охлаждения сформированы участками секций спрейера,Узкие грани гильзы кристаллизатораимеют удлиненную форму, которая способствует выравниванию толщины твердой корочки слитка в угловых частях слитка в зоне первичного охлаждения, а также предотвращает прорывыметалла по узкой грани слитка привысоких скоростях литья. После выхода слитка из гильзы кристаллизатора его твердая коррчка имеет волнообразный вид с минимальной толщиной в центре и в угловых частях широких граней, Участки секций спрейера, расположенные под углом друг к другу и к горизонтальной плоскости, обеспечивают струйное охлаждение слитка в этих ослабленных частях, постепенно захватывая всю полость слитка. При широкой зоне минимальной толщины корочки в центральной части слитка центральные участки секции могут сочленяться между собой по дуге окружности,Конструктивные параметры и углы пересечения осей участков спрейера определены следующим образом.Экспериментально, методом заливки жидкого свинца в литейную лункуопределен профиль затвердевшей короч ки слитка на уровне нижнего торца широких граней гильзы кристаллизатора, Изучение этого профиля показало, что в плоских слитках сечением О,б,0 х 0,18-0,3 м он приобретает волнообразный Рид с утонченной частью в центре широких граней и вблизи угловых частей. При этом расстояние от узких граней до наиболее утолщен - ных частей корочки 0,12-0,18 и или 0,12-0,30 размера широких граней этих слитков, Поэтому для выравнивания фронта кристаллизации и следовательно, Формирования равнотолщинной корочки слитка в зоне вторичного охлаждения боковые участки спрейера должны охватывать этот участок, при этом оцин конец их должен быть установлен у угловой части торца гильэы.Угол наклона боковых участков спрейера к горизонтальной плоскости 10-856 определен из следующих соображений. Обычно трещины на широкой грани слитка образуются при различии по толщине профиля твердой корочки слитка на 8-10%.Для выравнивания толщины такой корочки в зоне вторичного охлаждения угол наклона бокового участка спреонера должен быть не менее 10 . При меньшем значении угла выравнивание твердой корочки не завершается и в утонченных местах возможно образование продольных трещин.Максимальное значение угла 85 ф выбрано из условия, что выравнивание корочки этих частей слитка возможно на участке от тбрца гильзыкристаллизатора до границы полного затвердевания жидкометаллической ванйы.Полное затвердевание жидкометаллической ванны на участке слитка 5 0,12-0,30 его ширины (участок а, на фиг. 2) наступает на пересечении этого участка с боковой границей жидкометаллической ванны (точка В), Поэтому продление бокового и цент рального участков спрейера за пределы этой точки пересечения нецелесообразно.Угол пересечения осей центральных участков спрейера 95-180 оп ределен следующим образом.Иаксимальное значение этого угла, равное 180, определено из крайних условий, при которых толщина твердой корочки слитка в централь ных частях равномерна или отличается менее чем на 73, В этом случае нет необходимости в ускоренном росте корочки в какой-либо части центрального участка слика, а цент ральные участки спрейера должны быть расположены в одну линию, параллельную торцу гильзы, При значе-нииэтого угла более 180 возможно опережение роста твердой корочки бо- ЗО ковых частей слитка и образование скрытых трещин в ослабленных центральных участках слитка. Иинимальное значение угла 8 пере сечения осей центральных участков спрейера 95 О. При меньшем значении этого угла пересечение осей произойдет выпе торца граней гильзы. В этом случае центральные зоны слитка 40 не будут орошаться водой и твердая корочка слитка замедлит свой рост, Это будет способствовать образованию трещин в центральной части плоскости слитка. 5Удлинение боковых граней кристаллизатора до 1, 1-1,2 высоты широких граней выбрано из условия предотвращения прорывов металла в этих местах при повьппенных скоростях и температуре литья. Так как температура литья обычно колеблется на 50 или на 3-5 Х, а скорость литья до 5-10 Х, то удлинение боковых граней кристаллизатора на 10-203 компенсирует эту нестабильность процесса. Выполнение боковых граней гильзы менее 1,1 высоты кристаллиэатора приводит к прорыву металла при увеличении температуры и скорости литья. Выполнение боковых граней более 1,2 высоты кристаллизатора нецелесообразно, так как суммарное возмущение процесса не превышает 153, а толщина корочки при этом колеблется в пределах 15-207.Изготовление спрейера осуществляют в соответствии с реальными соот"ношениями толщины затвердевшей корочки слитка, после его выхода изгильзы кристаллизатора, и глубиныжидкЪметаллической ванны. При незначительной разнице в толщине корочкив угловых частях слитка угол наклона бокового участка спрейера долженбыть близок к 10 , а угол пересечения осей центральных участковспрейера близок к 180 О. Такая ситуация возможна при интенсивном теплоотводе в кристаллизаторе и мдлойскорости литья. При большом утонченнии корочки. в угловых и центральныхчастях слитка угол наклона боковогоучастка сперейера следует увеличить,а угол пересечения осей центральныхучастков спрейера уменьшить. Для слит.ков с большой протяженностью, утонченной центральной частью корочкислитка (например, слитки шириной1,0 м и более) центральные участкиспрейера могут быть сопряжены междусобой по дуге окружности.Предлагаемая конструкция кристаллизатора имеет следующие преимущества,Спрейер в виде ломанной линии сопределенным расположением его боковых и центральных участков противширокой грани слИтка создает в зоневторичного охлаждения условия дляускоренного нарастания затвердевающей корочки не только в центральной,но и в угловых частях грани и темсамым приводит к выравнивая по корочки по периметру слитка. Предложенное удлинение узких граней гильзы ивывод воды из корпуса параллельноповерхности слитка (образуется зона паровоздушного охлаждения) создают условия для более интенсивного роста корочки по всему периметру слит -ка и особенно по его узким граням,которые не охвачены спрейером. Благодаря выравниванию затвердевающейкорочки в угловых частях широкойграня слитка резко уменьшается или1253715 Составитель Л. ДымюицТехред л,Кравчук Корректор, Т. Колб Редактор Т. Парфенова Заказ 4664/14 Тираж 757 ВНИИПИ Государственнога комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4 У 5практически устраняется образованиеповерхностных трещин на слитке, чтопозволяет повысить выход годногосоставляет (10-157 на 1 т слитков),Кроме того, становится возможнымувеличение производительности уст.ройства за счет повышения скоростилитья в 12-1,3 раза.