Кристаллизатор

(50 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ.(54)(57) 1. КРИСТАЛПИЗАТОР, состоящий из биметаллических панелей, имеющих вертикальные, каналы водоохпаждения с перегородками, и датчика уровня металла, установленного в одной из панелей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, е целью снижения . удельного расхода электроэнергии и повышения производительности, он снабжен обечайкой, выполненной иэ материала с температурой плавления и термическим сопротивлением большим, чем у меди, и расположенной на рабочей поверхности водоохлаждаемых панелей выше датчика уровня жидкого металла, а в перегородках вертикальных каналов водоохлаждения ниже датчика уровня жидкого металла выполнены горизонтальные каналы, образующие с вертикальными каналами ячеистую конструкцию.2. Кристаллизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен прокладкой, выполненной иэ огнеупорного материала и установленной между рабочей поверхностью водоохлаждаемой панели и обечайкой.45 50 55 Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может использоватьсяпри электрошлаковом переплаве.Известны кристаллизаторы, состоящие иэ медной гильзы и стального 5кожуха и имеющие между ними полостьдля охлаждающей воды. Однако изготовление и ремонт таких кристаллизаторов трудоемки. Кроме того, сварен 10ные швы медной гильзы частот содержат поры, через которые может просачиваться вода.Известен блочный медный кристаллизатор, у которого каждая стенка име 15ет вертикальные каналы для охлаждения и перпендикулярные к ним горизонтальные каналы, причем горизонтальные и вертикальные каналы пересекаются,20В процессе ЭШП металл плавитсяпод действием тепла, передаваемоготеплопередачей из шлаковой ванны,температура которой должна бытьвыше точхи плавления плавящегосяметалла. Шлаковая ванна должна находиться в водоохлаждаемом кристаллизаторе и иметь определенную глубину. Это необходимо для обеспечениярациональных электрических характеристик и достижения требуемой эффективности процесса, По этим причинамтепловые потери через поверхностьраздела шлак-стенка кристаллизаторазначительно больше, чем полезно расходуемое тепло на плавление металла.Из этого следует, что относительномалое изменение потерь из шлаковойванны в весьма значительной степениотражается на расход электроэнергии.Таким образом, существенным недостатком таких кристаллизаторов явля.ется то, что применение их не позволяет улучшить энергетические показатели,процессаэлектрошлаковогопер еплава .Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и увеличениепроизводительности.Это достигается тем, что кристаллизатор снабжен обечайкой, выполненной из материала с температурой плавления и термическим сопротивлениембольшим, чем у меди, расположеннойна рабочей поверхности водоохлаждаемых панелей выше датчика уровняжидкого металла, а в перегородкахвертикальных каналов водоохлажденияниже датчика уровня жидкого металлавыполнены горизонтальные каналы,образующие ячеистую конструкцию,кристаллизатор снабженПрокладкой,выполненной из огнеупорного материала н установленной между рабочейповерхностью водоохлаждаемой панелий обечайки.На фиг, 1 изображен предлагаемыйкристаллизатор в сборе, на фиг. 2 -панель предлагаемого кристаллизатора,на фиг. 3 - сечение панели по вертикали параллельно рабочей поверхности А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - горизонтальное сечение панели Б-Б нафиг. 3, на фиг. 5 - вертикальноесечение панели В-В на фиг. 3; нафиг. 6 - то же, для случая с огнеупорной прокладкой, на фиг . 7 - сечение Г-Г на фиг. 6 .для случая с огнеупорной прокладкой,Кристаллизатор собран из панелей 1, охлаждаемых автономно. Каждая панель состоит из медного слоя 2, металлического слоя 3 с более высокнми температурой плавления и термическим сопротивлением, чем у меди, стального слоя 4, соединенных сваркой взрывом, стального листа 5, входного 6 и выходного 7 коллекторов, вертикальных каналов 8, разделенных между собой перегородками 9, в которых ниже датчика уровня жидкого металла 10 выполнены горизонтальные каналы 11. Для увеличения термического сопротивления участка панелей выше уровня жидкого металла между металлическим слоем 3 и медным слоем панели 2 может быть установлена прокладка из огнеупорного материала 12. Датчик уровня жидкого металла установлен на одной из панелей на высоте задан-, ного уровня жидкого металла относительно нижнего края кристаллизатора.Панели кристаллизатора изготавливаются, например, следующим образом. К рабочей поверхности медного слоя 2 сваркой взрывом присоединяется металлический слой 3, К противоположьой поверхности медного слоя этим же способом присоединяется стальной слой 4 и выполняются на нем вертикальные каналы 8, кроме этого, в зоне формирования слитка горизонтальные каналы,11 охлаждения на глубине этого слоя и входные 6 и выходные 7 коллекторы. Каналы охлаждения и коллекторы закрываются стальным листом 5, который обваривается по контуруи в местах перегородок соединениеусиливается электроэаклепками.В случае изготовления кристаллизатора С огнеупорной прокладкой ееприсоединяют вместе с металлическим слоем 3,В процессе переплава и рафинирования в подвижном кристаллизатореобразуются две совершенно определенные и четко разграниченные области;в одной из них поддерживается жидкийшлак, в другой кристаллизуется слиток. Выполнением в верхней части рабочей поверхности панелей кристаллиэатора зоны с термическим сопротивлением значительно выше зоны формирования слитка,. создаются условиядля существенного уменьшения тепловыхпотерь через поверхность разделашпак-стенка кристаллизатора, которыеиграют главную роль в тепловом балансе шлаковой ванны, При работекристаллизатора охлаждающая водаподается на входной коллектор и отводится из выходного коллектора,555671 4которая в зоне формирования слиткапри протекании по вертикальным каналам эа счет горизонтальных каналовприобретает турбулентный характер,что увеличивает интенсивность охлаждения этой зоны панели кристаллизатора и скорость кристаллизации слитка, т.е. весовую производительностьпри оптимальных значениях коэффици 10 ента фронта кристаллизации,Таким образом, предлагаемый кристаллиэатор позволяет сушественноповысить производительность установки за счет более рационального ис"15 пользования тепла в верхней частикристаллизатора - уменьшения тепло-.вых потерь через стенку кристаллиэатора и более интенсивного охлаждения слитка в зоне его формирования.20 При этом за счет уменьшения тепловыхпотерь в верхней части кристаллизатора более полно используется электрическая энергия, вводимая в шлаковую ванну, что создает условия для25 ее экономии,.Г и Составительор О.Юркова ТехредН.Глущенко Корректор М.Пожо,Ужгород, ул.Проектна изводственно-полиграфическое пред ти каэ 58413 Тираж 567 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Подписное комитета СССР и открытий аушская наб., д. 4/5