Поддерживающее устройство зоны вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов

Союз Советск ихСоциалистическииРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.09.81 УДК047 4 88.8) опубликования опи нб В Е. Ю. Гельфе(71) Заявитель 4) ПОР,ДЕРЖИВАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО ЗОНЫ ВТОРИЧНОГООХЛАЖДЕНИЯ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ Изобретение о гни а именно " к ной разливки метал угольного поперечн ия сится к металл тановкам непрерывв в слитки прямоо сечен Наиболее близким по технической сущ- % ности является поддерживающее устройство зоны вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов, включающее основные опорные ролики, установленные на расчетном расстоянии "о друг от друга вдоль .зоны вторичного ох, лаждения, длина которых болыие ширины отливаемого слитка, между которыми установлены дополнительные жесткие опорные элементы в виде коротких роликов или брусьев на расстоянии от поверхности слитка или рт плоскости, совпадаю-, щей с бочками основных опорных роли ков, равном О, 1-0,9 допустимого прогиба этих роликов 111.Недостатком известного поддерживающего устройства является отсутствие необходимого открытого пространства на поверхности слитка для водяного охлажден вследствие перекрытия межроликового пространства дополнительными опорными эле ментами. Это приводит к невозможности создания оптимального режима вторичного охлаждения, что вызывает брак слитков но внутреннйм и наружным трещинам. Кроме того, опорные элементы, находясь на некотором .расстоянии от поверхности слитка, не разгружают основные опорные роликиот нагрузок вследствие ферростатлческого даваения и вйзывают доцолнительные сопротивления вытягиванию слитка при выпучивании его оболочки. При прорыве металла через оболочку слитка опорные элементы заливаются жидким металлом, что усложняет и удлиняет процесс ликвидации аварии. Наряду с этим дополнительные опорные элементы, находящиеоя между основными роликами, установленными на расчетном расстоянии, препятствуют увеличению их диаметра и не позволяют увеличить их прочность.865 25 30 40 Исследованиями установлено, что процесс выпучивания оболочки слитка происходит во временн и зависит от шириныотливаемого слитка и расстояния между основными роликами. При удаленииодного основного ролика оболочка слитка в процессе выпучивания представляетсобой арку поперек, так и вдоль слитка .При этом вершина арки находится по осисимметрии слитка и на расстоянии 1,01,3 расчетного расстояния между двумяосновными роликами при условии отсутствия одного основного ролика между ними, Если воздействовать на вершину арки дополнительным роликом, с относительно короткой бочкой и меньшимдиаметром, то появляется воэможностьостановить процесс выпучивания в допустимых пределах, освободив при этомдополнительную плошадь поверхностислитка для охлаждения водой. При этомотпадает необходимость, сточки зрениявеличины выпучивания оболочки, устанав-ливать длину бочки дополнительного ролика больше ширины отливаемого слитка,Цель изобретения - улучшение качества .непрерывнолитых слитков и увеличение конструктивных возможностей устройства,Указанная цель достигается тем, чов устройстве, содержащем основныеопорные ролики, установленные на .расчетномзначении шага друг от другавдоль эоны вторичного охлаждения и дополнительные ролики, расположенныемежду ними,при этом каждый дойолнительный ролик установлен на расстоянии от вьпперасположенного основного ролика, составляющем 1,0-1,3 расчетного значения шага на данномуровне зоны вторичного охлаждения,при этом длйна бочкй дополнительногоролика составляет 0,2-0,4 длины бочки основного, причем ролики каждого ряда зоны вторичного охлаждения установлены с расположением их образующих - линий контакта в одной плоскости,а диаметр дополнительных роликов составляет 0,5-0,6 диаметра основных Улучшение . качества непрерывно- литых слитков будет ппоисходить потому, что появляется дополнительная свободная плошадь поверхности слитка для охлаждения водой, что позволяет организовать оптимальный режим вторичного охлаж-. дения по периметру и длине слитка. Уве личение прочности основных роликов достигается благодаря возможности уме . 4%34ньшення диаметра дополнительньх роли=ков вследствие пх относительно небольшой длины. Кроме того, отсутствие подшипников вращения дополнительных роликов в районе крепления подшипников основных роликов позволяет выполнять ихболее моптыми,Диапазон изменения расстояния дополнительного ролика от основного в пределах 1,0-1,3 объясняется тем, что призначении 1,0 дополнительный роликстановится на расчетное местоположение. При значении большем, 1,3 происходит значительное выпучивание оболочки слитка, приводящее к образованиювнутренних трещин.Диапазон изменения длины бочки дополнительных роликов в пределах 0,20,4 длины бочки основных роликовобъясняется тем, что, при меньшем значении , чем О, 2 происходит чрезмерное выпучивание, оболочки слитка.При большем значении, чем 0,4, значительно уменьшается площадь слитка,открывая его для охлаждения водой,диапазон изменения диаметра дополнительных роликов в пределах 0,5-0,6диаметра основных объясняется тем, чтс 1при меньшем значении, чем 0,5, происходит прогиб ролика сверх допустимыхзначений под действием ферростатического давления. При большем значении, чем0,6, уменьшается площадь слитка, открывая его для охлаждения водой,На фиг, 1 изображено поддерживаю -щее устройство зоны вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов продощный разрез, на фиг. 2 то же, вид сбоку; иа фиг. 3 - разрезА-А на фиг. 2. Поддерживающее устройство состоитиз основнь 1 х роликов 1 с подшипниками2, между которыми расположены дополнительные ролики 3 с подшипниками 4.45 Позицией 8 обозначена оболочка непре-рывнолитого слитка, 6 - жидкий металл,Поддерживающее устройство работаетследующим образом.В процессе непрерывной разливки изкрнсталлизатора вытягивают слиток 5сечением 250 х 1700 мм изСт.З со скоростью 0,8 маймин, Образующие бочекроликов 1 и 3 со стороны слитка лежатв одной плоскости, В зоне вторичного охлаждения слиток 8 поддерживается и направляется основными 1 и дополнительными 3 роликами. Основные ролики 1смонтированы на подшипниках 2 и дли865498 5на их бочек составляет 170 л м, а диаметр равномерно увеличивается от 150 ммпоц кристаллиэатором до 350 мм в конце зоны вторичного охлаждения. Дополнительные ролики . смонтированы на подшипниках 4, и длина йх бочек равномерно уменыцается от 0,4 длины бочки основного ролика (или 700 мм под кристаллизатором) до 0,2 длины бочки основного ролика (или 350 мм в конце эоны вторичного охлаж-, дения. ) Диаметр дополнительного ролика равномерно увеличивается от 80 мм под кристаллиэатором до 200 мм в конце зоны охлаждения, 5Основные опорные ролики располагаются вдоль зоны вторичного охлаждения на расчетных расстояниях, величина которых изменяется от 200 мм под кристаллизатором до 600 мм в конце 2 о зоны вторичного охлаждения. Однако в соответствии с предлагаемым изобретением вместо основных опорных роликов через один установлены цополнитель- ные опорные ролики, При этом место ус тановки каждого дополнительного ролика сдвинуто относительно расчетного нодо-жения удаленного основного ролика всторону конца зоны вторичного охлаждения на величину 0,3 расчетного расстояния между основными опорными роликами,Для рассматриваемого примера на рас стоянии 12,0 м от мениска металла в кристаллизаторе расчетное значение рас стояния между основными опорными роликами составляет 400 мм. При этом расстояние, дополнительного роликот вьииерасположенного основного опорного ролика составляет 1,15 расчетного значения или 460 мм. На этом уровне диаметр основных роликов составляет 300 мм, а допол-, нительных - 0,55 основных или 165 мм. При таком расположении дополнительного ролика вместо основного опорного45 родика величина вынучивания оболочки слитка находится в допустимых пределах, не вызывающих образование трещин на фронте кристаллизации, Величина выпучиваиия при этом такая же, как и 50 при наличии основного опорного ролика, Одновременно увеличивается плошадь поверхности .слитка для охлаждения водой, что позволяет организовать оптима ный режим вторичного охлаждении по перимет ру и длине слитка, Это позволяет улучшить качество слитков по внутренним и наружным трещинам, снизить брак и уменьшить количество обреэи. Одновременно возможно увеличение диаметра основньи опорных роликов за счет уменьшения диаметра дополнительных роликов вследствие их короткой бочви. При этом появляется возможность увеличения величины подшипников основФ 1ных опорных роликов эа счет уменьшения длины бочки дополнительных роликов.При увеличении скорости разливки до 1,2 м/мин расстояние дополнительного ротпща от вьшерасположенного основного увеличивается до 1,3 расчетной величины или 520 мм, Это объясняется темчто при увеличении скорости разливки вериина аркообразного выпучивания оболочки слитка смещается и сторону от выше- расположенного основного ролика так как процесс выпучивания происходит во времени. Диаметр дополнительных роликов при этом составляет 0,6 основных или 180 мм.При уменьшении скорости разливки до 04 м/минрасстояние дополнительного, родика от вышерасноложенного основного умекынается .до расчетной величины или до 400 мм, Это объясняется тем, что при умекыиении скорости разливки вершина аркообразного выпучивания оболочки слитка смешается в сторону вьппераспопоженного основного ролика, так как процесс выпучивания происходит во времени. Диаметр дополнительных роликов при этом составляет 9,5 основных или 150 мм.Дополнительные ролики устанавливаются по оси симметрии слитка. Перед началом разливки местоположение дополнительных родиков настраивается в соответствии с будущей рабочей скоростью разливки. Уменьшение длйны бочки дополнительных роликов от 0,4 под кристаллизатором да 0,2 длины бочки основных ропиков в конце эоны вторичного охлаждения объясняется интенсивностью и вели- .г чиной выпучения оболочки слитка в зависимости от ее толщины. При меныией толщине оболочки величина выпучивания больше, чем при большей толщине оболоч- ки Увеличение диаметра дополнительно роликов при увеличении.скорости вытягивания объясняется ростом дащы жидкой фазы, сокращением толщины оболочки слит ка и увеличением ферростатического давления металла..г ВНИИПИТираж 87 Заказ 7939/1Подписное филиал П . Ужгоро Патентф,л. Проектная, Уменьшение диаметра дополнительныхроликов при уменьшении скорости вытягивания объясняется сокрашением длиныжидкой фазы, ростом толщины обо -лочки слитка и уменьшением ферроста 5тического давления металла,формула изобретенияПоддерживающее устройство зоны вторичного охлаждения установок непрерывной. разливки металлов, включающее основныеопорные ролики, установленные на расчетном значении шага друг от другавдоль вторичного охлаждения, и дополнительные ролики, расположенные междуними, о т л и ч а ю ш е е с я тем,. что, с целью улучшения качества непрерывнолитых слитков и увеличения конструктивных возможностей устройства, каж-,498 8дый дополнительный ролик установлен на расстоянии от вышерасположенного основного ролика, составляющем 1,0-1;3 расчетного значения шага на данном уровне зоны вторичного охлаждения, при этом длина бочки дополнительного составляет 0,2-0,4 длины бочки основного, причем ролики каждого ряда зоны вторичного охлаждения установлены с расположением их образующих - линий контакта в одной плоскости, а диаметр дополнительных роликов составляет 0,5-0,6 диаметра основных,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР46094, кл. В 221)11/12, 1975