Устройство для подвода металла в кристаллизатор

5)5 В 22 О 11/10 Комитет по пате Фс1п афЪ4 ь,г ФХЩ.,НИЕ ЕТЕН Б ПАТЕНТУ ода металла в критейную трубку, усО О Известно стройство для подвотор. содержащееустановленные впределитель, в дны отверстиякристалл и затор,снабжен сьемнымиксером. для под- онкообл ости в оссийской Федерации м и товарным знакам(46) 07,09.93. Бюл, М 33-36 (71) Государственный нау тельский проектный и конст титут сплавов и обраб металловГипроцветметобр (72) Резник Б,И., Кац А,МЗ (73) Государственный нау тельский проектный и конст титут сплавов и обраб металлов "Гип роцветметобр (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПО ЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОР (57) Устройство для подв сталлизатор содержит ли чно-исследоварукторский инсотки цветных аботка" апорожец В.Ф.чно-исследоварукторский инсотки цветных аботка" ДВОДА МЕТАЛИзобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для подвода металла в кристаллиэатор при непрерывном литье тонких плоских слитков иэ тяжелых цветных металлов и сплавов,Известен погружной металлопровод для ввода расплава в кристаллизатор для литья металлической полосы, который выполнен в виде трубы с отверстиями в направлении к узким стенкам кристаллиэатора.Металлопровод предназначеначи металла в кристаллизатор с вор разным расширением рабочей по верхней части.Укаэанная конструкция не обеспечивает равномерного подвода металла по длине кристаллиэатора. Струи, вытекающие иэ горизонтально расположенных отверстий. размывают затвердевшую корочку слитаЯЫ ,) 2000166 С тановленную в промежуточной емкости, и вертикальный погружной стакан, имеющий внутренний канал с расширением на входе и выходе отверстия в нижней части, В устройстве нижняя часть стакана выполнена в виде горизонтально расположенного металлораспределителя с выходными отверстиями в днище, при этом стакан закреплен на стенках кристаллиэатора, причем длина металлораспределителя составляет 0,4-0,8 длины кристаллиэатора, а соотношение площадей поперечных сечений внутреннего канала стакана в нижней части и на входе металлораспределителя и выходных отверстий равно 1:(2,7); (1,01,5): (1,02,0). 3 ил 1 табл. особенно у узких стенок кристаллиэатора, что приводит к ухудшению качества поверхности слитка(появлению надрывов и наплывов металла): Кроме того, при использовании воронкообразного кристаллизатора имеется воэможность зависания и обрыва корочки формирующегося слитка на конусном участке кристаллизатора. т,е. не обеспечивается стабильного получения качественной заготовки. опорно-разливочное устда металла в кристаллизастопор, литейную трубку, миксере, и металлораснище которого выполнедля выхода металла в а металлооаспределитель ми тягами, связанными сУкаэанная конструкция предназначенадля литья крупных слитков и жестко связанас миксером, При такой конструкии возникает трудность ввода разливочного устройствав рабочую полость кристаллизатора при литьетонких слитков при наклоне миксера и необеспечивается строгая центровка металлораспределителя е рабочей полости кристаллизатора, Нарушение центровки, особеннопри литье тонких слитков, приводит к неравномерному распределению металла за счетсмещения струй расплава к одной иэ широкихстенок кристаллиэатора, размыванию корочки слитка и образованию поверхностных дефектов в виде наплывов и прорывов,Известно устройство для подвода металла в кристаллиэатор, содержащее литейную трубку, установленную в ковше,вертикальный погружной стакан, имеющийвнутренний канал с расширением в верхнеичасти на входе и выходные отверстия в нижней его части, имеющей внутреннюю щельв направлении узких стенок кристаллиэатора. Верхняя часть стакана жестко соединена с ковшом. Нижняя часть стакана, котораяпогружена в металл в криста ллизаторе, имеет толщину 30 мм, ширину 300 мм, выходныеотверстия шириной 10 мм.Устройство предназначено для подводаметалла в кристаллизатор при получениитонких стальньх слитков сечением 60 х 1200ммНедостатком данного устройства является то. что оно не обеспечивает равомерности подвода металла по поперечномусечению кристаллизатора из-за отсутствиярассредоточенная подаваемой струи. Струиметалла, направленные к узким стенкалкрсталлзатора, размывают формующуося корочкуслитка и ухудшают качество поверхности и структуру слитка, особенно прилитье тонких слитков из тяжелых цветныхметаллов и сплавов,Кроме того, в рассмотренных конструкциях разливочные системы жестко связаныс промежуточными разливочными емкостями (ковшами, миксерами), При литье тяжелых цветных металлов и сплавов расплавподается в кристаллизатор иэ разливочнойкоробки поворотного миксера, а ввод раэлл.еочной системы о рабочую полость кристаллизатора осуществляется поооротолмиксера вокруг продольной оси, Поэтомупри литье тонких плоских слитков из тяжелых цветных металлов трудно осуществлятьввод укаэанных разливочных устройств жестко связанных с миксером, при его повороте е рабочую полость крсталлиэатораПовышается опасность раэруцеразливочной системы, что требуе 1 останов 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ки процесса и снижает производительность,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству и принятым в качестве прототипа является устройство из источника,Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество тонких плоских слитков из тяжелых цветных металлов и сплавов, увеличить выход годного и производительность процесса непрерывного литья.Указанный технический результат достигается в конструкции устройства для подвода в кристаллизатор, содержащего литейную трубку, установленную е промежуточной емкости, вертикальный погружной стакан, имеющий внутренний канал с расширением на входе, и выходные отверстия в нижней части, в котором нижняя часть стакана выполнена в виде горизонтально расположенного металлораспределителя с выходными отверстиями в днище, при этом стакан закреплен на стенках кристаллизатора, причем длина леталлораспределтеля составляет 0,4-0,8 длины поперечного сечения рабочей полости кристаллизатора, а соотношение площадей поперечных сечений внутреннЕго канала стакана в нижней части и на входе, леталлораспределителя и выходных отверстий равно 1; (27) 1,0 .,1,5); (1,0. 2,0)В патентной и научно-технической литературе не обнаружено технических решений, содержащих признаки, аналогичные отличительным от прототипа признакам заявляемого технического решения. Следовательно, предлагаемое техническое решение имеет "изобретательский уровень".На фиг.1 показано устройство для подвода металла; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,2,Устройство для подвода металла в крист;ллиэатор 1 содержит литейную трубку 2 с кпышкой 3, установленнуо в разливочной коробке миксера 4, вертикальный погружной стакан 5, нижняя часть которого выполена в виде горизонтально расположенного леталлораспределителя 6 с выходными отеерстиями 7 в днище, Внутренний канал стакана 5 имеет расширение 8 в верхней части на входе. Стакан 5 жестко крепится на стенках кристаллизатора 1 с полощью резьбовых штырей с фиксаторами 9, стопорных гаек 10 и стоек 11.Длина леталлораспределителя 1 сс- сгавляет 0,4-0,8 длиныпопере ного сече- ирабочей полости кгисталлиэагора, а соотношение площадей попеечньх сече;й внутре:него канала стакана в нижней части и на входе металппг:ппгеделеителяи выходных отверстий равно 1: (27): (1,01,5): (1,0.2.0).Устройство для подвода металла в кристаллизатор работает следующим образом. Перед началом литья миксер с литейной трубкой и крышкой находятся в поднятом положении, а вертикальный погружной стакан с горизонтальным металлораспределителем нагревается до 700-900 С. Затем стакан с металлораспределителем устанавливаются в рабочее положение - на необходимую глубину от верхнего среза кристалпизатора, строго параллельно и на равном расстоянии от широких стенок кристаллизатора с помощью резьбовых штырей, стопорных гаек и стоек. Одновременно с окончанием фиксации производится наклон миксера в рабочее положение. в ходе которого нижний конец трубки входит в расширенную верхнюю полость стакана, а крышка укрывает его. Открытием стопорных устройств миксера осуществляется подача металла в разливочную систему и кристаллизатор. После подьема уровня металла выше металлораспределителя включается вытягивающий механизм установки непрерывного литья и регулированием скорости вытягивания и расхода металла с помощью стопорных устройств этот уровень расплава поддерживается в оптимальном положении.Разработанная конструкция разливочного устройства обеспечивает равномерную подачу металла в кристаллиэатор, равномерное здтвердевание корочки по периметру кристаллиэатора и получение слитка с однородной мелкозернистой структурой. Строгая фиксация металлораспределителя е рабочей полости кристаплиэаторд, заданное соотношение внутренних каналов и отверстий, строго вертикальное направление выходящих потоков металла предотвращают местные размывания корочки формирующего слитка и, тем самым, обеспечивают получение качественной поверхности получаемой заготовки, что особенно важно при литье тонких слитков из тяжелых цветных металлов и сплавов, Конструкция обеспечивает как стабильное начало пооцесса, так и его ведение на рабочих режимах без опасности перемерздния металла в каналах разливочной систел 1 ы.При испытаниях при литье полосовых заготовок иэ латуни Л 90 сечением 45 х 600 мм была полученд полосовая заготовка с качественной поверхностью и структурой,Стабильный процесс получения качественной полосоеой заготовки, который обеспечивается п рименением предлагаемого устройства для полечи л 1 етдллд е кристаллиздтор, позволяет увеличить выход годного и производительность процесса литья за счет снижения брака по качеству поверхности и плотности слитка и снижения потерь време ни при замене разливочной системы, чтоособенно важно для работы совмещенных литейно-прокатных агрегатов.Выбор соотношения площадей поперечных сечений определяется следующими 10 соображениями:- уменьшение соотношения площадейпоперечных сечений каналов стакана в нижней и верхней вертикальных частях, металлораспределителя и выходных отверстий до 15 1: 2: 1: 1 приводит к увеличению турбулизации выходящих струй металла и к снижению равномерности формирования корочки слитка по периметру кристаллизатора, либо к возникновению аварийной ситуации из-за 20 переполнения металла в стакане:- увеличение соотношений площадейпоперечных сечений каналов стакана в нижней и верхней вертикальных частях, металлораспределителя и выходных отверстий до 25 1; 7: 1,5: 2 приводит к незаполненностиканалов литниковой системы и, в результате, к захвату потоками металла газов и ухудшению качества отливки из-за образования газо-усадочной пористости.30 Выбор соотношения длины металлораспределителя и длины поперечного сечения рабочей полости кристаллизатора определяется следующими соображениями:- уменьшение соотношения менее 0,4 35 при литье тонких плоских слитков снижаетравномерность подвода металла, ухудшает качество слитка;- увеличение соотношения более 0,8ухудшает условия формирования поверхно сти слитка, приводит к образованию грубойскладчдтости, затрудняет фиксацию разливочной системы относительно стенок кристдллизатора, что снижает выход годного и производительность.45 Результаты испытаний известной ипредлагаемой конструкций представлены в таблице,Как видно из результатов таблицы, при:оотношении площадей поперечных сече ний внутреннего канала стакана, металлорэспределителя и выходных отверстий в и ределах 1: (27); (11,5): (12), при соотношении длины металлордспределителя к длине поперечного сечения рабочей по лости кристаплиэатора от 0,4 до 0,8 обеспечивается получение качественной поверхности, структуры, высокий выход годного и производительность процесса.При еыходе за предельные значенияконструктивных параметров предлагаемой200016 Я Проиэво.дительность.т/ч Кыкпд год.ного ло ли.тью,Соотноше. ние длин иеталчо- раслредекителя и качество слитка Длина по.перечноо сечения рабочей полости кристалли. затора,имДлина ме. таллорасп. ределите. ля. ми 1 Заданное соотноше.ние площадей поперечник сечений Суммарналплощадьвыходныхотверстийметалло.распреде.лителл, ммз Площадь попереч. ного сече мил внут. раннего канала ме. таллорас. предали. теле ми Площадь поперечного сечение отверстие стакананиавврк. мм тстройствекристаллиззтора Надрывы н наплывы маповеркности слитка 70 0,25 1200 300 зооо Не регламемтиревана 500 Не регла ив итиро.ана 1000 не регла. иентировано1.2 1:1 заестоа качественная поверх. ность без дефектов и внуренняя структура иеталла слитковТо хе 0.4 600 240 Предлога.евое 97 05 600 750 1:4,5 1 25: 5 625 500 2250 500 змо 500 800 97 0.6 609 480 1 7.1.5:2 70 80 Укудшвмие структуры металла. снижение скорости литья замер запил иетл ла в пускоаои период Образование лорис. тости в металле, обо зовзние складчатости на поле кности слитка 600 400 1.1 6 О 8.0.8 70 540600 09 1 Э 1 6 2,2 1100 системы ухудшается качество поверхности и структура металла слитка, снижается выход годного и производительность процесса,Таким образом, разработанное устройство для подвода металла в кристаллизаторе прм литье тонких плоских слитков из тяжелых цветных металлов и сплавов обеспечивает улучшение структуры, качества поверхности получаемых заготовок, не требующих предварительной фрезеровки перед последующей пластической деформацией. увеличение выхода годного и производительности установок непрерывного литья. Ожидаемый экономический эффект отиспользования изобретения составит около100 руб/ту Формула изобретения Устройство для подвода металла в кристаллиэатор, содержащее литейную трубку, установленную в промежуточной емкости, 5 вертикальный погружной стакан, имеющийвнутренний канал с расширением на входе и выходные отверстия в нижней части, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что стакан закреплен на стенках кристаллиэатора, а его нижняя 10 часть выполнена в виде горизонтально расположенного металлораспределителя с выходными отверстиями в днище, длина которого составляет 0,4-0,8 длины кристаллизатора, при этом соотношение площадей поперечных 15 сечений канала стакана в нижней части и навходе металлораспределителя и выходных отверстий составляет 1: (2 - 7); (1,0 - 1,5): (1,0 - 2,0).2000166 Рог. 3 Корректс ыль еда лако Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раущская наб 4/5 Заказ 30 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 Составит Техред М ь Б.РМорв