Машина непрерывного литья заготовок криволинейного типа

Полезная модель относится к металлургии и при непрерывной разливке металлов позволяет повысить надежность МНЛЗ. Машина непрерывного литья заготовок криволинейного типа, содержит радиальный кристаллизатор 1 и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка 2, криволинейного участка правки 3 и горизонтального участка 4. При этом радиус криволинейного участка правки определен по зависимости:

где R_S - радиус криволинейного участка правки, м;

R - радиус дугового участка, м;

L_k - длина криволинейного участка правки, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка правки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, м/с⁰⁵;

k_t - температурный коэффициент, Н/м² град;

T - перепад температуры в поперечном сечении заготовки, град;

L_r - длина дугового участка, м;

L - длина незатвердевшей части заготовки;

h - толщина отливаемой заготовки, м;

- удельный вес жидкой стали, Н/м³ ;

Y - разница ординат конца и начала криволинейного участка правки, м.

Полезная модель относится к металлургии, в частности к оборудованию для непрерывной разливки металлов.

Известна машина для непрерывной разливки стали, состоящая из криволинейного кристаллизатора, криволинейной проводки зоны вторичного охлаждения и устройств вытягивания и выравнивания криволинейного слитка, которые расположены в месте выхода криволинейного слитка в горизонтальное положение. Радиус криволинейной полости вертикально расположенного кристаллизатора составляет не менее 2/3 глубины жидкой фазы отливаемого слитка (см. а.с. СССР №497090, В 22 D 11/14).

Недостатком данной машины являются низкая ее надежность из-за высокой нагрузки на ролики роликовой проводки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы в конце криволинейного участка.

Известна установка непрерывной разливки металлов, содержащая промежуточную емкость, криволинейный кристаллизатор с механизмом качания, систему вторичного охлаждения и оборудованная устройствами для резки непрерывного слитка. Система вторичного охлаждения выполнена в виде шагающих криволинейных брусьев и приводных роликов, расположенных по кривой с плавным переходом от кривизны брусьев до прямой линии (см. а.с. СССР №276338, В 22 D 11/14).

Недостатком данной установки является невысокая ее надежность из-за высокой неравномерности распределения между роликами роликовой

проводки криволинейного участка нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.

Известна установка непрерывной разливки металла, содержащая радиальный кристаллизатор и направляющие устройства для слитка в зоне вторичного охлаждения, которая включает последовательные дуговой участок с радиусом, равным радиусу кривизны кристаллизатора, криволинейный и прямолинейный участки. Дуговой участок с кристаллизатором выполнен длиной 0.2-0.4 общей длины зоны вторичного охлаждения, а направляющие на криволинейном участке установлены по кривой, радиус кривизны которой прямо пропорционален отношению толщины жидкой фазы слитка при максимальной скорости разливки к разности длины криволинейного участка и текущей длины дуги кривой, причем длина криволинейного участка равна 1.3-1.8 произведения радиуса кривизны кристаллизатора на величину угла между вертикалью и прямой, соединяющей начало криволинейного участка с центром кривизны кристаллизатора (см. а.с. СССР №349238, В 22 D 11/14).

Недостатком данной установки непрерывной разливки металла является невысокая ее надежность из-за высокой неравномерности распределения между роликами роликовой проводки криволинейного участка нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является машина непрерывного литья заготовок криволинейного типа, содержащая радиальный кристаллизатор и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка, криволинейного участка правки и горизонтального участка. При этом радиус криволинейного участка правки определен по зависимости:

, где ,

R - радиус криволинейного участка правки, м;

R₀- базовый радиус машины, м;

L₂ - длина криволинейного участка правки, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка правки, м;

(H_M+L₁) - длина дугового участка, м;

L - длина незатвердевшей части слитка, м (см. Нисковских В.М., Карлинский С.Е., Беренов А.Д. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. - М.: Металлургия, 1991. - С.20, 23, 24.).

Недостатком данной машины непрерывного литья заготовок криволинейного типа является невысокая ее надежность из-за высокой неравномерности распределения между роликами роликовой проводки криволинейного участка правки нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.

Техническая задача, решаемая заявляемой машиной, заключается в повышении надежности МНЛЗ за счет обеспечения равномерности распределения между роликами роликовой проводки криволинейного участка правки нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы.

Поставленная задача решается тем, что в известной машине непрерывного литья заготовок криволинейного типа, содержащей радиальный кристаллизатор и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка, криволинейного участка правки и горизонтального участка, согласно изменению, радиус криволинейного участка правки определен по зависимости:

где R_S - радиус криволинейного участка правки, м;

R - радиус дугового участка, м;

L_k - длина криволинейного участка правки, м;

S- расстояние от конца криволинейного участка правки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, м/с⁰⁵;

k_t - температурный коэффициент, Н/м² град;

T - перепад температуры по сечению заготовки, град;

L_r - длина дугового участка, м;

L - длина незатвердевшей части заготовки;

h - толщина отливаемой заготовки, м;

- удельный вес жидкой стали, Н/м³ ;

Y - разница ординат конца и начала криволинейного участка правки, м.

Сущность устройства поясняется чертежом, где изображена машина непрерывного литья заготовок криволинейного типа.

Машина содержит радиальный кристаллизатор 1 и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка 2, криволинейного участка правки 3 и горизонтального участка 4. При этом радиус криволинейного участка правки 3 определен по зависимости:

где R_S - радиус криволинейного участка правки, м;

R - радиус дугового участка, м;

L_k - длина криволинейного участка правки, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка правки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, м/с⁰⁵;

k_t - температурный коэффициент, Н/м² град;

T - перепад температуры по сечению заготовки, град;

L_r - длина дугового участка, м;

L - длина незатвердевшей части заготовки

h - толщина отливаемой заготовки, м;

- удельный вес жидкой стали, Н/м³ ;

Y - разница ординат конца и начала криволинейного участка правки, м.

При этом значение температурного коэффициента k_t взято из работы - Роликовая проводка машин непрерывного литья заготовок криволинейного типа, конструирование и расчет /В.А.Пиксаев, К.Н.Вдовин, В.А.Зубачев и др. - Магнитогорск: Издание МГМА, 1998. - С.51.

Машина работает следующим образом. Жидкую сталь подают в кристаллизатор 1, где осуществляется ее первичное охлаждение с образованием частично закристаллизовавшейся заготовки. После кристаллизатора 1 заготовка движется по дуговому участку 2 без изменения ее кривизны, наращивая толщину оболочки. На криволинейном участке правки 3, благодаря тому, что его радиус (R_S) выполнен по вышеприведенной заявляемой зависимости, происходит выравнивание между роликами его роликовой проводки нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы. Это приводит к снижению их суммарной величины и повышению стойкости роликовой проводки, что обеспечивает повышение надежности всей МНЛЗ. Дальше заготовка идет по горизонтальному участку 4.

ПРИМЕР. Для машины непрерывного литья заготовок криволинейного типа с дуговым участком, имеющим радиус и длину, соответственно, R=8 м. и L_r=10.299 м., при угле сопряжения A=0,345895 радиана, длине незатвердевшей части заготовки L=23.96 м. и разнице ординат конца

и начала криволинейного участка правки Y=0.678 м., длина криволинейного участка правки L_k=6.336 м.

Радиус криволинейного участка правки R_S, для различных значений расстояния S приведен в таблице 1.

Таблица 1
Радиус криволинейного участка правки
S, м	0	0.6336	1.2672	1.9008	2.5344	3.1680	3,8016	4.4352	5.0688	5.7024	6.3360
R S, м		113.451	54.868	35.340	25.576	19.717	15.812	13.022	10.930	9.302	8.000

Соответствующие значения действующей на ролики роликовой проводки суммарной нагрузки F при отливке заготовки из стали 30 шириной b _z=2.35 м. и толщиной h=0.25 м. на заявляемой машине, приведены в таблице 2.

Таблица 2
Значения суммарной нагрузки
j	33	35	37	39	41	43	45	47
F:104, Н	79.75	79.73	80.57	79.90	79.28	78.26	77.68	77.35

Для сравнения в таблице 3 приведены значения действующей на ролики роликовой проводки суммарной нагрузки F при отливке заготовки из стали 30 шириной b _z=2.35 м. и толщиной h=0.25 м. на машине, принятой за прототип (L=23.96 м., R=8 м., 4=9.366 м., А=0,4624 рад., L _k=6.382 м.).

Таблица 3
Значения суммарной нагрузки
j	33	35	37	39	41	43	45
F:104, Н	68.10	71.33	75.93	79,12	84.41	89.41	93.34

Как видно из результатов таблиц 2 и 3, выполнение радиуса криволинейного участка правки по заявляемой зависимости позволяет обеспечить выравнивание между роликами его роликовой проводки суммарной нагрузки от распрямления заготовки и ферростатического давления жидкой фазы. Это приводит к снижению величины вышеупомянутой нагрузки и повышению стойкости роликовой проводки, что обеспечивает повышение надежности всей МНЛЗ.

Машина непрерывного литья заготовок криволинейного типа, содержащая радиальный кристаллизатор и технологическую линию, состоящую из трех участков: дугового участка, криволинейного участка правки и горизонтального участка, отличающаяся тем, что радиус криволинейного участка правки определен по зависимости:

где R_s - радиус криволинейного участка правки, м;

R - радиус дугового участка, м;

L_k - длина криволинейного участка правки, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка правки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, м/с^0.5;

k_t - температурный коэффициент, Н/м² град;

Т - перепад температуры в поперечном сечении заготовки, град;

L_r - длина дугового участка, м;

L - длина не затвердевшей части заготовки, м;

h - толщина отливаемой заготовки, м;

- удельный вес жидкой стали, Н/м³ ;

Y - разница ординат конца и начала криволинейного участка правки, м.