Машина непрерывного литья заготовок

Полезная модель относится к металлургии и позволяет повысить надежность МНЛЗ. Машина непрерывного литья заготовок, содержащая кристаллизатор, последовательно расположенные дуговой, криволинейный и прямолинейный участки зоны вторичного охлаждения и направляющее устройство для заготовки с системой охлаждения, состоящее из пар роликов, расположенных вдоль зоны вторичного охлаждения, отличающаяся тем, что радиус криволинейного участка зоны вторичного охлаждения определен по зависимости:

где R_S - радиус криволинейного участка, м;

R - радиус дугового участка, м;

L _k - длина криволинейного участка, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка до пары роликов, м;

L _r - длина дугового участка, м;

h - расстояние между роликами пары роликов, м;

L - длина незатвердевшей части заготовки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, k_k=0.0033 м/с^0,5 ;

t_f - температура на фронте кристаллизации, град;

k_t1, k_t2 , k_t3 - коэффициенты, зависящие от марки стали и определяющие режим работы системы охлаждения.

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

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 является низкая надежность из-за высокой неравномерности распределения нагрузок от распрямления заготовки между парами роликов направляющего устройства на криволинейном участке зоны вторичного охлаждения.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является машина непрерывного литья заготовок, содержащая кристаллизатор, последовательно расположенные дуговой, криволинейный и прямолинейный участки зоны вторичного охлаждения и состоящее из пар роликов, оборудованное системой охлаждения, расположенное вдоль зоны вторичного

охлаждения направляющее устройство для заготовки. При этом радиус криволинейного участка определен по зависимости:

где R_s - радиус криволинейного участка, м;

R - радиус дугового участка, м;

L _k - длина криволинейного участка, м;

L _r - длина дугового участка, м;

h - толщина отливаемой заготовки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, м/с^0,5;

V - скорость разливки стали, м/с;

S - расстояние от конца криволинейного участка, м (см. свид. РФ №10620, В 22 D 11/14).

Недостатком данной машины является низкая надежность из-за неравномерного распределения нагрузок от распрямления заготовки на криволинейном участке зоны вторичного охлаждения между парами роликов направляющего устройства. Причем неравномерность распределения нагрузок происходит в результате того, что задающий интенсивность распрямления заготовки радиус криволинейного участка зоны вторичного охлаждения определен без учета влияния температуры на жесткость заготовки.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении надежности машины за счет равномерного распределения между парами роликов направляющего устройства нагрузок от распрямления заготовки на криволинейном участке зоны вторичного охлаждения.

Поставленная задача решается тем, что в известной машине непрерывного литья заготовок, содержащей кристаллизатор, последовательно расположенные дуговой, криволинейный и прямолинейный участки зоны

вторичного охлаждения и направляющее устройство для заготовки с системой охлаждения, состоящее из пар роликов, расположенных вдоль зоны вторичного охлаждения, согласно изменению, радиус криволинейного участка зоны вторичного охлаждения определен по зависимости:

где R_S - радиус криволинейного участка, м;

R - радиус дугового участка, м;

L _k - длина криволинейного участка, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка до пары роликов, м;

L _r - длина дугового участка, м;

h - расстояние между роликами пары роликов, м;

L - длина незатвердевшей части заготовки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, k_k=0.0033 м/с^0,5 ;

t_f - температура на фронте кристаллизации, град;

k_t1, k_t2 , k_t3 - коэффициенты, зависящие от марки стали и определяющие режим работы системы охлаждения.

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

Машина непрерывного литья заготовок содержит радиальный кристаллизатор 1, последовательно расположенные дуговой 2, криволинейный 3 и прямолинейный 4 участки зоны вторичного охлаждения и направляющее устройство для заготовки, состоящее из пар роликов 5, расположенных вдоль зоны вторичного охлаждения. Направляющее устройство оборудовано системой охлаждения 6. При этом радиус (R_S) криволинейного участка 3 зоны вторичного охлаждения определен по зависимости:

где R_S - радиус криволинейного участка, м;

R - радиус дугового участка, м;

L _k - длина криволинейного участка, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка до пары роликов, м;

L _r - длина дугового участка, м;

h - расстояние между роликами пары роликов, м;

L - длина незатвердевшей части заготовки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, k_k=0.0033 м/с^0,5 ;

t_f - температура на фронте кристаллизации, град;

k_t1, k_t2 , k_t3 - коэффициенты, зависящие от марки стали и определяющие режим работы системы охлаждения.

При этом значения параметра t_f, коэффициента k_k и коэффициентов k_t1 ,k_t2,k_t3 взяты 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. 27, С. 14, С. 24.

Величина параметра t _f определяется химическим составом разливаемой стали по зависимости, приведенной и известном источнике.

Коэффициент кристаллизации стали k_k устанавливает через нарастающую по ходу разливки толщину оболочки заготовки связь между нагрузкой от распрямления последней на пару роликов и расстоянием s до этой пары от конца криволинейного участка зоны вторичного охлаждения. Величина коэффициента кристаллизации стали k _k общеизвестна и равна k_k=0.0033 м/с^0,5.

Коэффициенты k _t1,k_t2,k_t3, зависящие от марки стали и определяющие режим работы системы охлаждения, устанавливают через изменяющуюся температуру и жесткость заготовки связь между нагрузкой от распрямления последней на пару роликов и расстоянием S до этой пары от конца криволинейного участка зоны вторичного охлаждения. Значения данных коэффициентов общеизвестны и выбираются в зависимости от марки стали в соответствии с рекомендациями известного источника.

Машина работает следующим образом. Жидкую сталь заданной марки подают в кристаллизатор 1, где осуществляется ее первичное охлаждение с образованием частично закристаллизовавшейся заготовки. Из кристаллизатора 1 заготовка поступает в состоящее из пар роликов 5 направляющее устройство зоны вторичного охлаждения, система охлаждения 6 которого отрегулирована в соответствии с маркой стали отливаемой заготовки. Такой режим работы системы охлаждения 6 заготовки обеспечивает соответствующее изменение ее температуры, а следовательно, и жесткости. По дуговому участку 2 заготовка проходит без изменения ее кривизны, наращивая при этом толщину оболочки. На криволинейном участке 3, радиус которого (R_S) постепенно изменяется по заявляемой зависимости, происходит распрямление заготовки. Причем заявляемая зависимость изменения радиуса (R _S) криволинейного участка 3 обеспечивает интенсивность распрямления заготовки с учетом изменяющейся ее жесткости. Это позволяет в пределах криволинейного участка 3 обеспечить равномерное распределение нагрузок между парами роликов 5 направляющего устройства, что приводит к снижению суммарной нагрузки на ролики, а следовательно к повышению надежности МНЛЗ. Дальше заготовка идет по прямолинейному участку 4 МНЛЗ.

ПРИМЕР. Для машины непрерывного литья заготовок из среднеуглеродистой стали 30 (k_t1=748 град, k_t2=618 град·с, k _t3=0.34) с расстоянием между роликами пары роликов h=0.25 м с незатвердевшей частью длиной

L=23.82 м, имеющей дуговой участок радиусом R=8 м и длиной L_r=9.366 м, угол сопряжения А=0,37925 рад, криволинейный участок длиной L_k=7.725 м, значения радиуса криволинейного участка R_S, для расстояния до различных пар роликов S приведены в таблице 1.

Таблица 1Радиус криволинейного участка
S,м	0	0.773	1.545	2.318	3.090	3.863	4.635	5.408	6.180	6.953	7.725
Rs,м		89.743	44.330	29.193	21.624	17.083	14.055	11.892	10.271	9.009	8.000

Значения нагрузок от распрямления заготовки F на ролик j-ой пары роликов направляющего устройства криволинейного участка на заявляемой машине, приведены в таблице 2.

Для сравнения в таблице 3 приведены значения нагрузок от распрямления аналогичной заготовки F на ролик j-ой пары роликов направляющего устройства криволинейного участка на машине, принятой за прототип (R=8 м, L _r=10.14 м, А=0,3722 рад, L_k=6.296 м.)

Как видно из результатов таблиц 2 и 3, выполнение криволинейного участка МНЛЗ с радиусом (R _S), определенным по заявляемой зависимости, позволяет обеспечить в пределах криволинейного участка равномерность нагрузок от распрямления заготовки распределения между парами роликов направляющего устройства. Это приводит к снижению суммарной нагрузки на ролики, а следовательно к повышению надежности МНЛЗ.

Машина непрерывного литья заготовок, содержащая кристаллизатор, последовательно расположенные дуговой, криволинейный и прямолинейный участки зоны вторичного охлаждения и направляющее устройство для заготовки с системой охлаждения, состоящее из пар роликов, расположенных вдоль зоны вторичного охлаждения, отличающаяся тем, что радиус криволинейного участка зоны вторичного охлаждения определен по зависимости:

где R_S - радиус криволинейного участка, м;

R - радиус дугового участка, м;

L _k - длина криволинейного участка, м;

S - расстояние от конца криволинейного участка до пары роликов, м;

L _r - длина дугового участка, м;

h - расстояние между роликами пары роликов, м;

L - длина незатвердевшей части заготовки, м;

k_k - коэффициент кристаллизации стали, k_k=0.0033 м/с^0,5 ;

t_f - температура на фронте кристаллизации, град;

k_t1, k_t2 , k_t3 - коэффициенты, зависящие от марки стали и определяющие режим работы системы охлаждения.