Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок

Патент на полезную модель относится к области металлургии и может быть использован в машинах непрерывного литья заготовок. Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении стойкости кристаллизатора и уменьшении количества трещин в районе углов слитка за счет снижения износа узких стенок по его углам. Техническая задача решается тем, что в известном кристаллизаторе для непрерывной разливки металла, содержащем опорные плиты с прикрепленными к ним широкими и узкими рабочими стенками с продольными внутренними каналами, а также стяжки с гайками, пропущенными через опорные плиты и прижимающими широкие стенки к продольным торцам узких рабочих стенок с выступающими над рабочей поверхностью буртами с односторонними скосами от вершины до основания в сторону рабочей полости, причем, бурты выполнены неравнобокими с основанием большим высоты, а скосы выполнены ломаными по середине и встречно направленными относительно друг друга, при этом угол скоса поверхности верхнего участка составляет 40°-50°, а нижнего участка 20°-10° относительно рабочей поверхности узких рабочих стенок.

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использована в машинах непрерывного литья заготовок.

Известен кристаллизатор (А.С. СССР 1690945 B22D 11/04) для установки непрерывного литья восьмигранных стальных слябов, содержащий узкие и широкие водоохлаждаемые стенки, причем узкие стенки выполнены с плоским средним участком, кроме того, узкие стенки установлены с возможностью перемещения вдоль широких, а их крайние участки выполнены изогнутыми. Плоский участок узких стенок имеет ширину 0,40-0,55 расстояния между широкими стенками, крайние участки выполнены вогнутыми, а соединяющая граничные точки крайних участков прямая наклонена под углом 9,5-21,3° к широких стенкам. Плоский участок имеет ширину 0,40-0,64 расстояния между широкими стенками, крайние участки выполнены выпуклыми, а соединяющая граничные точки крайних участков прямая наклонена под углом 12,0-29,5° к широким стенкам.

Недостатком известного кристаллизатора является сложность изготовления узких стенок, контактирующие поверхности которых должны повторять конфигурацию рабочих широких стенок кристаллизатора и одновременным изготовлением изогнутой поверхности их крайних участков, и как следствие их повышенный износ, который приводит к ухудшению качества слитка.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является кристаллизатор (см. патент РФ 2101130 B22D 11/043.) для непрерывной разливки металла, содержащий опорные плиты с прикрепленными к ним широкими и узкими рабочими стенками с продольными внутренними каналами, а также стяжки с гайками, пропущенными через опорные плиты и прижимающими широкие стенки к продольным торцам узких рабочих стенок. Между продольными торцами узких и поверхностью широких стенок установлены плоские продольные вставки, выступающие над рабочей поверхностью узких стенок и имеющие скошенный торец со стороны рабочей полости кристаллизатора. На торцах узких стенок на поверхности вставок в местах их контакта выполнены продольные выступы и впадины, взаимно входящие друг в друга и расположенные со стороны опорных плит узких стенок.

Недостатком известного кристаллизатора является увеличение количества деталей его составляющих, сложность изготовления продольных вставок, поверхности которых должны повторять конфигурацию рабочих широких и узких стенок кристаллизатора, что приводит к уменьшению жесткости конструкции, повышенному износу вставок, что приводит к ухудшению качества слитка за счет образования трещин в районе углов слитка.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении стойкости кристаллизатора и уменьшении количества трещин в районе углов слитка за счет снижения износа узких стенок по его углам.

Поставленная задача решается тем, что в известном кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок, содержащем опорные плиты с прикрепленными к ним широкими и узкими рабочими стенками с продольными внутренними каналами, а также стяжки с гайками, пропущенными через опорные плиты и прижимающими широкие стенки к продольным торцам узких рабочих стенок с выступающими над рабочей поверхностью буртами с односторонними скосами от вершины до основания в сторону рабочей полости, согласно изменению, бурты выполнены неравнобокими с основанием большем высоты, а скосы выполнены ломаными по середине и встречно направленными относительно друг друга, при этом угол скоса поверхности верхнего участка составляет 40°-50°, а нижнего участка 20°-10° относительно рабочей поверхности узких рабочих стенок.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 изображен общий вид кристаллизатора МНЛЗ, в разрезе;

- на фиг.2 вид узкой стенки кристаллизатора со скосами

Заявляемый кристаллизатор МНЛЗ содержит опорные плиты 1 и 2, широкие 3 и узкие 4 с буртами 5 рабочие стенки, каналы 6, стяжки 7 и гайки 8.

Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок работает следующим образом.

В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подается сталь и вытягивается из него слиток со скоростью 0,8-0,9 м/мин. Кристаллизатор состоит из опорных стальных плит 1 и 2, к которым при помощи шпилек прикреплены соответственно широкие 3 и узкие 4 рабочие стенки из меди M1. Толщина стенок 3 и 4 составляет 80 мм, диаметр каналов 20 мм. Каналы 6 для прохождения охлаждающей воды расположены по оси симметрии толщины стенок 3 и 4. Опорные плиты 1 стянуты пропущенными через них стяжками 7 с гайками 8. При завинчивании гаек 8 широкие рабочие стенки 3 прижимаются с необходимым усилием к продольным торцам узких рабочих стенок 4 со скошенными буртами 5.

Узкие рабочие стенки имеют скошенные в сторону рабочей полости кристаллизатора торцы 9. Поверхность скоса торца 9 ломаная (Фиг.2) по середине, части поверхностей которой встречно направлены друг к другу, при этом угол скоса поверхности верхнего участка бурта б₂ относительно рабочей поверхности узких рабочих стенок составляет 40°-50°, а нижнего б₁ - 20°-10°, соответственно.

Высота Н бурта 5 выступающего над рабочей поверхностью узких стенок 4, составляет 8-10 мм, ширина бурта L составляет 15-20 мм.

При такой конструкции кристаллизатора уменьшается интенсивность изнашивания стенок кристаллизатора, включая и его углы и, как следствие, уменьшается количество трещин в районе углов слитка.

Заявляемый интервал угла (б ₂) скоса поверхности верхнего участка бурта 5 узких стенок 4 (фиг.2) позволяет по всей длине широких стенок кристаллизатора и заготовки сохранять зазор оптимально допустимого размера, а заявляемый интервал угла (б₁) скоса поверхности нижнего участка бурта 5 узких стенок 4 позволяет по всей длине узких стенок кристаллизатора и заготовки сохранять зазор оптимально допустимого размера, что обеспечивает выравнивание температуры нагрева широких и узких стенок кристаллизатора по всей их длине, что предотвращает коробление стенок, а, следовательно и износ, как стенок, так и самого угла и, как следствие, уменьшает количество трещин в районе углов слитка.

Выполнять скос поверхности верхнего и нижнего участка бурта, выходящим за заявляемые пределы, нецелесообразно, так как в этом случае будет происходить коробление стенок 3 и 4 из-за их перегрева металлом заготовки. Это приведет к интенсивному износу стенок по всей поверхности и по углам тоже, а значит, и к снижению стойкости кристаллизатора и снижению качества формируемого слитка.

Для подтверждения преимуществ заявляемого кристаллизатора в конвертерном цехе ОАО «ММК» на МНЛЗ 1 на одном и двух ручьев прошли испытания четырех криволинейных кристаллизаторов с узкими стенками имеющими скошенные бурты со следующими параметрами б₁=15°; б₂=45°. Для сравнения использовали МНЛЗ с традиционной поверхностью скоса буртов узких стенок. Стойкость кристаллизаторов с заявляемым профилем узких стенок, составила 129, 111, 117 и 113 плавок, а стойкость обычных кристаллизаторов 82, 89, 101 и 104 плавки. В течение испытания разливали слябы размерами: 1560×250; 1730×250; 1030×1030×250; 1080×1080×250, скорость разливки была в пределах 0,8-0,9 м/мин.

Результаты испытаний показали, что стойкость заявляемого кристаллизатора в 1,2-1,6 раза выше по сравнению с известной конструкцией за счет более плавного перехода в месте стыка широких и узких рабочих стенок, а количество угловых трещин снизилось на 25-30%

Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок, содержащий опорные плиты с прикрепленными к ним широкими и узкими рабочими стенками с продольными внутренними каналами, а также стяжки с гайками, пропущенными через опорные плиты и прижимающими широкие стенки к продольным торцам узких рабочих стенок с выступающими над рабочей поверхностью буртами с односторонними скосами от вершины до основания в сторону рабочей полости, отличающийся тем, что бурты выполнены неравнобокими с основанием, большим высоты, а скосы выполнены ломаными по середине и встречно направленными относительно друг друга, при этом угол скоса поверхности верхнего участка составляет 40-50°, а нижнего участка 20-10° относительно рабочей поверхности узких рабочих стенок.