Кільцевий кристалізатор для безперервного лиття

Винахід стосується кільцевого кристалізатора установки для безперервного лиття сталі. Сучасні кристалізатори для безперервного лиття кільцевих заготовок зазвичай сконструйовано з циліндричного корпуса, діаметр якого у верхній частині дещо лінійно зменшується в напрямку від місця впуску розплавленого металу до середини корпуса. Ця конусність у верхній частині корпуса кристалізатора коливається від 1% до 2% і має важливе значення з огляду на поступову усадку відливка внаслідок його поступового затвердіння у кристалізаторі і необхідність забезпечення додаткового відведення та передачі теплоти від відливка до корпуса кристалізатора, а також на необхідність постійного переміщення відливка під час його руху по кристалізатору. Також відомі так звані параболічні кристалізатори з покращеного теплопередачею і переміщенням відливка внаслідок того, що їх параболічний поперечний перетин краще відтворює хід усадки відливка. Недоліком цих кристалізаторів із збільшеним конусності є те, що за таких вн утрішніх вимірів вони дозволяють здійснювати надійне безперервне лиття сталі з певним діапазоном хімічного складу, переважно в залежності від вмісту вуглецю. Наприклад, за більшої конусності кристалізатора може статись блокування відливка всередині кристалізатора під час лиття сталі з більшим вмістом вуглецю, наприклад, 1% маси. З іншого боку, за меншої конусності під час лиття сталі з меншим вмістом вуглецю, наприклад, 0,1% маси, внаслідок більшої усадки відливка відбувається утворення повітряних зазорів між утвореною корою відливка і стінкою кристалізатора, що негативно впливає на теплопередачу, переміщення відливка по кристалізатору, а також на кінцеву якість відливка. Зазначених вище недоліків можна значною мірою позбутися за допомогою кільцевого кристалізатора для безперервного лиття сталі, який складається з корпуса кристалізатора, принцип конструкції якого полягає в тому, що на внутрішній поверхні своєї верхньої частини, біля місця впуску рідкої сталі, він має рифлення, яке безперервно зменшується в напрямку середньої частини корпуса. Рифлення на корпусі кристалізатора зручно виконано у його вер хній частині на довжині (1), що становить 30-50% від загальної довжини (L) корпуса кристалізатора починаючи з його верхньої частини. Рифлення також зручно утворюється колом, яке входить у син усоїдальну криву. Далі принцип винаходу полягає в тому, що максимальна амплітуда синусоїдальної кривої рифлення знаходиться на верхній кромці кристалізатора і становить 0,40-0,55% діаметра (D) корпуса кристалізатора. Синусоїдальна крива дотикається до зовнішнього боку первинного кола краю впускного отвору корпуса кристалізатора у 15-20 точках. Рифлення на внутрішній поверхні верхньої частини кристалізатора має форму заглиблення, де утворюється надлишок металу, що забезпечує постійний контакт відливка із стінкою кристалізатора і, таким чином, забезпечує теплопередачу і стабільне переміщення відливка всередині кристалізатора. В середній частині кристалізатора форма рифлення повертається до кільцевого перетину, а нижня частина кристалізатора є такою ж, як у сучасних кристалізаторів. Максимальна глибина заглиблення, що відповідає рифленню, утвореному синусоїдальною кривою і величина амплітуди залежать від діаметра кристалізатора, наприклад, оптимальна глибина заглиблення для кристалізатора діаметром 410мм становить близько 2мм біля верхньої кромки. Враховуючи, що глибина заглиблення постійно зменшується в напрямку середньої частини кристалізатора, вершини конусу мають також більший конусність, наприклад, на 5% більший порівняно з точками дотику, в яких крива рифлення дотикається до первинного кола, заглиблення є нульовим, і де конусність становить близько 1,4%. Тоді як кількість точок дотику не залежить від діаметра кристалізатора, глибина заглиблення лінійно збільшується при збільшенні діаметра або зменшується при його зменшенні. Згідно з винаходом, перевагою кристалізатора, крім покращеного переміщення відливка і кращої теплопередачі, є також досягнення більш збалансованого утворення ливарної кори і зменшення заглиблень на поверхні відливка, що знижує імовірність виникнення витоку і утворення подовжніх тріщин, особливо для сталей із вмістом вуглецю менше, ніж 0,2% маси, при цьому стає можливим розливання сталей з більш широким діапазоном вмісту вуглецю, наприклад, від 0,06% до 1,00%. Винахід буде пояснено за допомогою ілюстрацій окремого екземпляра кільцевого кристалізатора, виготовленого згідно з винаходом. На Фіг.1 показано просторову схему, а на Фіг.2 зображено ділянку верхньої кромки біля впускного отвору. Кільцевий кристалізатор установки для безперервного лиття сталі, зображений на Фіг.1 та Фіг.2, складається з циліндричного корпуса 1, верхня частина 2 якого має на внутрішній поверхні біля впускного отвору для рідкої сталі рифлення 4, що поступово зменшується до нуля в напрямку середньої частини 3 кристалізатора. Рифлення 4 корпуса кристалізатора 1 розташоване у верхній частині 2 і має довжину (1), яка складає до 40% загальної довжини (L) корпуса кристалізатора від його верхньої кромки 5. Нижня частина корпуса кристалізатора 1 має круглу форму. Рифлення 4 створене синусоїдальною кривою 6 з амплітудою (х) на вер хній кромці 5 корпуса кристалізатора 1, де амплітуда (х) становить 0,48% діаметра (D) корпуса кристалізатора 1. Довжина хвилі синусоїдальної кривої 6 вибирається таким чином, щоб вона торкалась первинного кола 7 верхньої кромки 5 корпуса кристалізатора 1 у 20 точках дотику 8. Рифлення 4 таким чином утворює кишені 9 для надлишку рідкого металу. Винахід може бути застосовано у будь-яких кристалізаторах установок для безперервного лиття вертикального типу.