Кристалізатор для безперервного розливу сталі

1. Кристалізатор для безперервної розливки сталі, який містить в собі водоохолоджуваний кор 29808 дозволяє підвищити термін його служби та поліпшити якість безперервнолитих заготовок. Для рішення поставленої задачі у кристалізаторі для безперервної розливки металу, який містить в собі водоохолоджуваний корпус, утворений широкими і вузькими стінками і обличкуванням зі зносостійкими пластинами, розташованими в його нижній частині, який відрізняється тим, що зносостійкі пластини розміщені в зоні інтенсивного зносу по всьому периметру корпуса на 0,01-0,4 його висоти, а решта робочого шару обличкування широких і середніх по ширині пластин вузьких стінок утворена мідними пластинами з високою теплопровідністю, а бокова частина вузьких стінок, що прилягає до широких - пластинами з металу з низькою теплопровідністю. При цьому облицювання вузьких граней мас форму трапецій, середня з яких рівнобока меньшою основою спрямована униз, а бокові-нерівнобокі меньшою основою спрямовані доверху. Відомо, що в процесі створення і зростання товщини кірки розплавленого металу здійснюється нерівномірне затвердіння по широким граням тому, що бокові частини у кутках піддаються більш інтенсивному охолодженню, як з боку широкої, так і вузької стінок кристалізатора, що заважає проходженню рівномірного процесу усадки металу кірки по широкий грані, що сприяє створенню розтягуючих напружень у цих гранях безперервнолиттєвої заготовки. Підтвердження цьому є практичні дані характер зносу вузьких стінок, які базуються на тому, що найбільшому зносу підлягають бокові частини нижньої половини їх. Для забезпечення вирівнювання фронту кристалізації металу по периметру кристалізатору, що сприяє зниженню нерівномірної усадки металу, а також зменшенню дії розтягуючих напружень у цих зонах в пропонуємій конструкції кристалізатора, бокові частини вузьких стінок виконані з пластин малотеплопровідного металу. При цьому, враховуючи рівномірний зріст твердіючої кірки по довжині кристалізатору відповідно передбачено збільшення ширини бокових пластин унизу вузьких стінок до межі зі зносостійким покриттям. За малотеплопровідний матеріал потрібно використовувати пристосовані матеріали з більш низьким коефіцієнтом теплопровідністі ніж мідь, до яких відносяться різні бронзи. При необхідності використання товстих пластин (більш ніж 20 мм) плакуючого шару потрібно використання хромістих бронз типу БрХЦП, для попередження повторного підігріву поверхні. Для тонкого шару доцільно-використання пластин з бронз типа АМЦ, нікелю, нержавіючої сталі та ін., які мають низький коефіцієнт тепло провідності. Належить відзначити, що ці матеріали поряд з вищеподаними властивостями, також мають підвищену ніж мідь, зносостійкість. З метою захисту широких і вузьких стінок від інтенсивного стирання у нижній поло вині, використовуються пластини плакуючого обличкування (робочого шару) з зносостійкого матеріалу типа сталі марки 55 та ін. При цьому ширина шару обумовлена тим, що на цьому рівні спостерігається інтенсивний знос вищезгаданих стінок кристалізатора. Виконання обличкування (робочий шар) вузьких стінок у формі трапеції з матеріалів з різною теплопровідністю утворюють можливість зниження теплового потоку на їх бокових частинах, що сприяє вирівнюванню інтенсивності відводу тепла по широких і вузьких гранях, згладжуванню нерівномірності фронту затвердження по периметру оболонки, що кристалізується, поліпшенню якості поверхні безперервнолитої заготовки. Суть винаходу пояснюється кресленням, де подається загальний вигляд кристалізатора (див. фіг.). Кристалізатор містить в собі широкі 1 і вузькі 2 стінки, яки утворюють його корпус 3, виконаний з основного шару - меді, наприклад марки М2Р або М3 і облицювального шару, який складається з набору зносостійких пластин зі сталі 55. Пластини 4 нанесені способом пресування, або імпульсними навантаженнями, наприклад, вибухом на нижню частину корпуса, цільно по усьому периметру на 0,4 його висоти. На решті поверхні широких стінок, середній по ширині частині вузьких аналогічним чином закріплені пластини 5 з високотеплопровідного мідного сплаву, наприклад, марки М1Р. При цьому, на вузьких стінках ці пластини утворюють рівнобоку трапецію, менша основа котрої звернена донизу. Обличкування бокових частин вузьких сторін виконане пластинами 6 з малотеплопровідного матеріалу, наприклад бронзи марки БрХЦП, або нержавіючої сталі марки 12Х18Н10Т товщиною 0,05-0,4 від загальної товщини стінок і в формі нерівнобоких трапецій, з меншою основою, спрямованою доверху, розміром 0,02-0,04 ширини стінки. Ширина нижньої основи кожної нерівнобокої трапеції, визначена зі значення: В=в+L(0,02-0,03), де: в - ширина верхньої основи трапеції, L – довжина верхньої частини кристалізатора від зносостійкого шару до верхнього рівня його. У корпусі кристалізатора виконані канали 7 для його охолоджування. Разливка сталі з використанням пропонуємого кристалізатора здійснюються таким чином. Рідинний метал з проміжного ковша крізь занурений стакан подається у кристалізатор. На поверхню рідинного металу засипається шлакоутворювальна суміш, яка при розплавленні утворює шлаковий покрив. Завдяки наявності зносостійкого шару у нижній частині кристалізатора і високотеплопровідних пластин у верхній частині відбувається вирівнювання тепловідводу по периметру кристалізатора, що у свою чергу створює умови для формування корки затверджуючого металу однакової товщини і твердості. Останнє зменшує знос робочих пластин вузьких стінок кристалізатора. Досвід використання на вузьких мідних стінках кристалізаторів (у нижній) частині тільки лише вставок з нержавіючої сталі шириною 25 мм і довжиною рівною 0,3 довжини кристалізатора вже дозволяє збільшити зносостійкість стінок на 60-80%. Використання пропонуємого кристалізатора з пластинами зі зносостійкої сталі забезпечує значне підвищення (більш ніж у 2 рази) терміну служби кристалізатора. Наявність на робочий поверхні вузьких стінок пластин з різною теплопровідністю сприяє зменшенню на поверхні безперервнолитих заготівок поверхневих дефектів за рахунок вирівнюванню інтенсивності тепловідвода від широких і вузьких граней заготовки у наслідок чого на виході з кристалізатору створюється кірка практично однакової товщини по усій оболонці. При цьому ут 2 29808 ворюються умови які сприяють рівномірному технологічному стиранню робочої поверхні широких і вузьких стінок кристалізатору. Досвід використання на вузьких мідних стінках кристалізаторів (у нижній) частині тільки лише вставок з нержавіючої сталі шириною 25 мм і довжиною рівною 0,3 довжини кристалізатора вже дозволяє збільшити зносостійкість стінок на 60-80%. Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3