Кристалізатор для безперервного розливання металу

1. Кристалізатор для безперервного розливання металу, що складається зі стального корпусу з робочими широкими та вузькими стінками з мідних сплавів, при цьому тильна сторона їх вкрита плакуючим шаром, водоохолоджувальної системи, утвореної каналами циліндричної форми, а на вводі та виводі канали в нижній частині вузьких стінок виконані прямокутної форми і з'єднані з циліндричними каналами, сталевих кришок, які закривають канали прямокутної форми та приварені по периметру до плакуючого шару, до якого також U 2 (19) 1 3 складає близько 40мм, а робочі канали виконано діаметром 20мм. Однак найбільш істотним недоліком є підвищений знос вузьких стінок через тертя об них заготовок, які відливаються, це приводить до частих замін кристалізаторів у зв'язку з досягненням граничного значення глибини даного зносу. Найбільш близьким по технічній суті є кристалізатор для безперервного розливання металу, що складається зі сталевого корпуса з робочими широкими та вузькими стінками, яки виконано з мідних сплавів, при цьому тильна сторона вузьких стінок вкрита плакуючим шаром, змінних пластин, яки виконано з жаростійкої сталі та встановлено по периметрі в нижній частині корпусу кристалізатора, водоохолоджувальної системи, яка виконана у виді робочих каналів циліндричної форми, а на вводі та виводі канали виконано прямокутної форми і з'єднано з циліндричними робочими каналами і закриваються сталевими кришками, яки приварено по периметрі до плакуючого шару, до якого також приварено змінні пластини з жаростійкої сталі по бічним частинам вузької стінки (Патент України №55984 А, автори: Ларионов О.О. та ін.), прийнятий за прототип. До недоліків даного кристалізатора відноситься те, що він не забезпечує можливість повного використання міцнісних властивостей змінних пластин з жаростійкої сталі в зв'язку з недостатнім їх охолодженням від стінок з мідних сплавів. При цьому змінні пластини мають низьку теплопровідність та нещільним прилягання тільки одною бічною гранню до стінки з мідних сплавів, піддаються високотемпературному нагріванню. Поряд з цим тривала робота кристалізатора при змінний температурі та циклічним навантаженням викликає короблення змінних пластин із - за різниці коефіцієнтів лінійного розширення їх з основою із міді. В основу корисної моделі поставлена задача розробити кристалізатор для безперервного розливання металу, у якому за рахунок нової форми конструктивних елементів досягається підвищена зносостійкість вузьких стінок кристалізатора без зниження якості поверхні безперервнолитих заготовок. Поставлена задача вирішується тим, що в кристалізаторі для безперервного розливання металу, що складається зі сталевого корпусу з робочими широкими та вузькими стінками з мідних сплавів, при цьому тильна сторона їх вкрита плакуючим шаром, водоохолождувальної системи, утвореної каналами циліндричної форми, а на вводі та виводі канали в нижній частині вузьких стінок виконано прямокутної форми і з'єднано з циліндричними каналами, сталевих кришок, яки закривають канали прямокутної форми та приварені по периметрі до плакуючого шару, до якого також приварено змінні пластини з жаростійкої сталі по бічних частинах вузьких стінок та між прямокутними каналами, відповідно до корисної моделі, кожна змінна пластина виконана з тонкостінним поперечним перерізом Т-подібної форми, причому широка частина змінної пластини з робочою поверхнею по своїй довжині та ширині має виступи і западини, протилежна її сторона зали 44666 4 шається рівною, а вузька частина змінної пластини виконана під прямим кутом до її середини, при цьому змінні пластини розташовані в порожнині, яку виконано по товщині мідного та плакуючого шарів з формою поперечного перерізу відповідно Т-подібній формі змінної пластини . А порожнина по вузькій частині відділена від торця бічної грані вузької стінки перегородкою у якій виконано пази в них вставлено виступи змінної пластини, а широка частина змінної пластини з виступами, вставленими в пази перегородки, з’єднано з мідним шаром робочої поверхні вузької стінки між її бічним торцем та крайнім каналом циліндричної форми, причому вузька частина змінної пластини розташована в порожнині і виступає на поверхню плакуючого шару до якого вона міцно закріплена зварюванням або будь-яким іншим кріпильним з'єднанням. Запропонована конструкція кристалізатора з вузькими робочими стінками по боковим сторонам, до яких прикріплено тонкостінні змінні пластини Тподібної форми дозволить одержати високі показники по зносостійкості, за рахунок розміщення в місцях глибокого зносу робочої поверхні стінки ділянок, яки чергуються, виконаних з жаростійкої сталі виступів змінних пластин та перегородок з мідного сплаву. А тонкостінна конструкція змінних пластин Т-подібної форми забезпечує їх охолодження необхідної інтенсивності за рахунок того, що всі їх елементи (крім робочої поверхні, яка піддається зносові) розташовуються в порожнині, виконаної по товщині мідного і плакуючого шарів. Змінні пластини, запропонованої форми, можуть бути виготовлені з одним чи більш кількістю виступів і западин та встановлено по однієї чи більш штук на кожній вузькій стінці кристалізатора. Це сприяє гарному охолодженню сталевих ділянок з виступами, причому бічні торці їх одержують додаткове охолодження від контакту з робочою поверхнею широкої стінки кристалізатора. Основні параметри даних змінних пластин, такі як геометричні розміри і кількість виступів та западин, загальна довжина і ширина їх визначається в залежності від конструкції вузьких стінок кристалізатора, сортаменту заготівель, яки відливаються, а також з врахуванням практичних даних. Промислове застосування кристалізатора з новою конструкцією вузьких стінок, за рахунок застосування в них змінних пластин Т-подібної форми, дозволяє підвищити термін служби кристалізатора більш ніж у два рази. Наявність виступів та западин у змінних пластинах безпосередньо на бічних гранях вузьких стінок сприяє створенню рівномірного зносу робочої поверхні в нижній частині вузької стінки без утворення місцевого максимального поглиблення. Суть запропонованого кристалізатора для безперервного розливання металу пояснюється кресленням, де на Фіг.1 зображено нову конструкцію вузької стінки з двошарового металу, на Фіг.2 зображено перетин В-В по Фіг.1. Кристалізатор містить сталевий корпус 1 (Фіг.1) із двома вузькими двошаровими стінками, конструкцію яких показано на Фіг.1. Кожна вузька стінка складається з мідного шару 2 (Фіг.1, 2) та плакуючого шару 3 (Фіг.1, 2). У верхній частині і по 5 всій довжині мідного шару 2 (Фіг.1, 2) виконано циліндричні канали 4 (Фіг.1, 2), а в нижній частині вузької стінки розміщено змінні пластини Тподібної форми 5 (Фіг.1), які розташовано між бічною гранню мідного шару 2 (Фіг.1, 2) робочих стінок та крайніх каналів циліндричної форми 4 (Фіг.1, 2). Змінні пластини Т-подібної форми 5 (Фіг.1) мають виступи 6 (Фіг.1, 2), які своїми торцями розташовано на поверхні бічних граней мідного шару 2 (Фіг.1, 2) робочих стінок кристалізатора, причому по товщині мідного шару 2 (Фіг.1, 2) виступи 6 (Фіг.1, 2) розділено між собою перегородками 7 (Фіг.1, 2) з цього ж шару. Запропонований кристалізатор працює у такий спосіб. Рідкий метал із проміжного ковша через заглибній стакан попадає в робочу порожнину кристалізатора, утворену охолоджуваними широкими та вузькими робочими стінками з двошарового металу. Під впливом охолодної рідини, яку подають в циліндричні канали 4 (Фіг.1, 2) починається процес формування з рідкого металу скоринки безперевнолитої заготовки, у якій затвердіваючі кути контактують з робочою поверхнею мідного шару 2 (Фіг.1, 2) вузької стінки від верхньої її частини до виходу литої заготівлі з кристалізатора. Таке розташування кутів зв'язане з тим, що похил вузьких робочих стінок значно перевершує похил широких робочих стінок. У нижній частині вузьких робочих стінок кути стають значно міцніше, чим тонка та гнучка вузька грань оболонки безперевнолитої заготовки, унаслідок чого кути сприймають 44666 6 основну частку діючих навантажень. У сукупності з впливом зростаючого феростатичного тиску на кути безперервно литої заготовки відбувається глибоке стирання від контакту з ними робочої поверхні, розташованої поблизу бічних граней нижньої частини мідного шару 2 (Фіг.1, 2) вузьких робочих стінок . Причому максимальний знос робочої поверхні вузької стінки досягається в нижній її частині, де феростатичний тиск досягає свого найбільшого значення. Для чого в цих місцях встановлюють змінні пластини Т-подібної форми 5 (Фіг.1) із жаростійкої сталі. Встановлюють їх у порожнину, виконану у вузькій робочій стінці по розмірах товщини мідного шару 2 (Фіг.1, 2) та плакуючого шару 3 (Фіг.1, 2) вузької робочої стінки між її бічними гранями та ближнім до змінних пластин Т-подібної форми 5 (Фіг.1) каналом циліндричної форми 4 (Фіг.1, 2). Значному зниженню швидкості зносу вузьких робочих стінок кристалізатора сприяють виступи 6 (Фіг.1, 2), які виконано в змінних пластинах Т-подібної форми 5 (Фіг.1), що у процесі контакту їх з поверхнею високотемпературної безперевнолитої заготовки зберігають на необхідному рівні міцнісні властивості жаростійкої сталі. Використання запропонованого кристалізатора для безперервного розливання металу дозволить знизити витрату мідного сплаву в два і більш рази, за рахунок збільшення терміну служби, забезпечить можливість відновлення змінних пластин, шляхом наплавлення витертих місць на всіх робочих поверхнях при зносі їх на граничну глибину. 7 Комп’ютерна верстка О. Рябко 44666 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601