Спосіб неперервного горизонтального лиття заготовок

Спосіб неперервного горизонтального лиття заготовок, що включає попередній нагрів металоприймача з одночасною подачею води в кристалізатор, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ води в кристалізатор, який відрізняється тим, що витрату води в процесі попереднього нагрівання металоприймача встановлюють по залежності О-пводи = К 1 - Д Т - Н к р / Д 1 , Де Оп води - витрата води через кристалізатор при попередньому нагріванні металоприймача, т/година, Винахід відноситься до металургії і може бути використаний при виробництві заготовок металів і сплавів методом неперервного горизонтального лиття Широко ВІДОМІ способи неперервного лиття металу в горизонтальних установках неперервного лиття, що передбачають попередній нагрів металоприймача з одночасною подачею води, що охолоджує, в кристалізатор, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витя Кі - коефіцієнт, що враховує особливості конструкції установки, т/м година, AT - різниця температур попереднього нагрівання металоприймача і води на виході з кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, Нкр - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, At - різниця температур води на вході і на виході кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, а при заповненні металоприймача рідким металом витрату води збільшують ЛІНІЙНО ВІД витрати при попередньому нагріванні металоприймача до номінальної витрати протягом періоду часу, обумовленого по залежності о ДЄ |_| '2 '°мет пр ' п к р т - період часу, протягом якого ЛІНІЙНО збільшують витрату води через кристалізатор від витрати при попередньому нагріванні металоприймача до номінальної витрати, сек, Кг - коефіцієнт, що характеризує властивості ме3 талу, що розливається, кг/м , SHeT п - площа поперечного перерізу внутрішньої р порожнини металоприймача, м2, Нкр - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, Онет - витрата рідкого металу при заповненні металоприймача, кг/сек гування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ ВОДИ В кристалізатор При різноманітних відомих способах неперервного лиття металу в горизонтальних установках зазначені операції є обов'язковими Так, без попереднього нагрівання металоприймача неможливо заповнення металоприймача рідким металом у період запуску установки Подача води в кристалі О 00 00 (О 46889 затор при попередньому нагріванні металоприимача необхідна для запобігання перегріву кристалізатора, тому що основні конструктивні елементи кристалізатора в більшості випадків виготовлені з МІДІ, яка не допускає перегріву вище 400 С Заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ води в кристалізатор являються невід'ємними технологічними ознаками неперервного лиття металу в горизонтальних установках неперервного лиття Загальними ознаками таких способів і рішення, що заявляється, є попередній нагрів металоприймача з подачею води, що охолоджує, в кристалізатор, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ ВОДИ В кристалізатор Істотну проблему при реалізації зазначених способів складає запобігання замерзання металу в металопроводі (у сполучному стакані), що підводить рідкий метал із металоприймача в кристалізатор, при запуску установки Без прийняття спеціальних мір рідкий метал при заповненні металоприймача в період запуску установки замерзає в металопроводі (у сполучному стакані), що виключає можливість нормальної експлуатації установки Часткове рішення зазначеної проблеми може забезпечуватися конструктивними особливостями виконання установки Так, в установці для горизонтального неперервного розливання металу, яка відома по авторському свідоцтву СРСР № 916066, МКВ 3 B22D 11/14, пріоритет від 23 05 80, запобігання замерзання металу в стакані вирішується конструктивно - виконанням між стаканом, через який рідкий метал надходить у кристалізатор, і кристалізатором теплоізолюючої прокладки, що зменшує тепловий потік від стакана до кристалізатора і тим самим знижує можливість замерзання металу в стакані при заповненні рідким металом В основу роботи зазначеного пристрою положень описаний вище відомий спосіб неперервного горизонтального розливання металу, який включає попередній нагрів металоприймача з одночасною подачею води в кристалізатор, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ води в кристалізатор Запобігання замерзання металу в стакані за рахунок конструктивних особливостей виконання окремих вузлів установки ускладнює конструкцію, збільшує вартість установки і експлуатаційні витрати, не забезпечує універсальності і достатньої ефективності На думку авторів більш ефективним рішенням зазначеної проблеми є вибір особливих режимів виконання технологічних операцій, при яких запобігається замерзання металу в каналі, що з'єднує металоприймач з кристалізатором, у період заповнення металоприймача рідким металом В якості прототипу вибраний спосіб неперервного горизонтального лиття заготовок, відомий по опису винаходу до авторського свідоцтва СРСР № 1348057, МКВ4 B22D 11/00, пріоритет від 02 01 86 Спосіб, як і вище описані способи, включає попередній нагрів металоприймача з одночасною подачею води в кристалізатор для його охолодження, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ ВОДИ В кристалізатор для його охолодження Особливостями способу є віджаття рідкого металу в зазорі між металопроводом і кристалізатором за допомогою електромагнітного поля, а також подача в зазначений зазор під тиском інертного газу або мастила Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є попередній нагрів метало-приймача 3 одночасною подачею води в кристалізатор, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ води в кристалізатор Вибраний у якості прототипу спосіб дозволяє підвищити якість поверхні злитка і знизити енерговитрати, проте не запобігає замерзанню металу в металопроводі подачі металу з металоприймача в кристалізатор при заповненні металоприймача рідким металом у період запуску установки і тим самим не забезпечує надійність запуску установки В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу неперервного горизонтального лиття заготовок, у якому за рахунок особливостей режимів технологічних операцій запобігається замерзання рідкого металу в металопроводі подачі металу з металоприймача в кристалізатор і тим самим забезпечується надійність запуску установки Поставлена задача вирішується тим, що в способі неперервного горизонтального лиття заготовок, що включає попередній нагрів металоприймача з одночасною подачею води в кристалізатор, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною поданою номінальної КІЛЬКОСТІ води в кристалізатор, ВІДПОВІДНО до винаходу, витрату остудної води в процесі попереднього нагрівання металоприймача встановлюють по залежності Qr = Кі ДТ Нкп/At Qn води - витрата води через кристалізатор при попередньому нагріванні металоприймача, т/година, Кі -коефіцієнт, що враховує особливості конструкції установки, т/м година, ДТ - різниця температур попереднього нагрівання металоприймача і води на виході з кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, Hrh - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, At - різниця температур води на вході і на виході кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, а при заповненні металоприймача рідким металом витрати води збільшують ЛІНІЙНО ДО номінальної витрати протягом періоду часу, встановленого по залежності X — Г\2 Онет пр г і кр ' Онет, Де х - період часу, протягом якого ЛІНІЙНО збільшують витрату води через кристалізатор від витрати при попередньому нагріванні металоприймача до номінальної витрати, сек, Кг -коефіцієнт, що характеризує властивості 3 металу, що розливається, кг/м , S нет п - площапоперечного перерізу внутрір шньої порожнини металоприймача, м , Нкр - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, Онет - витрата рідкого металу при заповненні металоприймача, кг/сек Зазначені ознаки є істотними ознаками способу, що заявляється Значення коефіцієнта КІ визначається конструктивними особливостями виконання основних вузлів установки, в першу чергу виконанням вузла сполучення кристалізатора з металоприймачем, який визначає тепловий опір переходу "металоприймач - кристалізатор" В більшості випадків для типових установок значення коефіцієнта Кі находиться в межах від 6,5 х 10 4 до 25,0 х 10 4 т/м годину для діаметрів заготовок від 10мм до 150мм Як правило, точне значення коефіцієнта Кі для конкретної установки визначається експериментальним шляхом Значення коефіцієнта «2 для чорних металів находиться в межах 7200 - 8300кг/м3 Причинно-слідчий зв'язок істотних ознак винаходу і технічного результату, що досягається (запобігання замерзання рідкого металу в металопроводі подачі металу з металоприймача в кристалізатор при запуску установки), виражається в такому При попередньому нагріванні металоприймача з подачею номінальної КІЛЬКОСТІ ВОДИ В кристалізатор нагрівання металопроводу подачі металу з металоприймача в кристалізатор без прийняття спеціальних мір у більшості випадків являється недостатнім, що приводить до замерзання металу в металопроводі при заповненні металоприймача рідким металом у період запуску установки Зменшення витрати води через кристалізатор при попередньому нагріванні металоприймача збільшує прогрів металопроводу, проте при цьому збільшується і нагрів кристалізатора При значному зменшенні витрати води нагрів кристалізатора може перевищити допустиму норму Значне збільшення витрат води при , попередньому нагріванні металоприймача приведе до недостатнього нагрівання металопроводу і замерзанню металу при заповненні металоприймача Існує деякий оптимальний режим подачі води, що визначається характеристиками установки, зокрема, тепловими опорами її окремих вузлів, який забезпечує достатній прогрів металопроводу і запобігає перегріву кристалізатора в період попереднього 46889 нагрівання металоприймача Доведено, що такий оптимальний режим буде мати місце за умови, якщо витрату води в процесі попереднього нагрівання металоприймача встановити по залежності = Кі ДТ Нкп/At Qr Qn води - витрата води через кристалізатор при попередньому нагріванні металоприймача, т/година, Кі -коефіцієнт, що враховує особливості конструкції установки, т/м година, ДТ - різниця температур попереднього нагрівання металоприймача і води на виході з кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, Hit, - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, At - різниця температур води на вході і на виході кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, а при заповненні металоприймача рідким металом витрати води збільшують ЛІНІЙНО ДО номінальної витрати протягом періоду часу, встановленого по залежності X — К2 Онет пр г і кр / Онет, Де х - період часу, протягом якого ЛІНІЙНО збільшують витрату води через кристалізатор від витрати при попередньому нагріванні металоприймача до номінальної витрати, сек, Кг -коефіцієнт, що характеризує властивості металу, що розливається, кг/м3, S нет п - площа поперечного перерізу внутрір шньої порожнини металоприймача, м , Нкр - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, Онет - витрата рідкого металу при заповненні металоприймача, кг/сек При виконанні зазначених умов забезпечується достатній прогрів металопроводу і запобігається перегрів кристалізатора в період попереднього нагрівання металоприймача, що дозволяє виключити замерзання металу в металопроводі при запуску установки Отже, ознаки способу, що заявляється, у тому числі попередній нагрів металоприймача з одночасною подачею остудної води в кристалізатор, заповнення металоприймача рідким металом і наступне неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ ВОДИ В кристалізатор з урахуванням зазначених режимів подачі води в кристалізатор, знаходяться в причинно-слідчому зв'язку з технічним результатом Спосіб, що заявляється, реалізують таким чином За допомогою газового пальника попередньо нагрівають металоприймач до температури 1100°С Одночасно з попереднім нагріванням металоприймача подають воду в кристалізатор для його охолодження Витрату води в процесі попереднього нагрівання металоприймача встановлюють по залежності = Кі ДТ Ог 46889 Де Qn води - витрата води через кристалізатор при попередньому нагріванні металоприймача, т/година, Кі -коефіцієнт, що враховує особливості конструкції установки, т/м година, ДТ - різниця температур попереднього нагрівання металоприймача і води на виході з кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, Hrh - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, At - різниця температур води на вході і на виході кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача, °С, Після попереднього нагрівання металоприймача заповнюють металоприймач рідким металом При заповненні металоприймача рідким металом витрат}' води збільшують ЛІНІЙНО ДО номінальної витрати протягом періоду часу, визначеного по залежності т=К3 Н ко / Q, Де х - період часу, протягом якого ЛІНІЙНО збільшують витрату води через кристалізатор від витрати при попередньому нагріванні металоприймача до номінальної витрати, сек, Кг -коефіцієнт, що характеризує властивості металу, що розливається, кг/м3, S нет п - площа поперечного перерізу внутрір шньої порожнини металоприймача, м , Нкр - висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання кристалізатора з металоприймачем, м, Онет - витрата рідкого металу при заповненні металоприймача, кг/сек Далі виконують неперервне витягування заготовки з кристалізатора з неперервною подачею рідкого металу в металоприймач і неперервною подачею номінальної КІЛЬКОСТІ ВОДИ В кристалізатор Нижче, в табличній формі приводяться конкретні приклади реалізації способу на однору-чійній установці неперервного лиття заготовок горизонтального типу із чорних металів (Сталь ЗО) № п/п Найменування параметрів 1 2 Діаметр заготовки, мм Витрата води через кристалізатор при попередньому нагріванні металоприймача(СІ2пводи), т/годину Коефіцієнт, що враховує особливості конструкції установки (К|), т/м годину Різниця температур попереднього нагрівання металоприймача і води на виході з кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача (ДТ), °С Висота передньої стінки кристалізатора в МІСЦІ з'єднання з металоприймачем (Нкр), м Різниця температур води на вході і на виході кристалізатора при попередньому нагріванні металоприймача (At), °С Період часу, протягом якого ЛІНІЙНО збільшують витрату води через кристалізатор від витрати при попередньому нагріванні металоприймача до номінальної витрати (х), сек Коефіцієнт, що характеризує властивості металу, що розливається (Кг), кг/ м Площа поперечного перерізу внутрішньої порожнини металоприймача (SHeT пр), м Витрата рідкого металу при заповненні металоприймача (Q нет), кг/сек Продуктивність лиття, т/година Середня швидкість витягування заготовки, м/сек Температура попереднього нагрівання металоприймача, °С Температура рідкого металу, °С Номінальна витрата води через кристалізатор у робочому режимі, т/година Температура води на виході з кристалізатора при номінальній витраті в робочому режимі, °С 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 При кількаразових запусках установки по технологи, що заявляється, замерзання металу в ме Приклад 1 Приклад 2 Таблиця Приклад 3 12 100 150 0,072 0,492 0,940 6,67x1 О4 1 7,5хЮ4 24,2хЮ4 1079,5 1079,5 1079,5 0,05 0,13 0,18 0,5 0,5 0,5 9,09 23,65 32,75 7242 7242 7242 0,1256 0,1256 0,1256 5,0 5,0 5,0 0,313 2,61 0,012 1100 3,92 0,008 1100 2,5 1570 20,6 1570 30,9 24 24 24 0,1 1100 1570 талопроводі не спостерігалося 46889 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10