Кристалізатор для безперервного та напівбезперервного лиття міді та мідних сплавів

Реферат: Кристалізатор для безперервного та напівбезперервного лиття міді та мідних сплавів містить металевий корпус, мідні водоохолоджувальні стінки робочого простору, захисне покриття мідних стінок, систему водяного охолодження. Мідні плити широких стінок виконані з увігнутістю верхньої поверхні робочої частини на ділянці 0,7-0,8 висоти кристалізатора від верхнього його торця. Увігнутості мають конфігурацію сегмента круглого конуса, утворену перетином конуса площиною, паралельною осі конуса. Довжина хорди сегмента основи дорівнює широкій стінці кристалізатора, кут твірної конуса з віссю конуса складає 0,65-0,85 %. Висота сегмента основи увігнутості на рівні середини верхнього торця - 1,5-2,5 мм, і зменшується донизу кристалізатора. UA 86216 U (12) UA 86216 U UA 86216 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії, а зокрема до процесів безперервного та напівбезперервного лиття міді та мідних сплавів. Відомий кристалізатор для безперервного лиття заготовок, що містить вертикальні мідні водоохолоджувальні стінки робочого простору, металевий корпус і механізм хитання [Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов. Том 2 / А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребенник и др. - М.: Металлургия, 1988. - С. 216]. Недоліком відомого кристалізатора є підвищений знос поверхні робочих стінок кристалізатора, що викликає появу дефектів поверхні злитка і швидкий вихід кристалізатора з ладу. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є кристалізатор, що містить металевий корпус, вертикальні мідні водоохолоджувальні стінки робочого простору, на які нанесено захисне покриття [Пат. Россия, № 2094167, МПК B22D11/04 / Франценюк И.В., Франценюк Л.И., Ромадин В.И., Хватова Н.Ф., Алышева Е.И., 27.10.1997]. Недоліком відомого кристалізатора є високі теплові напруги в мідних водоохолоджуваних стінках, викликані нерівномірним відведенням тепла від металу, що розливається внаслідок утворення повітряних зазорів між поверхнею коринки злитку і стінками кристалізатора. Формування таких зазорів обумовлюється геометричними параметрами внутрішньої порожнини кристалізатора, жолобленням стінок внаслідок нерівномірного відводу тепла, усадковими процесами, які супроводжують затвердіння заготовки та ін. У кінцевому підсумку це призводить до локальної деформації робочих стінок кристалізатора, особливо в центральній частині широких граней у вигляді увігнутості в тіло злитка. У свою чергу деформація робочих стінок кристалізатора призводить до виникнення "лощин", напливів, надривів і тріщин на поверхні злитка, що відливається. В основу корисної моделі поставлена технічна задача удосконалення кристалізатора для безперервного та напівбезперервного лиття міді та мідних сплавів, в якому завдяки виконанню увігнутості на поверхні широких стінок кристалізатора з оптимальним розміром та формою, забезпечується отримання випуклості злитка по широким граням у верхній частині кристалізатора, чим досягається висока точність поперечного перерізу на виході з нього внаслідок усадки, усунення дефектів на широких гранях злитка, а також підвищення експлуатаційної стійкості кристалізатора. Поставлена задача вирішується тим, що в кристалізаторі, що містить металевий корпус, мідні водоохолоджувальні стінки робочого простору, захисне покриття мідних стінок, систему водяного охолодження, згідно з корисною моделлю, мідні плити широких стінок виконані з увігнутістю верхньої поверхні робочої частини на ділянці 0,7-0,8 висоти кристалізатора від верхнього його торця, увігнутості мають конфігурацію сегмента круглого конуса, утворену перетином конуса площиною, паралельною осі конуса, довжина хорди сегмента основи дорівнює широкій стінці кристалізатора, кут твірної конуса з віссю конуса складає 0,65-0,85 %, а висота сегмента основи увігнутості на рівні середини верхнього торця 1,5-2,5 мм і зменшується донизу кристалізатора. Надання спеціальної геометричної форми поперечного перерізу робочої порожнини кристалізатора, що змінюється по висоті забезпечує максимально щільне прилягання поверхні заготовки до його внутрішніх стінок. У нижньому перерізі кристалізатора внутрішня його порожнина має прямокутний переріз. На фігурі 1 показаний розріз кристалізатора по перерізу Б-Б, а на фігурі 2 вид зверху (фіг. 1). Кристалізатор містить мідні водоохолоджувальні стінки робочого простору 1 із захисним покриттям, металевий корпус 2, канали водяного охолодження в мідних стінках 3. На поверхні широких граней виконані увігнутості 4. Робота пропонованого кристалізатора полягає в наступному. При виливанні злитка у верхній частині кристалізатора внаслідок теплового розширення поверхні робочих плит широких граней відбувається їх випинання в сторону злитка, і увігнутість у верхній частині стінки кристалізатора частково вирівнюється. При цьому на злитку в місці не повністю заповненої увігнутості коринка злитка мас невелику випуклість, відповідну частині увігнутості, що залишилася. При подальшому русі злитка вниз він потрапляє в зону кристалізатора з рівними стінками, і випуклості широких граней, що утворилися у верхній частині, вирівнюються. Злиток виходить без "лощин" на широкій грані і без тріщин, чим досягається вирішення технічної задачі поліпшення якості поверхні злитка. Мідні плити широких стінок виконані з увігнутістю верхньої поверхні робочої частини на ділянці 0,7-0,8 висоти кристалізатора від верхнього його торця (що встановлено експериментальними дослідженнями), увігнутості мають конфігурацію сегмента круглого конуса, утворену перетином конуса площиною, паралельною осі конуса, довжина хорди сегмента 1 UA 86216 U 5 10 15 основи дорівнює широкій стінці кристалізатора, кут твірної конуса з віссю конуса складає 0,650,85 %. При глибині увігнутості в плиті широкої стінки кристалізатора менше 1,5 мм на широкій грані злитка з'являються "лощини" і тріщини, які потребують обробки злитка перед прокаткою. При глибині увігнутості у верхній частині плит широкої стінки більш 2,5 мм на широкій грані злитка утворюються тріщини, які потребують виправлення перед прокаткою і спостерігається підвищений (на 30-40 %) знос захисного покриття плит в зоні переходу від ділянки плит з увігнутістю до ділянки з вертикальними стінками. Отже, оптимальний розмір увігнутості в плитах широких граней на рівні верхнього торця кристалізатора становить, згідно з корисною моделлю, 1,5-2,5 мм для отримання злитка рафінованої міді з гладкою поверхнею без "лощин", тріщин, що підтверджено при виливанні злитків перерізом 600×200 мм. Застосування запропонованого кристалізатора дозволить отримувати високу точність поперечного перерізу злитку на виході з кристалізатора, зменшити ймовірність дефектоутворення на широких гранях злитка, а також підвищити експлуатаційну стійкість кристалізатора. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Кристалізатор для безперервного та напівбезперервного лиття міді та мідних сплавів, що містить металевий корпус, мідні водоохолоджувальні стінки робочого простору, захисне покриття мідних стінок, систему водяного охолодження, який відрізняється тим, що мідні плити широких стінок виконані з увігнутістю верхньої поверхні робочої частини на ділянці 0,7-0,8 висоти кристалізатора від верхнього його торця, увігнутості мають конфігурацію сегмента круглого конуса, утворену перетином конуса площиною, паралельною осі конуса, довжина хорди сегмента основи дорівнює широкій стінці кристалізатора, кут твірної конуса з віссю конуса складає 0,65-0,85 %, а висота сегмента основи увігнутості на рівні середини верхнього торця 1,5-2,5 мм, і зменшується донизу кристалізатора. 2 UA 86216 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3