устройство для непрерывной разливки плоских слитков

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ПЛОСКИХ СЛИТКОВ, содержащее барабан с опорами и приводом в виде гидроцилиндров для его вращения и перемещения, реборды, между которыми установлен барабан, со своими приводами вращения, бесконечную ленту, огибающую торцы реборд, приводные валки, ролики, поддерживающие и прижимающие ленту в поперечном ее направлении к ребордам, а также форсунки, установленные между роликами, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества непрерывных слитков за счет устранения перекоса барабана в процессе обжатия слитков, устройство снабжено П-образной рамой, смонтированной на установленном в подвижных опорах валу и имеющей возможность вращения относительно вала с помощью гидроцилиндра, при этом на раме закреплены опоры барабана и последний имеет возможность возвратно-поступательного перемещения относительно рамы по окружности с радиусом, равным 2 4 величины радиуса барабана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке слитков с обжатием в твердожидком состоянии на установках колесно-ленточного типа.

Известно устройство для непрерывной разливки плоских слитков, включающее барабан, который огибает бесконечная приводная лента, противоположную бесконечную приводную валками ленту, поддерживаемую в поперечном к ней направлении при помощи целых роликов, а также боковые конусные вставки, расположенные в зазоре между лентами. В процессе разливки подают металл в рабочую полость, образованную двумя лентами и боковыми вставками. Ось барабана установлена стационарно на опорах с подшипниками качения [1]

Недостатком известного устройства является невозможность изменения толщины вытягиваемого слитка, а также ввода и вывода затравки из рабочей полости формирования слитка, образованной барабаном, бесконечной лентой и боковыми ребордами. Это объясняется тем, что барабан установлен стационарно без возможности перемещения относительно ленты.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для непрерывной разливки плоских слитков, включающее барабан с приводом вращения, установленный между боковыми ребордами, снабженными своими приводами вращения, бесконечную ленту, огибающую торцы реборд и приводные валки, ролики, поддерживающие и прижимающие ленту в поперечном ее направлении к ребордам, а также форсунки, установленные между роликами. Барабан установлен на опорах с возможностью вертикального перемещения относительно ленты при помощи гидроцилиндров.

В рабочую полость, образованную барабаном, лентой и ребордами подают металл, где производится обжатие слитка в твердожидком состоянии и его вытягивание с переменной скоростью [2]

Недостатком известного устройства является сложность механизма перемещения барабана в вертикальном направлении, а также перекос оси барабана в процессе перемещения. Это объясняется тем, что опоры барабана установлены на штоках двух независимых гидроцилиндров. В этих условиях происходит рассинхронизация перемещения опор барабана относительно друг друга, что приводит к его перекосу. Вследствие этого обжатие слитка в твердожидком состоянии происходит неравномерно по его ширине, что вызывает брак слитков по форме поперечного сечения. Кроме того, в условиях неравномерного обжатия в слитках возникают внутренние и наружные трещины, что вызывает их брак.

Целью изобретения является улучшение качества непрерывнолитых слитков за счет устранения перекоса барабана в процессе обжатия слитков.

Указанная цель достигается тем, что устройство для непрерывной разливки плоских слитков содержит барабан с опорами и приводом в виде гидроцилиндров для его вращения и перемещения, реборды, между которыми установлен барабан, со своими приводами вращения, бесконечную ленту, огибающую торцы реборд, приводные валки, ролики, поддерживающие и прижимающие ленту в поперечном ее направлении к ребордам, а также форсунки, установленные между роликами.

Устройство снабжено П-образной рамой, смонтированной на установленном в подвижных опорах валу и имеющей возможность вращения относительно вала с помощью гидроцилиндра, при этом на раме закреплены опоры барабана и последний имеет возможность возвратно-поступательного перемещения относительно рамы по окружности с радиусом, равным 2-4 величины радиуса барабана.

Диапазон значений радиуса перемещения барабана по окружности в пределах 2-4 величины его радиуса объясняется закономерностями обжатия слитка барабаном и ниже лежащим валком, приводящим ленту. При меньших значениях будет происходить смещение барабана относительно валка сверх допустимых значений, что приведет к изгибу слитка в ту или иную сторону в процессе обжатия слитка и увеличению напряжений изгиба, действующих в слитке, сверх допустимых значений. При больших значениях увеличиваются габариты П-образной рамы сверх допустимых значений, что приведет к увеличению веса устройства. Указанный диапазон устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от величины радиуса барабана.

Улучшение качества плоских непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие устранения перекоса барабана в процессе обжатия слитка в твердожидком состоянии. При этом вертикальное поступательное перемещение барабана заменяется его перемещением по окружности с достаточно большим радиусом. В этих условиях обеспечивается равномерное обжатие слитка по его ширине, что устраняет образование в нем внутренних и наружных трещин.

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения со ссылкой на чертеж.

На фиг. 1 изображено устройство для непрерывной разливки плоских слитков, продольный разрез; на фиг. 2 то же, разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для непрерывной разливки плоских слитков состоит из барабана 1, вала 2, опор 3, рамы 4, вала 5, опор 6, балки 7, гидроцилиндров 8, опоры 9, штока 10 с осью 11, катков 12, приводной шестерни 13, привода 14, валков 15, опор 16, привода 17, ленты 18, роликов 19 и 20, форсунок 21, стакана 22, реборд 23 с резьбой 24, 25 слиток после обжатия, 26 широкая грань слитка, 27 узкая грань слитка, 28 жидкий металл, угол сектора барабана, на длине окружности которого кристаллизуется слиток, r радиус барабана, R радиус реборд, О центр барабана, О₁ центр реборд, эксцентриситет, h толщина слитка после обжатия, Н толщина слитка на мениске, l радиус перемещения барабана.

Устройство для непрерывной разливки плоских слитков работает следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в зазор, образованный поверхностью приводного барабана 1, бесконечной приводной лентой 18 и боковыми ребордами 23, подается жидкий металл 28 через разливочный стакан 22. Бесконечная лента 18 огибает поверхность торцов боковых реборд 23 на длине сектора барабана 1 с углом и приводится в движение приводными валками 15. Барабан 1 и реборды 23 приводятся во вращение своими приводами. Оболочка 26 слитка 25 формируется на поверхности барабана 1 радиусом r, а противоположная грань на поверхности ленты 18 радиусом кривизны R. В процессе непрерывной разливки производится деформация обжатия узких граней 27 слитка 25 в твердожидком состоянии посредством смещения центра О барабана 1 относительно центра О₁ реборд 23 от толщины Н на мениске до толщины h.

Из установки вытягивается слиток 25 толщиной h и шириной В с переменной скоростью и направляется дальше по роликам 20. Ролики 19 поджимают ленту 18 к торцам боковых реборд 23. В процессе разливки корпус барабана 1, реборды 23 и лента 18 охлаждаются соответственно проточной и распыливаемой форсунками 21 водой. Оси О и О₁ барабана 1 и реборд 23 расположены с эксцентриситетом (Н-h). После начала процесса разливки барабан 1 перемещается на величину (Н-h).

Барабан 1 установлен на валу 2, смонтированном на опорах 3 с подшипниками качения. Опоры 3 установлены на П-образной раме 4, смонтированной на валу 5. Вал 5 смонтирован на опорах 6 с подшипниками качения. Опоры 6 установлены на стационарной несущей раме 7. Вал 2 барабана 1 приводится во вращение приводом 14, установленном на торце опоры 3. Валки 15 приводятся во вращение приводом 17.

Реборды 23 смонтированы на катках 12, имеющих возможность вращения под действием приводной шестерни 13, находящейся в зацеплении с резьбой 24 реборд 23. П-образная рама 4 через шток 10 и ось 11 соединена с гидроцилиндром 8, смонтированным на опоре 8, установленной на стационарной несущей раме 7.

В процессе разливки при обжатии слитка 25 в твердожидком состоянии барабан 1 под действием гидроцилиндра 8 совершает возвратно-поступательное перемещение по окружности радиусом, равным l 2-4r, вокруг оси вала 5.

В таблице приведены примеры работы устройства с различными технологическими параметрами.

В первом примере увеличены габариты П-образной рамы, что приводит к увеличению веса оборудования устройства и усложняет обслуживание роликов 20, направляющих слиток 25 при выходе из устройства.

В пятом примере будет происходить смещение оси барабана 1 относительно вертикальной оси сверх допустимых значений в конце обжатия слитка 25. В этих условиях в слитке 25 увеличиваются напряжения, действующие в нем при его разгибе из радиального положения в горизонтальное. В этих условиях в слитках возникают внутренние и наружные трещины, что приводит к их браку.

В шестом примере (прототипе) происходит перекос вала 2 барабана 1 при их перемещении в вертикальном направлении под действием двух гидроцилиндров. В этих условиях происходит неравномерное обжатие слитка 25 по ширине, что приводит к браку слитков по форме поперечного сечения, внутренним и наружным трещинам.

Применение устройства позволяет снизить брак слитков по форме поперечного сечения, внутренним и наружным трещинам на 2,4% за счет устранения перекоса барабана в процессе обжатия слитка.