кристаллизатор для отливки слитков при вертикальной полунепрерывной разливке

Формула изобретения

Кристаллизатор для отливки слитков при вертикальной полунепрерывной разливке, содержащий корпус, выполненный в виде коллектора с верхним и нижним рядами выпускных отверстий, и установленную в корпусе гильзу с опорной полкой, отличающийся тем, что на опорной полке гильзы с внутренней стороны выполнен вертикальный кольцевой выступ, торцовая часть которого расположена выше верхнего ряда выпускных отверстий, а в верхней части гильзы на ее рабочей поверхности выполнены вертикальные канавки длиной не менее 1/3 высоты гильзы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при отливке слитков из металлов и сплавов, преимущественно алюминиевых, полунепрерывным методом.

Известен кристаллизатор для отливки слитков, состоящий из корпуса, гильзы и коллектора [1]

Известен кристаллизатор для отливки слитков при вертикальной полунепрерывной разливке, содержащий корпус, выполненный в виде коллектора с верхним и нижним рядами выпускных отверстий и установленную в корпусе гильзу с опорной полкой [2]

Техническим результатом изобретения является исключение искажения конфигурации лунки жидкого металла благодаря равномерному и интенсивному охлаждению верхней части кристаллизатора и тем самым уменьшению площади контакта жидкого металла с кристаллизатором.

Общие признаки изобретения и прототипа: корпус, выполненный в виде коллектора с верхним и нижним рядами выпускных отверстий, и установленная в корпусе гильза с опорной полкой;

Новые признаки: на опорной полке гильзы с внутренней стороны выполнен вертикальный кольцевой выступ, торцевая часть которого расположена выше верхнего ряда выпускных отверстий, на рабочей поверхности гильзы в верхней части выполнены вертикальные канавки, длиной не менее 1/3 высоты.

Наличие кольцевого выступа в гильзе обеспечивает создание равномерного и интенсивного распределения охладителя (воды) по высоте гильзы за счет подпора охладителя (массообмена) из верхнего ряда выпускных отверстий и исключает отбой охладителя от стенки гильзы, т.е. охладитель полностью (эффективно) используется для охлаждения наружной поверхности гильзы, а затем и слитка в зоне контакта жидкого металла с внутренней поверхностью гильзы.

Вертикальные канавки, выполненные на рабочей поверхности гильзы (зона кристаллизации жидкого металла), обеспечивают уменьшение площади контакта жидкого металла с кристаллизатором, исключение искажения конфигурации лунки жидкого металла. Это стало возможным также благодаря равномерному и интенсивному охлаждению по высоте гильзы. Вертикальные канавки обеспечивают уменьшение площади контакта жидкого металла с кристаллизатором на 30 50% (уменьшение площади контакта зависит от способа образования канавок и материала гильзы) и удержание смазки в процессе всего промежутка времени литья.

Длина канавок определена исходя из металлургического опыта и вида сплава.

Кристаллизатор поясняется чертежом.

Кристаллизатор для отливки слитков содержит корпус 1, выполненный в виде коллектора с верхним 2 и нижним 3 рядами выпускных отверстий. В корпусе 1 установлена гильза 4, на опорной полке 5 которой с внутренней стороны выполнен вертикальный кольцевой выступ 6. Торцовая часть выступа 6 расположена выше верхнего ряда выпускных отверстий 2.

Высота h выступа равна 10 30 мм. При h<10 мм не будет обеспечиваться подпор охладителя из верхнего ряда выпускных отверстий, при h>30 мм произойдет отсечение струй охладителя. В кристаллизаторе на рабочей поверхности гильзы 4 выполнены вертикальные канавки 7 для смазки глубиной 0,5-1,0 мм, шагом 0,6

1,0 мм. Длина канавок равна не менее 1/3 высоты H гильзы. При длине канавок менее 1/3 высоты H гильзы увеличится площадь контакта жидкого металла с кристаллизатором, что приведет к возникновению поверхностных дефектов.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Перед началом разливки металла в слитки на рабочую поверхность гильзы 4 наносится смазка и подается вода. В кристаллизатор через заливочное устройство (не показано) подают жидкий металл в гильзу 4, где формообразуется слиток 8, наличие выступа 6 на гильзе 4 обеспечивает равномерное распределение воды по всему периметру гильзы и исключает отбой воды от стенки гильзы. Вертикальные канавки 7 уменьшают площадь контакта жидкого металла с поверхностью гильзы 4 (эффект смачивания).

Пример. Литье проводили в кристаллизаторе сечением 300 х 1580 мм, общая высота гильзы 180 мм, высота рабочей поверхности гильзы (зона контакта жидкого металла с внутренней поверхностью гильзы) 80 мм, длина вертикальных канавок 100 мм, глубина их и шаг соответственно 0,8 и 1,0 мм, высота выступа на опорной полке 25 мм.

В описанном выше кристаллизаторе было отлито 1000 т слитков сплава АМЦ. Испытания показали уменьшение расхода смазки на 35% увеличение выхода годного на 2,2% за счет получения слитков улучшенного качества.

Изобретение позволяет повысить качество слитков за счет устранения наружных и внутренних дефектов слитка, обеспечить стабильную отливку слитков всех видов и размеров независимо от их количества с уменьшением расхода смазки на 30 40% повысить выход годного от 2,0 до 5,0% в зависимости от сплава и размера слитков.