CS254639B1 - Chladič kokify pro plynulé liti kovů a kovových slitin - Google Patents

Abstract

Řešení se týká chladiče kokily pro plynulé lití kovů a kovových slitin, sestávajícího z válcového tělesa s chladicími kanálky, pláště s nátrubky a z připojovací příruby. Podstata řešení spočívá v tom, že chladicí kanálky jsou vytvořeny od přívodního nátrubku k odváděcímu nátrubku ve tvaru souvislé spirály, jejíž poloměr k hloubce chladicího kanálku je v poměru 3:1 až 12:1 a stoupání spirály je 1,3 až l,7násobkem šířky chladicího kanálku. Podle výhodného provedení spirála chladicího kanálku začíná o 1/4 obvodu dříve než odpovídá poloze přívodního nátrubku a končí o 1/4 obvodu dále než odpovídá poloze odváděciho nátrubku. Po vnitřním obvodu válcového tělesa chladiče je pod přírubou vytvořeno vybrání.

Description

Vynález se týká spirálového chladiče kokily pro plynulé liti kovů, u něhož se řeší jeho optimální konstrukce z hlediska chladicího účinku a rozměrové stability.

V současné době se při horizontálním plynulém lití litinových materiálů používá chladičů jednoduché konstrukce, které jsou v průřezu mezikružím, v němž proudí chladicí voda. Tyto chladiče mají hlavní nevýhody v tom, že chladí nerovnoměrně, a to hlavně v místech nátrubků, pod nimiž chladicí voda proudí kolmo na těleso chladiče. Ve zbývající mezikruhové části chladiče má voda malou rychlost proudění a chladí nedostatečně. Vlivem lokálního přechlazení tělesa chladiče pod nátrubkem a jeho přehřátí v mezikruhové části dochází při lití ke značným tepelným pnutím a deformacím chladičů, které musí být vyřazeny z provozu a nahrazeny chladiči novými. Kromě tohoto dosud používané chladiče chladí více ve spodní polovině než v horní, což je způsobeno lepším kontaktem s grafitovou kokilou dole vlivem gravitace a vznikem smrštovaci mezery hlavně nahoře.

Některé chladiče mají ve vodním prostoru různé výstupky, jako turbulátory pro zvětšení chladicí plochy a zvýšeni součinitele přestupu tepla do chladicí vody, ale i tyto chladiče se v provozu bortí a nechladí rovnoměrně. Aktivně chlazená délka všech užívaných chladičů je malá a nepřesahuje 185 mm, což při dané rychlosti tuhnutí pro dosažení potřebnémikrostruktury litin značně omezuje licí rychlosti a výkony.

Uvedené nevýhody odstraňuje chladič kokily pro plynulé lití kovů a kovových slitin, sestávající z válcového tělesa s chladicími kanálky, pláště s nátrubky a z připojovací příruby, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že chladicí kanálky jsou vytvořeny od přívodního nátrubku k odváděcímu nátrubku ve tvaru souvislé spirály, jejíž poloměr k hloubce chladicího kanálku je v poměru 3:1 až 12:1, přičemž stoupání spirály je 1,3 až l,7násobkem šířky chladicího kanálku. Podle výhodného provedení spirála chladicího kanálku začíná o 1/4 obvodu dříve než odpovídá poloze přívodního nátrubku a konči o 1/4 dále než odpovídá poloze odváděcího nátrubku. Po vnitřním obvodu válcového tělesa chladiče je pod přírubou vytvořeno vybrání.

Spirálový chladič podle vynálezu je účinně a rovnoměrně ochlazován, takže se nebortí a má dlouhou životnost. Poměr poloměru spirály k hloubce chladicího kanálku zvyšuje kritickou hodnotu Reynoldsova čísla a významně ovlivňuje charakter proudění chladicí vody a součinitele přestupu tepla do chladicí vody. Předepsané stoupání spirály zajištuje rovnoměrný odvod tepla v aktivně chlazené zóně chladiče a nízkou pracovní teplotu tělesa chladiče. Umístění nátrubků shora umožňuje snadnou montáž a získání většího chladicího účinku shora, což u slitin s malým objemovým smrštěním vede k eliminaci nesoustřednosti tekutého jádra.

Tím, že přívodní a odváděči nátrubek jsou zaústěny shora ve vzdálenosti cca 1/4 od počátku a konce spirály, má horní polovina chladiče v součtu o 1 závit více než spodní e

polovina. Aktivně chlazená zóna chladiče, tj. průmět délky .1 celé spirály 1 = Z . S + j = = 150 až 350 mm, kde £ je počet závitů spirály od nátrubku k nátrubku, přičemž licí rychlost (výkon) je při stejné rychlosti tuhnutí tím, větší, čím je větší délka spirály.

Mezi válcovým tělesem chladiče a grafitovou kokilou je v místě příruby v tělese chladiče vytvořeno vybráni, široké 0,5 až 6 mm v délce 8 až 15 mm od kraje příruby. Zvětšení aktivně chlazené délky chladiče dovoluje, při stejné střední rychlosti tuhnutí slitiny v krystalizátoru, zvýšit licí rychlost, a tím i licí výkon v poměru délek, například 350/180 = 1,94, tj. o 94 ». Vybrání v tělese chladiče pod přírubou omezuje přestup tepla v této oblasti, brání předčasnému ztuhnutí taveniny a umožňuje volnou dilataci grafitové kokily, což má příznivý vliv na její životnost.

Na připojeném výkresu je znázorněno konkrétní provedeni chladiče v podélném řezu.

Válcové těleso 2 chladiče je zavařeno v přírubě Κ V tělese 2 chladiče je na poloměru

R vytvořen spirálový chladicí kanál _6 příčného průřezu b . h a se stoupáním S_, Chladicí kanálek 6 je uzavřen pláštěm 2 přivařeným k přírubě 1_. V horní části chladiče jsou na plášti 3 přivařeny nátrubky _4, ji pro přívod a odvod chladicí vody, jejichž světlý průměr odpovídá šířce chladicího kanálku 6. Nátrubky 4_, 5 jsou přivařeny ve vzdálenosti 1/4 závitu spirály od jejího začátku a konce, čímž se dosahuje větší chladicí délky v horní části chladiče než v části spodní, což zrovnoměrňuje postup tuhnuti po obvodu odlitku. Na výkresu je označena aktivně chlazená délka _1 chladiče.

Chladicí voda se přivádí do přívodního nátrubku 5^ vzdáleného od příruby 1. a odvádí se odváděcím nátrubkem 4 u příruby 1., takže vzniká protiproudé chlazení. Příruba 1^ je obvyklé ho provedení, podle připojovacích míst na mezikus nebo připojovací desku pece. Pod přírubou je ve válcovém tělese 2 chladiče vytvořeno vybráni ]_. Očelem vybrání 7_ je omezení přestupu tepla z grafitové kokily do chladiče a příruby _1 a tím zamezení předčasného tuhnutí slitiny v místě pod přírubou 1., které často vede k nežádoucímu předčasnému ukončení plynulého lití vlivem zamrznutí nebo přetržení tyče. Krystalizátor je dokompletován zalisováním grafitové vložky do tělesa chladiče, jejím obvyklým obrobením a pojištěním.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Chladič kokily pro plynulé lití kovů a kovových slitin, sestávající z válcového tělesa s chladicími kanálky, pláště s nátrubky a připojovací příruby, vyznačující se tím, že chladicí kanálky (6) jsou vytvořeny od přívodního nátrubku (5) k odváděoímu nátrubku (4) ve tvaru souvislé spirály, jejíž poloměr (R) k houbce (h) chladicího kanálku (6) je v poměru 3:1 až 12:1 a stoupáni (S) spirály je 1,3 až l,7násobkem šířky (b) chladicího kanálku (6).
2. 2. Chladič kokily podle bodu 1, vyznačující se tím, že spirála chladicího kanálku (6) začíná o 1/4 obvodu dříve oproti poloze přívodního nátrubku (5) a končí o 1/4 obvodu dále oproti poloze odváděčiho nátrubku (4).
3. 3. Chladič kokily podle bodu 1, vyznačující se tím, že po vnitřním obvodu válcového tělesa (2) je pod přírubou (1) vytvořeno vybrání (7).

   1 výkres