CZ290001B6 - Kruhový krystalizátor - Google Patents

Abstract

Kruhov² krystaliz tor za° zen pro plynul odl v n oceli, sest vaj c z t lesa (1) krystaliz toru, je na vnit°n m povrchu sv horn sti (2) ve sm ru od vstupu roztaven oceli k jeho st°edn sti (3) opat°en² plynule se zmen uj c m zvln n m (4).\

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká kruhového krystalizátoru zařízení pro plynulé odlévání oceli.

Dosavadní stav techniky

Stávající krystalizátory pro plynulé lití kruhových předlitků jsou obvykle tvořené trubkovým tělesem, jehož vnitřní průměr se v jeho horní části od horní hrany na vstupu roztaveného kovu směrem k jeho střední části mírně plynule a lineárně zmenšuje. Tato ůkosovitost v horní části tělesa krystalizátoru se pohybuje například kolem 1 až 2 % a je důležitá s ohledem na postupné smršťování odlitku v důsledku jeho průběžného tuhnutí v krystalizátoru a potřebě dostatečného zajištění odvodu a přestupu tepla z odlitku do tělesa krystalizátoru a potřebě stálého vedení kontislitku při jeho postupu krystalizátorem. Známé jsou rovněž takzvané parabolické krystalizátory se zlepšeným přestupem tepla a vedením kontislitku, neboť jejich parabolický vnitřní průřez přesněji vystihuje průběh smršťování odlévaného materiálu.

Problémem spojený s těmito krystalizátory se zvýšeným úkosem představuje skutečnost, že při daném vnitřním tvaru umožňují bezproblémové plynulé odlévání ocelí pouze v určitém rozmezí chemického složení, zejména z pohledu obsahu uhlíku. Například, při vyšší úkosovitosti krystalizátoru může docházet při lití ocelí s vyššími obsahy uhlíku, například ocelí s obsahem uhlíku kolem 1 % hmotn., k uváznutí odlitku uvnitř krystalizátoru. Naopak při menší úkosovitosti a při lití ocelí o nižších obsazích uhlíku, například ocelí s obsahem uhlíku kolem 0,10 % hmotn., dochází v důsledku většího smršťování odlitku ke vzniku vzduchových mezer mezi již vytvořenou kůrou plynule litého odlitku a stěnou krystalizátoru s negativními dopady na odvod tepla, vedení odlitku v krystalizátoru a konečnou kvalitu odlitku.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje kruhový krystalizátor zařízení pro plynulé odlévání oceli sestávající z tělesa krystalizátoru, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že horní část tělesa krystalizátoru na vstupu roztavené oceli je opatřená na svém vnitřním povrchu směrem k jeho střední části plynule se zmenšujícím zvlněním.

S výhodou je uvedené zvlnění tělesa krystalizátoru provedené v horní části tělesa krystalizátoru o délce 1, pohybující se v rozmezí 30 až 50 % celkové délky L tělesa krystalizátoru od jeho horní hrany. Rovněž s výhodou je toto zvlnění tvořené kružnici opisující sinusoidní křivkou.

Podstata vynálezu dále spočívá v tom, že maximální velikost amplitudy sinusoidní křivky zvlnění je na horní hraně tělesa krystalizátoru, přičemž tato maximální velikost amplitudy činí 0,40 % až 0,55 % průměru D tělesa krystalizátoru. Podle výhodného provedení vynálezu se sinusoidní křivka dotýká z vnější strany původní kružnice hrany vstupního otvoru tělesa krystalizátoru v 15 až 25 styčných místech.

Zvlnění vnitřního povrchu horní části krystalizátoru je docíleno jeho tvarovými vybráními, v nichž dochází k vytváření přebytku kovu, který zajišťuje stálý styk odlitku se stěnou krystalizátoru, a tím i přestup tepla a stálé vedení odlitku krystalizátorem. Ve střední části krystalizátoru zvlnění přechází zpět do kruhového průřezu, přičemž spodní část krystalizátoru je již stejná jako u krystalizátoru stávajících. Maximální hloubka vybrání, odpovídající u zvlnění, které je tvořené sinusoidní křivkou, velikosti jeho amplitudy, závisí na průměru krystalizátoru, přičemž například u krystalizátoru o průměru 410 mm je optimální hloubka vybrání u horní hrany

-1 CZ 290001 B6 kolem 2 mm. Vzhledem k tomu, že hloubka vybrání se směrem ke střední části krystalizátoru plynule zmenšuje, je ve vrcholech vybrání dosaženo i větší ůkosovitosti, například až 5 %, než ve styčných místech, ve kterých se křivka zvlnění dotýká původní kružnice, to je v místech kde je vybrání nulové a ve kterých je úkosovitost například jen kolem 1,4 %. Zatímco počet styčných míst je na průměru krystalizátoru v podstatě nezávislý, hloubka vybrání se při zvětšujícím se průměru krystalizátoru v odpovídajícím poměru podstatně lineárně zvětšuje, respektive se zmenšujícím průměrem zmenšuje.

Výhodou kiystalizátoru podle předloženého vynálezu je, kromě dosažení zlepšení vedení kontislitku a lepšího přestupu tepla, i docílení rovnoměrnějšího růstu licí kůry a zmenšení depresí na povrchu kontislitku, což následně snižuje výskyt průvalů a podélných trhlin, zejména u ocelí s obsahem uhlíku pod 0,2 % hmotn., přičemž umožňuje lití ocelí v širokém rozmezí obsahu uhlíku, například ocelí s obsahem uhlíku v rozmezí od 0,06 do 1,00 % hmotn.

Přehled obrázků na výkresech

Předložený vynález bude dále blíže objasněný na základě konkrétního příkladu provedení kruhového krystalizátoru podle vynálezu ve spojení s připojenou výkresovou dokumentací, ve které je na obr. 1 tento krystalizátor naznačený schematicky v prostorovém pohledu a na obr. 2 znázorněný schematický úsek horní hrany tohoto krystalizátoru na vstupním otvoru.

Příklad provedení vynálezu

Kruhový krystalizátor zařízení pro plynulé odlévání oceli, znázorněný na obr. 1 a 2 sestává z válcového tělesa 1, jehož horní část 2 je ve směru od vstupu roztavené oceli k jeho střední části 3 opatřená na svém vnitřním povrchu plynule se na nulu zmenšujícím zvlněním 4. Zvlnění 4 tělesa 1 krystalizátoru je provedené v horní části 2 o délce 1, činící 40 % celkové délky L tělesa 1 krystalizátoru od jeho horní hrany 5. Spodní část tělesa 1 krystalizátoru vykazuje již kruhový tvar. Zvlnění 4 je tvořené sinusoidní křivkou 6, jejíž maximální velikost x amplitudy je na horní hraně 5 tělesa 1 krystalizátoru, přičemž tato maximální velikost x amplitudy činí 0,48 % průměru D tělesa 1 krystalizátoru. Průběh sinusoidní křivky 6 je volený tak, že se tato sinusoidní křivka 6 dotýká původní kružnice 7 hrany 5 vstupního otvoru tělesa 1 krystalizátoru z vnější strany a ve 20 styčných místech 8. Zvlnění 4 tak vytváří kapsy 9 pro vytváření přebytku roztaveného kovu.

Průmyslová využitelnost

Řešení navrhované podle předloženého vynálezu lze využít u všech krystalizátorů zařízení pro plynulé odlévání vertikálního typu.

Claims (5)

1. Kruhový krystalizátor zařízení pro plynulé odlévání oceli, sestávající z tělesa krystalizátoru, vyznačený tím, že horní část (2) tělesa (1) krystalizátoru na vstupu roztavené oceli je opatřená na svém vnitřním povrchu směrem kjeho střední části (3) plynule se zmenšujícím zvlněním (4).

2. Kruhový krystalizátor podle nároku 1, vyznačený tím, že zvlnění (4) tělesa (1) krystalizátoru je provedené v horní části (2) tělesa (1) o délce (1), pohybující se v rozmezí 30 až 50 % celkové délky (L) tělesa (1) krystalizátoru od jeho horní hrany (5).

3. Kruhový krystalizátor podle nároků 1 a 2, vyznačený tím, že zvlnění (4) je tvořené kružnicí opisující sinusoidní křivkou (6).

4. Kruhový krystalizátor podle nároků 1 až 3, vyznačený tím, že maximální velikost amplitudy sinusoidní křivky (6) zvlnění (4) je na horní hraně (5) tělesa (1) krystalizátoru, přičemž tato maximální velikost amplitudy činí 0,40 % až 0,55 % průměru (D) tělesa (1) krystalizátoru.

5. Kruhový krystalizátor podle nároků 1 až 3,vyznačený tím, že sinusoidní křivka (6) se dotýká z vnější strany původní kružnice (7) hrany (5) vstupního otvoru tělesa (1) krystalizátoru v 15 až 25 styčných místech (8).