PL179859B1

PL179859B1 - Krystalizator do ciaglego odlewania metali PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179859B1
Application number: PL96313107A
Authority: PL
Inventors: Hector Villanueva; Dirk Rode
Original assignee: Km Europa Metal Ag
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 2000-11-30
Also published as: PL313107A1; IN187265B; DE19508169C5; CA2171388A1; CN1063366C; ZA961921B; CA2171388C; DE19508169A1; CN1137429A; KR100392759B1; ES2161929T3; AR001173A1; DE59607700D1; DE19508169B4; BR9600967A; EP0730923B1; DK0730923T3; JPH0947844A; US5797444A; EP0730923A1

Description

Przedmiotem wynalazkujest krystalizator do ciągłego odlewania metali, zwłaszcza stali.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 4 207 941 oraz europejskiego opisu patentowego nr EP 0 498 296 znane sąkrystalizatory, których komora wewnętrzna składa się z kilku

179 859 stożków, umieszczonych jeden za drugim w kierunku przepływu strumienia metalu. Z kolei w brytyjskim opisie patentowym nr GB 2 177 331 przedstawiony jest krystalizator, którego chłodzona powierzchnia w górnej części ma równoległe do siebie, wzdłużne roski, biegnące w kierunku odlewania. Rowki te poprawiają parametry chłodzenia krystalizatora. lokalne zwiększenie transportu ciepła następuje tutaj wskutek częściowego zmniejszenia grubości ścianki pod wzdłużnym rowkiem. Jednocześnie poprzez odpowiednie dopasowanie powierzchni przekroju, przez który płynie woda do chłodzenia odlewanego pasma, można również zwiększyć prędkości przepływu w kierunku odlewania. Osiągnięta w ten sposób pewna poprawa parametrów chłodzenia polega w każdym przypadku na wyraźnie laminamym przepływie wody chłodzącej. Przy użyciu obu tych środków można wprawdzie uzyskać lepsze chłodzenie odlewanego pasma, nie jest ono jednak wystarczające w przypadku większych prędkości odlewania, gdzie konieczna jest odpowiednio większa intensywność odprowadzania ciepła. Lokalne zmniejszenie grubości ścianki wiąże się przy ty, ze zwiększeniem przekroju przepływowego, który z kolei powoduje efekt odwrotny do zamierzonego, mianowicie ponowne pogorszenie parametrów chłodzenia.

Celem wynalazku jest opracowanie krystalizatora do ciągłego odlewania metalu, zwłaszcza stali, który pozwala z jednej strony zwiększyć wydajność procesu odlewniczego, z drugiej zaś zapewnia wyższą jakość odlewu. Jednocześnie należy zoptymalizować odprowadzanie ciepła z częściowo stopionego pasma metalu, aby wydłużyć okres użytkowania krystalizatora.

Krystalizator do ciągłego odlewania metalu, korzystnie stali, z otwartą z dwóch przeciwległych stron komorą w kształcie wielokrotnego stożka, której przekrój na końcu wlewowymjest większy niż na końcu wylotowym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że chłodzona powierzchnia komory ma co najmniej jeden obszar, o podwyższonym współczynniku przenikania ciepła, składający się z zagłębień, ustawionych częściowo poprzecznie do kierunku odlewania.

Korzystnie, oś symetrii komory w kierunku odlewania jest prosta lub wygięta w kształcie łuku.

Korzystnie, przekrój poprzeczny komory jest okrągły, wieloboczny lub zbliżony do dwuteowego.

Korzystnie, komora ma kształt stożka potrójnego lub parabolicznego.

Korzystnie, chłodzona powierzchnia ma co najmniej częściowo strukturę chropowatą.

Korzystnie, struktura chłodzonej powierzchni ma wysokość nierówności R_z większą niż 1,5 pm.

Korzystnie, obszar chłodzonej powierzchni składa się z zagłębień, których średnia wzajemna odległość wynosi od 1 do 10 mm.

Korzystnie, zagłębienia mają przekrój trójkątny, trapezowy lub półokrągły.

Korzystnie, poszczególne obszary chłodzonej powierzchni mają strukturę o zróżnicowanym kształcie i/lub zagłębieniach.

Korzystnie, obszar chłodzonej powierzchni jest usytuowany w obszarze największego oddawania ciepła, to jest w obszarze lustra kąpieli.

Korzystnie, obszar chłodzonej powierzchni rozciąga się symetrycznie względem wzdłużnej osi powierzchni odlewania i zwęża się w kierunku odlewania.

Korzystnie, komora ma od strony wlewu wybrzuszenie, zmniejszające się w kierunku odlewania.

Korzystnie, długość wybrzuszenia wynosi co najwyżej 50% długości krystalizatora.

Przedmiot wynalazkujest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia krystalizator rurowy w schematycznym widoku z boku, fig. 2 - krystalizator rurowy w innym przykłądzie wykonana z obszarem powierzchni zoptymalizowanym pod względem chłodzenia, w widoku z boku, fig. 3 - krystalizator, którego komora wewnętrzna ma kształt potrójnego stożka, w przekroju wzdłużnym, fig. 4 - krystalizator z łukowo wygiętą osią wzdłużną, w przekroju wzdłużnym, fig. 5A, B i C - krystalizator o przekroju w kształcie okrągłym, kwadratowym i wielobocznym, fig. 6 - krystalizator o przekroju w kształcie zbliżonym do dwuteownika, fig. 7A, B i C - zagłębienia na zewnętrznej powierzchni krystalizatora, mające odpowiednio trójkątny, trapezowy i półokrągły przekrój poprzeczny, fig. 8A - krystalizator

179 859 z wybrzuszeniem ścianki, usytuowanym po stronie wlewu, w widoku z góry, zaś fig. 8B - krystalizator z fig. 8a w przekroju poprzecznym.

Na figurze 1 przedstawiony jest rurowy krystalizator 1 do ciągłego odlewania stali, mający kwadratowy przekrój o wymiarach 170 x 170 mm. Grubość ścianki tego łukowo wygiętego krystalizatora 1 o promieniu krzywizny równym 8000 mm wynosi 18 mm, zaś jego całkowita długość około 800 mm. U góry krystalizator 1 jest zaopatrzony we wlew 4. Komora krystalizatora 1 jest podzielona na dwa stożkowe obszary. Pierwszy z nich, którego długość wynosi 320 mm, ma zbieżność równą2,4 %/m, natomiast drugi, którego długość wynosi 480 mm, ma zbieżność równą 1%o/m.

Jak widać na fig. 1, zoptymalizowany pod względem chłodzenia obszar 2 krystalizatora, mający na chłodzonej powierzchni zagłębienia 3 o trójkątnym przekroju, rozpoczyna się w odległości 60 mm poniżej wlewu 4 krystalizatora i rozciąga się na długości około 310 mm.

Aby zapewnić optymalne warunki krzepnięcia pasma stali podczas procesu odlewania, szczególnie korzystne okazało się umieszczenie profilowanego obszaru 2 tylko na zewnętrznej stronie łuku rurowego krystalizatora 1.

Odstęp pomiędzy środkami zagłębień 3 o trójkątnym przekroju wynosi w kierunku odlewania 8 mm, przy czym szerokość poszczególnych zagłębień 3 jest równa 4 mm. Maksymalny wymiar zagłębień 3 w kierunku prostopadłym do powierzchni wynosi 1,2 mm. Cechy geometryczne obszaru 2 o optymalnych parametrach chłodzenia zostały określone w oparciu o badania odlewnicze.

Kolejny przykład wykonania wynalazkujest przedstawiony na fig. 2. Krystalizator 1, przeznaczony również do ciągłego odlewania pasm stali o przekroju kwadratowym, ma, podobnie jak krystalizator z fig. 1, wlew 4, przy czym na fig. 2 zaznaczony jest dodatkowo wylot 5. Obszar 2 krystalizatora, charakteryzujący się podwyższonym współczynnikiem przenikania ciepła, ma w tym przykładzie wykonania kształt zbliżony do trapezu i składa się z dużej liczby kołowych zagłębień 3. Obszar 2 krystalizatora rozciąga się przy tym na długości 250 mm, przy czym obszar ten zwęża się w kierunku odlewania o około 30%.

Zagłębienia 3 mogą mieć w przekroju poprzecznym różne kształty, na przykład trójkątny (fig. 7A), trapezowy (fig. 7B) lub półokrągły (fig. 7C). Każdy z tych kształtów można stosować samodzielnie bądź we wzajemnej kombinacji. Odstęp pomiędzy poszczególnymi zagłębieniami wynosi od 1 do 10 mm. Chłodzona powierzchnia może mieć co najmniej częściowo strukturę chropowatą. Strukturę tę uzyskuje się w drodze obróbki mechanicznej, przy czym wysokość nierówności Rz jest większa niż 1,5 pm. W jednym krystalizatorze można stosować kombinację obszarów zaopatrzonych w zagłębienia z obszarami o strukturze chropowatej. W przykładzie wykonania, ukazanym na fig. 6, obszary Al i A2 oznaczająmiejsca usytuowania zagłębień, natomiast obszary B, C i D oznaczają strefy o strukturze chropowatej. Bez względu na ukształtowanie obszarów o podwyższonym współczynniku przenikania ciepła są one, ogólnie rzecz biorąc, usytuowane nad obszarami krystalizatora, w których pożądane jest optymalne rozpraszanie ciepła.

Poza krystalizatorami rurowymi wynalazek można stosować korzystnie również we wlewnicach i krystalizatorach płytowych. Oś symetrii krystalizatora może być prosta lub wygięta w kształcie łuku, co uwidoczniono na fig 4. Poprzeczny przekrój krystalizatora może mieć kształt okrągły, kwadratowy lub wieloboczny, jak widać odpowiednio na fig. 5A, 5B i 5C, lub dwuteowy, jak widać na wspomnianej wyżej fig. 6. Komora krystalizatora może mieć kształt stożka potrójnego, co przedstawiono na fig. 3, lub stożka parabolicznego.

W kolejnym przykładzie wykonania krystalizatorjest zaopatrzony od strony wlewu w wybrzuszenie, zmniejszające się w kierunku odlewania. Przykładowo na fig. 8A i,8B ukazany jest krystalizator, którego ścianka o grubości t ma wybrzuszenie o wymiarze poprzecznym b, rozciągające się maksymalnie na połowie długości krystalizatora.

179 859

FIG. 7C

FIG. 7A FIG. 7B

FIG. 8A

h-t

FIG. 8Β

179 859

i I I

FIG. 5A FIG. 5B FIG. 5C

179 859

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Krystalizator do ciągłego odlewania metali, zwłaszcza stali, z otwartą z dwóch przeciwległych stron komorąw kształcie wielokrotnego stożka, której przekrój na końcu wlewowym jest większy niż na końcu wylotowym, znamienny tym, że chłodzona powierzchnia komory krystalizatora (1) ma co najmniej jeden obszar (2), o podwyższonym współczynniku przenikania ciepła, składający się z zagłębień (3), ustawionych częściowo poprzecznie do kierunku odlewania.
2. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że oś symetrii komory w kierunku odlewania jest prosta.
3. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że oś symetrii komory w kierunku odlewania jest wygięta w kształcie łuku.
4. Krystalizator według zastrz 1, znamienny tym, że przekrój poprzeczny komory jest okrągły.
5. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że przekrój poprzeczny komory jest wieloboczny.
6. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że przekrój poprzeczny komory jest zbliżony do dwuteowego.
7. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że komora ma kształt stożka potrójnego.
8. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że komora ma kształt stożka parabolicznego.
9. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że chłodzona powierzchnia ma co najmniej częściowo strukturę chropowatą.
10. Krystalizator według zastrz. 9, znamienny tym, że struktura chłodzonej powierzchni ma wysokość nierówności R_y większą niż 1,5 pm.
11. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że obszar (2) chłodzonej powierzchni składa się z zagłębień (3), których średnia wzajemna odległość wynosi od 1 do 10 mm.
12. Krystalizator według zastrz. 11, znamienny tym, że zagłębienia (3) mają przekrój trójkątny.
13. Krystalizator według zastrz. 11, znamienny tym, że zagłębienia (3) mająprzekrój trapezowy.
14. Krystalizator według zastrz. 11, znamienny tym, że zagłębienia (3) mająprzekrój półokrągły.
15. Krystalizator według zastrz. 9, znamienny tym, że poszczególne obszary chłodzonej powierzchni mają strukturę o zróżnicowanym kształcie i/lub zagłębieniach.
16. Krystalizator według zastrz. 9, znamienny tym, że obszar (2) chłodzonej powierzchni jest usytuowany w obszarze największego oddawania ciepła, to jest w obszarze lustra kąpieli.
17. Krystalizator według zastrz. 9, znamienny tym, że obszar (2) chłodzonej powierzchni rozciąga się symetrycznie względem wzdłużnej osi powierzchni odlewania i zwęża się w kierunku odlewania.
18. Krystalizator według zastrz. 1, znamienny tym, że komora ma od strony wlewu (4) wybrzuszenie, zmniejszające się w kierunku odlewania.
19. Krystalizator według zastrz. 18, znamienny tym, że długość wybrzuszenia wynosi co najwyżej 50% długości krystalizatora.

* * *