PL83050B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Kabel -und Metallwerke Gutehoffnungshiitte Aktiengesellchaft, Hannover (Republika Federal¬ na Niemiec) Kokila krystalizatora do ciaglego odlewania metali, zwlaszcza stali Przedmiotem wynalazku jest kokila krystaliza¬ tora do ciaglego odlewania metali, zwlaszcza stali.Przy odlewaniu wysokotopliwych metali, takich jak zelazo i stal, coraz wieksze zastosowanie znaj¬ duja kokile krystalizatorów do odlewania ciaglego, wytwarzane z materialu o duzej zdolnosci prze¬ wodzenia ciepla.W zaleznosci od celu stosowania rozróznia sie kokile jedno- lub wieloczesciowe, przy czym jed¬ noczesciowe wykonuje sie z bezszwowo wytlacza¬ nych lub odlewanych rur, wzglednie z blach lub tasm, natomiast kokile wieloczesciowe wykonuje sie z ksztaltek, tworzacych wneke formy.Wspólna cecha wszystkich tych rodzajów kon¬ strukcji kokil jest to, ze wskutek duzej przewod¬ nosci ciepla w zasiegu powierzchni kapieli odle¬ wany wlewek wzglednie wlewek plaski krzepnie szybko w strefie skierowanej ku zewnetrznej scia¬ nie kokili tak, ze tworzy sie cienka skorupa, która odrywa sie od sciany kokili i przez naplywajacy ciekly metal ponownie zostaje przycisnieta do niej.Uzaleznione od tego nierównomierne chlodzenie wlewka przez powierzchnie styku ze sciankami ko- . kili powoduje powstanie naprezen termicznych w powloce pasma, które moga doprowadzic do wy¬ tworzenia sie rys cieplnych i przebicia. Dla zre¬ dukowania przewodzenia ciepla na powierzchni ka¬ pieli i ulatwienia przelotu wlewka stosuje sie sma¬ ry na bazie oleju lub proszku zuzlowego. Stosowa¬ nie proszków nie zapewnia jednak wlasciwego sma- 2 rowania, poniewaz topia sie one niejednorodnie tak, ze material kokili i material wlewka napoty¬ kaja na duze przewodzenie ciepla. Tworzenie po¬ wloki na sciance kokili przez natryskiwanie jej 5 chromem lub molibdenem nie przynosi równiez po¬ zadanych wyników z uwagi na zwiazane z tym równomiernie zmniejszone przewodzenie ciepla na calej dlugosci kokili.Dodatkowa wada znanego rozwiazania jest to, ze io te stosunkowo cienkie powloki ulegaja scieraniu.Poniewaz pózniejsza obróbka nie jest w tym przy¬ padku mozliwa, kokila musi byc usunieta z eks¬ ploatacji i poddana regeneracji przez powlekanie.Znana jest równiez kokila krystalizatora do od- L5 lewania ciaglego wysokotopliwych metali, która przynajmniej w zasiegu powierzchni kapieli utwo¬ rzona jest z utwardzonego dyspersyjnie stopu mie¬ dzi, nie zawierajacego takich skladników obniza¬ jacych zdolnosc przewodzenia ciepla, jak na przy- 20 klad kobalt. Dzieki temu podwyzszona zostaje granica plastycznosci w podwyzszonej temperatu¬ rze i zwiekszona wytrzymalosc. Kokile takie sa bardzo drogie ze wzgledu na koniecznosc stosowa¬ nia deficytowego surowca. 25 Celem wynalazku jest usuniecie wad znanych kokili i opracowanie kokili bezszwowej lub skla¬ dajacej sie z plyt, blach i podobnych elementów z uregulowanym przewodzeniem ciepla w zalez¬ nosci od wysokosci kokili. 30 Zgodnie z wynalazkiem cel ten zostal osiagniety 830503 83050 4 przez opracowanie kokili krystalizatora majacej scianki korpusu, tworzacymi)wneke formy, z wklad¬ kami z materialu, który w stosunku do materialu korpusu posiada niewielka zdolnosc przewodzenia ciepla. W ten sposób mozna zapobiec powstawaniu rys w odlewanym wlewku lub wlewku plaskim wskutek duzego przewodzenia ciepla do powstalych rys. Zaleznie od zewnetrznej formy wkladki, która celowo w polaczeniu ksztaltowym umieszczona jest w scianie kokili, istnieje mozliwosc regulowania przewodzenia ciepla w zasiegu kokili. Kokila mo¬ ze byc bez trudnosci dostosowana do wymagan eksploatacji tak, aty mozna bylo wytwarzac wle¬ wek ciagly nie posiadajacy naprezen.« W wykonaniu wedlug wynalazku, wkladka utwo¬ rzona jest ze zwartego korpusu metalowego, przy czym kazdorazowo w przypadkach zuzycia podczas pracy, równoczesnie z obróbka wewnetrznej sciany kokili mozliwe jest wykonanie obróbki wkladki.Dodatkowe srodki, które na przyklad sa konieczne przy natryskiwaniu warstwy powierzchniowej, sa zbyteczne przy zastosowaniu wykonania kokili we¬ dlug wynalazku..Jednakze dla zapobiezenia scieraniu sie miedzi wzglednie przedostawaniu sie jej do odlewanej stali, dodatkowo mozna zastosowac powlekanie wkladek.Wkladka, na przyklad w ksztalcie zwartego piers¬ cienia ze stopu miedz-chrom, w zasiegu powierz¬ chni kapieli moze byc wpuszczana w sciane ko¬ kili, wykonana z miedzi lub niskotopliwego stopu miedzi o duzej zdolnosci przewodzenia ciepla.Umocowanie pierscienia w odpowiednio uksztalto¬ wanym rowku sciany kokili przez szczelne pola¬ czenie ksztaltowe nastepuje przez walcowanie na goraco, platerowanie na goraco lub przez formo¬ wanie z duza predkoscia, wzglednie przez plate¬ rowanie eksplozyjne. Korzystnym jest takie wy¬ konanie wynalazku, w którym miedzy wkladka i sciana kokili stosuje sie polaczenie metalowe.Poza zwartymi sztywnymi wkladkami stosuje sie równiez wkladki spiekane, przy czym spiekanie odpowiednich mieszanek proszku moze nastepowac równiez po wtloczeniu ich do kokili wzglednie do jej formy. Dla zapobiezenia odpryskiwania wzgled¬ nie odstawiania iwkladlki ze scianki kokiili wzgled¬ nie wypaczania sie, wspólczynniki rozszerzalnosci wydluzenia materialu wkladki i materialu korpusu kokili dobiera sie w zaleznosci od rozkladu tem¬ peratury. Dodatkowa regulacje przewodzenia cie¬ pla wzdluz wysokosci kokili uzyskuje sie przez wykonanie wkladki o ksztalcie klinowym w prze¬ kroju poprzecznym, przy czym plaszczyzny grani¬ czace w kierunku przelotu wlewka sa ze soba zbiezne. Mozna zastosowac równiez odwrotny uklad, w którym plaszczyzny graniczace w kierunku prze¬ lotu wlewka sa rozbiezne. Przewodzenie ciepla przy takim ukladzie zwieksza sie poczawszy od powierzchni kapieli wraz z postepujacym ochladza¬ niem odlewanego wlewka. Przewodzenie ciepla mozna dodatkowo zwiekszyc przez zastosowanie stozkowych scian kokili, co zwieksza przewodzenie ciepla stal—sciana kokili. Dalsze zróznicowanieprze¬ wodzenia ciepla jest mozliwe przez dobór odpo¬ wiedniego materialu wkladki. Zamiast wkladki ze stopu miedz-chrom o stosunkowo duzej zdolnosci przewodzenia ciepla w kokili z miedzi lub nisko¬ topliwego stopu miedzi mozna zastosowac mate¬ rialy o mniejszej zdolnosci przewodzenia ciepla.Korzystnie jako material wkladki stosuje sie rów¬ niez stop mdedz-fkoibailt-iberyl lub czysty molibden wzglednie miedz-molibden o odpowiadajacej zdol¬ nosci przewodzenia ciepla dla czesci spiekanych.W kazdym razie istotnym jest, aby material wkladki wykazywal niewielka zdolnosc przewodze¬ nia ciepla jako material graniczacy ze sciana ko¬ kili. Przewodzenie ciepla przy tej wkladce jest bezpieczniejsze dla eksploatacji, niz przy warstwie powierzchniowej wykonanej elektrolitycznie lub przez natryskiwanie. Niebezpieczenstwo odpryski¬ wania, którego przy wystepujacych silach mecha¬ nicznych i cienkich sciankach takich warstw nie daje sie uniknac, zostaje usuniete w takim wyko¬ naniu.Wynalazek dokladniej objasniono w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia plyte podluzna kokili krystalizatora do odle¬ wania ciaglego wlewka plaskiego w przekroju, wy¬ konana na przyklad z miedzi albo stopu miedzi o duzej zdolnosci przewodzenia ciepla, fig. 2 — prze¬ krój przez sciane kokili z wkladka klinowa, fig. 3 — przekrój przez sciane kokili z wkladka o dlugosci równej wysokosci kokili, a fig. 4 — przekrój przez sciane kokili z inna wkladka.Jak przedstawiono na rysunku (fig. 1), w zasiegu powierzchni kapieli wkladka 2 w postaci ksztal¬ townika ze stopu miedz-chrom, o niewielkiej zdol¬ nosci przewodzenia ciepla w stosunku do materialu plyty, jest wpuszczona w plyte szersza i w odpo¬ wiadajaca jej plyte wezsza kokili, nie przedsta¬ wionej na rysunku. Przewodzenie ciepla w zasie¬ gu powierzchni kapieli zostaje wiec na skutek tego zmniejszone ze wszystkich stron. Przedwczesne krzepniecie odlewanego wlewka na scianie kokili, które prowadzi do odrywania sie wlewka w tym miejscu, ulega zahamowaniu, a wynikajace z tego takie nastepstwa jak powstawanie rys na górnej powierzchni wlewka nie ma miejsca.Jak przedstawiono na rysunku (fig. 2), regulacja przewodzenia ciepla nastepuje dzieki klinowemu uksztaltowaniu wkladki sciany 3 kokili plytowej lub rurowej. Wraz z chlodzeniem przebiegajacego wlewka, postepujacym w kierunku oznaczonym strzalka, zwieksza sie przewodzenie ciepla. Zgodnie z wynalazkiem wkladke 5 w scianie kokili 6 mozna uksztaltowac tak, ze jak to przedstawiono na ry¬ sunku (fig. 3), zajmuje ona cala wysokosc kokili.Korzystnym jest równiez zastosowanie wkladki 7 w scianie kokili 8, majacej stozkowata czesc 9 i przylegajaca do niej czesc 10. W kazdym przy¬ padku istotne jest zarówno dla kokil bezszwowych, jak równiez wykonanych z plyt, blachy i podob¬ nych materialów, ze przy wkladkach 2, 4, 5, 7 cho¬ dzi o zwarte zamocowanie w scianie kokili rów¬ niez wkladek spiekanych,, które odpowiednio od zdolnosci przewodzenia ciepla i zewnetrznej formy zabezpieczaja w danym miejscu bezpieczne prze¬ wodzenie ciepla w czasie przestoju kokili.Przyklad 1. (fig. 1). Korpus wykonano z CuCr z 1% Cr i 0,1% Si. Zdolnosc przewodzenia ciepla 10 15 20 25 30 35 40 45 50 95 605 83050 6 wynosila okolo 0,77 cal/cm -sek^C. Kokile zaopa¬ trzono we wkladke z CuCoBe z 2,5% Co i 0,5°/o Be o zdolnosci przewodzenia ciepla okolo 0,4 cal/ /cm',sek*°C. Grubosc sciany kokili wynosila 40 mm.Wkladka 20 mm w zasiegu powierzchni odlewania wykazywala srednio zdolnosc przewodzenia ciepla sciany o wysokosci 0,58 cal/cm -sek'°C; a w niz¬ szej czesci kokili — 0,77 cal/cm •sek-°C.Przyklad 2. (fig. 3). Korpus kokili wykonano z Cu, nie zawierajacej tlenu o zdolnosci przewo¬ dzenia ciepla 0,93 cal/cm -sek*°C. Wkladke wyko¬ nano z utwardzonego dyspersyjnie stopu CuCr, za¬ wierajacego 0,7% Cr; 0,15% Zr; 0,05% Si; 0,03% Mg o zdolnosci przewodzenia ciepla okolo 0,7 cal/ /cmlisekl°C. Grubosc sciany kokili wynosila 20 mm, a grubosc wkladki z CuCr w zasiegu powierzchni kapieli wynosila 1,5 mm, a 300 mm nad podsta¬ wa — 5 mm. Srednio zdolnosc przewazenia cie¬ pla sciany na powierzchni odlewania wynosila oko¬ lo 0,8 cal/cm-sek^C; 300 mm nad podstawa ko¬ kili — okolo 0,93, cal/cm'sek^C (czjsta miedz).Przyklad 3. (fig. 3). Korpus wykonano z mie¬ dzi, nie zawierajacej tlenu, a wkladke z CuBe z za¬ wartoscia okolo 2% Be; 0,3% Co o zdolnosci prze¬ wodzenia ciepla okolo 0,22 cal/cm-sek^C. Grubosc sciany kokili wynosila 20 mm, a grubosc wkladki przy powierzchni odlewania — 15 mm, a 300 mm nad podstawa kokili — 5 mm. Srednia zdolnosc przewodzenia ciepla na powierzchni odlewania wy¬ nosila okolo 0,4 cal/cm •sek-°C, a 300 mm ponad podstawe kokili — okolo 0,7 cal/cm-sek'°C. Przy podstawie kokili srednia zdolnosc przewodzenia cie¬ pla wynosila 0,93 cal/cm-sek^C. 5 PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Kokila krystalizatora do ciaglego odlewania metali, zwlaszcza stali, wykonana jako bezszwowa, wzglednie z plyt, blach lub podobnych elementów, io znamienna tym, ze co najmniej czesc scianek kor¬ pusu kokili, tworzacych wneke formy, obejmujaca zasieg powierzchni kapieli, stanowia wkladki (2, 4, 5, 7) z materialu o mniejszej zdolnosci przewo¬ dzenia ciepla w stosunku do materialu korpusu ko- 15 kili (6).

2. Kokila wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze wkladka (2, 4, 5, 7) o ksztalcie odpowiadajacym za¬ rysowi wneki formy jest wpuszczona w scianki tworzace wneke formy. 20

3. Kokila wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze wkladka (2*, 4, 5, 7) ma metalowe polaczenie ze sciankami korpusu kokili.

4. Kokila wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze wkladka o niewielkiej zdolnosci przewodzenia cie- 25 pla ma ksztalt dostosowany do wymaganego odply¬ wu ciepla, zwiekszajacego sie w kierunku przelotu wlewka.

5. Kokila wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze wkladka w przekroju podluznym ma ksztalt klina 30 lub czesciowo klinowy ze zbieznoscia w kierunku przelotu wlewka.83050 Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig.4 Drukarnia Narodowa Zaklad Nr 6, zam. 1319/76 Cena 10 zl PL PL