RU182014U1 - Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков - Google Patents
Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков Download PDFInfo
- Publication number
- RU182014U1 RU182014U1 RU2017136922U RU2017136922U RU182014U1 RU 182014 U1 RU182014 U1 RU 182014U1 RU 2017136922 U RU2017136922 U RU 2017136922U RU 2017136922 U RU2017136922 U RU 2017136922U RU 182014 U1 RU182014 U1 RU 182014U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- refrigerant
- primary
- mold
- cooling chamber
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/055—Cooling the moulds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области литейного производства и может быть использована при вертикальном литье слитков из алюминия и его сплавов. Кристаллизатор содержит корпус с выполненными внутри двумя камерами охлаждения. Первичная камера охлаждения и вторичная камера охлаждения разделены перегородкой, содержащей соединительный канал. В соединительном канале установлен запорный клапан, выполненный в виде растягиваемого эластичного баллона. Подвод хладагента в первичную охлаждающую камеру выполняется через подводящий канал. Поступление хладагента во вторичную камеру охлаждения осуществляется из первичной камеры через соединительный канал. Из каждой камеры выходит один ряд отводящих каналов, предназначенных для подачи хладагента на поверхность слитка. Использование полезной модели позволяет снизить величину деформации донной части слитка при литье, а конструкция запорного клапана исключает возможность его заклинивания и устраняет проблемы, связанные с необходимостью периодической его очистки и смазки.
Description
Полезная модель относится к области литейного производства и может быть использована при отливке слитков из алюминия и его сплавов.
Уровень техники
Во всем мире для производства алюминиевых слитков широко используется способ вертикального полунепрерывного литья с прямым охлаждением слитков.
Сущность способа заключается в непрерывной подаче жидкого металла в водоохлаждаемую изложницу (кристаллизатор) с подвижным дном, роль которого выполняет подвижный поддон, перемещающийся в вертикальном направлении. Хладагент подается во внутренние камеры кристаллизатора, поддерживает низкую температуру стенок, которые соприкасаются с жидким алюминием. За счет этого первичного охлаждения вблизи стенки кристаллизатора формируется первоначальная затвердевшая оболочка слитка. Затем хладагент через отводящие каналы кристаллизатора поступает непосредственно на сформировавшуюся поверхность слитка, и обеспечивает дальнейшую кристаллизацию слитка. Литье прекращается при достижении слитком заданной длины, затем процесс повторяется вновь.
Существует проблема «пережима донника» - явление деформации донной части слитка (загибание торцов вверх) на начальной стадии литья, вызванное быстрой кристаллизацией и усадкой металла по периметру слитка.
Известна возможность влияния на величину деформации донной части слитка путем снижения интенсивности охлаждения слитка на начальной стадии литья.
Известен кристаллизатор для вертикального литья слитков из алюминия и алюминиевых сплавов (патент RU 2281183, МПК B22D 11/04, B22D 11/07, опубл. 10.08.2006,), содержащий корпус с охлаждающей камерой и форкамерой, подводящими и отводящими каналами. Из каждой камеры выходит один ряд отводящих каналов, для подачи хладагента на поверхность слитка. Охлаждающая камера и форкамера выполнены изолированными друг от друга и в них установлены вертикальные и горизонтальные перегородки с возможностью равномерного перетока охлаждающей жидкости.
Недостатком данного кристаллизатора является отсутствие средств регулирования расхода хладагента, подаваемого на поверхность слитка.
Изобретение по патенту RU 2353463 (МПК B22D 11/04, опубл. 27.02.2008) раскрывает способ вертикального полунепрерывного литья с прямым охлаждением слитков, включающий средства влияния на величину деформации донной части слитка. Используется кристаллизатор, содержащий две камеры охлаждения, два ряда отводящих каналов, для подачи воды на поверхность слитка. Периметр поперечного сечения слитка разбит на условные зоны (центральные и торцевые). Способ предлагает множество вариантов изменения размеров и формы выходных отверстий отводящих каналов, с целью изменения скорости истечения хладагента. Хладагент, в зависимости от формы выходных отверстий, выпускается в направлении различных зон поверхности слитка с различными скоростями. Разность интенсивности охлаждения центральных и торцевых зон поверхности слитка снижает величину деформации донной части слитка.
Недостатками данного способа являются отсутствие указаний по определению четкого размера зон поверхности слитка, охлаждаемых с разной интенсивностью, и то, что при переходе на рабочий режим литья недостаток охлаждения центральной части поверхности слитка может привести к нежелательному эффекту образования горячих трещин.
Патент US 5582230, B22D 11/04. опубл. 10.12 1996 г. раскрывает способ вертикального полунепрерывного литья с прямым охлаждением слитков, включающий средства влияния на величину деформации донной части слитка. Используется кристаллизатор, содержащий две камеры охлаждения, два ряда отводящих каналов, для подачи хладагента на поверхность слитка, запорный клапан, установленный в соединительном канале между камерами. Один ряд отводящих каналов используется для подачи хладагента на поверхность слитка на начальной стадии литья, и два ряда отводящих каналов на рабочем режиме литья. Использование только одного ряда отводящих каналов на начальной стадии литья помогает снизить величину деформации донной части слитка.
Недостатком известного способа является то, что примененный в конструкции кристаллизатора запорный клапан является механическим. Известная проблема эксплуатации таких систем охлаждения - это использование в качестве хладагента воды плохого качества и вопрос надежности, долговечности используемых механических клапанов. Вода плохого качества вызывает образование ржавчины и накипи на поверхностях клапанов. Они требуют периодической очистки и смазки. Механическим клапанам свойственны такие дефекты, как усталостная деформация (растягивание) возвратной пружины, износ и задиры сопрягаемых поверхностей, высыхание и износ уплотнительных колец.
Данное техническое решение принимается в качестве прототипа.
Раскрытие полезной модели
Интенсивность охлаждения слитка на начальной стадии литья значительно выше, чем на рабочем режиме. При старте литья донная часть слитка отдает тепло через контакт с поддоном, кристаллизатором и с хладагентом. Резкое охлаждение донной части слитка вызывает деформацию, так называемый «пережим». Эффект пережима донной части слитка широко выявляется при производстве слитков с высоким отношением ширины к толщине слитка, когда значение ширины 1000-2200 мм при толщине слитка 500-600 мм.
«Пережим донника» - нежелательное явление, т.к. часть дна слитка теряет контакт с поддоном, и лунка расплавленного металла в формирующемся слитке может разогреть изогнутые края дна слитка до температуры плавления, это вызывает трещины, неслитины, промывы металла. Расплавленный металл может пролиться в образовавшийся зазор между слитком и кристаллизатором, что приводит к зависанию слитка, повреждению кристаллизатора.
Технической задачей полезной модели является разработка конструкции кристаллизатора для литья алюминиевых слитков, которая способна снизить величину деформации донной части слитка, проста и надежна в работе.
Достижение указанной технической задачи обеспечивается тем, что в кристаллизаторе для литья алюминиевых слитков, содержащем корпус с первичной и вторичной камерами охлаждения, два ряда отводящих каналов, для подачи хладагента на поверхность слитка, размещенных вдоль контура рабочей поверхности корпуса кристаллизатора, согласно заявляемой полезной модели, первичная камера охлаждения содержит, по меньшей мере, один подводящий канал для поступления хладагента, при этом первичная и вторичная камеры соединены между собой, по меньшей мере, одним соединительным каналом, обеспечивающим поступление хладагента из первичной во вторичную камеру, а в соединительном канале установлен запорный клапан, выполненный с возможностью перекрытия потока хладагента через соединительный канал, причем запорный клапан выполнен в виде растягиваемого под давлением эластичного баллона.
Полезную модель дополняют следующий уточняющий признак:
- эластичный баллон может быть выполнен из каучуков, эластомеров или резины.
Отличительными признаками являются:
- первичная камера охлаждения содержит, по меньшей мере, один подводящий канал для поступления хладагента;
- камеры охлаждения соединены между собой, по меньшей мере, одним соединительным каналом, обеспечивающим поступление хладагента из первичной во вторичную камеру;
- в соединительном канале установлен запорный клапан, выполненный с возможностью перекрытия потока хладагента через канал;
- запорный клапан выполнен в виде растягиваемого под давлением эластичного баллона, обеспечивающего перекрытие соединительного канала, когда он расширен, и пропускание потока хладагента, когда он сжат.
Конструкция кристаллизатора поясняется фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.
На фиг. 1 представлен вид поперечного разреза корпуса кристаллизатора на начальной стадии литья. На фиг. 2 представлен вид поперечного разреза корпуса кристаллизатора на рабочем режиме литья. На фиг. 3 представлен вид сегмента корпуса кристаллизатора в изометрии.
Обозначение позиций на фиг. 1 и фиг. 2:
1 - корпус кристаллизатора;
2 - первичная камера охлаждения;
3 - вторичная камера охлаждения;
4 - соединительный канал;
5 - запорный клапан;
6 - подводящий канал;
7 - отводящие каналы;
8 - формирующийся слиток.
Кристаллизатор содержит корпус 1 с выполненными внутри двумя камерами охлаждения. Первичная камера охлаждения 2 и вторичная камера охлаждения 3 разделены перегородкой, содержащей соединительный канал 4. В соединительном канале 4 установлен запорный клапан 5, выполненный в виде растягиваемого эластичного баллона. Подвод хладагента в первичную охлаждающую камеру 2 осуществляется через подводящий канал 6. Поступление хладагента воды во вторичную камеру охлаждения 3 осуществляется из первичной камеры 2 через соединительный канал 4. Из каждой камеры 2 и 3 выходит один ряд отводящих каналов 7, предназначенных для подачи хладагента на поверхность формирующегося слитка 8. Угол наклона, диаметр и количество отводящих каналов выбирается исходя из размеров отливаемого слитка и марки сплава.
Работа устройства
В течение всего процесса отливки слитка работает циркуляционный насос, обеспечивающий наличие постоянного давления и поступления хладагента в кристаллизатор через подводящий канал 6. Расход хладагента регулируется в зависимости скорости литья и геометрических размеров слитка.
На начальной стадии литья воздух под давлением подается внутрь запорного клапана 5, выполненного в виде эластичного баллона, обеспечивая его расширение. Растянутый клапан 5 перекрывает соединительный канал 4, предотвращая поступление хладагента во вторичную камеру охлаждения 3. Хладагент, проходя через подводящий канал 6, заполняет полость первичной камеры охлаждения 2 и оттуда через отводящие каналы 7 поступает на поверхность слитка 8. Использование только первичной камеры охлаждения и одного ряда отводящих каналов на начальной стадии литья снижает интенсивность охлаждения слитка. Замедление процесса кристаллизации металла снижает величину деформации донной части слитка. При переходе на рабочий режим литья давление воздуха внутри запорного клапана 5 снимается. Клапан сжимается, обеспечивая пропускание потока хладагента из первичной камеры 2 через соединительный канал 4 во вторичную камеру 3. Из вторичной камеры охлаждения 3 хладагент через отводящие каналы 7 поступает на поверхность слитка 8. Интенсивность охлаждения слитка увеличивается.
Полезная модель представляет собой конструкцию кристаллизатора для литья алюминиевых слитков, которая способствует снижению величины деформации донной части слитка. В конструкции запорного клапана отсутствуют сопрягаемые металлические детали, что исключает возможность заклинивания клапана и устраняет проблемы, связанные с необходимостью периодической его очистки и смазки.
Claims (2)
1. Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков, содержащий корпус с первичной и вторичной камерами охлаждения, двумя рядами отводящих каналов для подачи хладагента на поверхность слитка, размещенными вдоль контура рабочей поверхности корпуса кристаллизатора, при этом в первичной камере охлаждения выполнен подводящий канал для поступления хладагента, первичная и вторичная камеры соединены между собой соединительным каналом, обеспечивающим поступление хладагента из первичной во вторичную камеру, отличающийся тем, что соединительный канал выполнен с возможностью перекрытия потока хладагента посредством установленного в нем запорного клапана в виде растягиваемого под давлением эластичного баллона.
2. Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что эластичный баллон выполнен из каучука, эластомера или резины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136922U RU182014U1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136922U RU182014U1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU182014U1 true RU182014U1 (ru) | 2018-07-31 |
Family
ID=63142207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136922U RU182014U1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU182014U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112605354A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-04-06 | 湖南文昌新材科技股份有限公司 | 一种连续铸造用三段冷却结晶器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3713479A (en) * | 1971-01-27 | 1973-01-30 | Alcan Res & Dev | Direct chill casting of ingots |
| SU438220A1 (ru) * | 1972-12-21 | 1977-12-05 | Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова | Устройство дл охлаждени кристаллизатора |
| JPS62220248A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-28 | O C C:Kk | 鋳塊の水平式連続鋳造法 |
| US5582230A (en) * | 1994-02-25 | 1996-12-10 | Wagstaff, Inc. | Direct cooled metal casting process and apparatus |
| RU2353463C2 (ru) * | 2006-02-28 | 2009-04-27 | Уэгстафф, Инк. | Система бесслиткового литья металла |
-
2017
- 2017-10-19 RU RU2017136922U patent/RU182014U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3713479A (en) * | 1971-01-27 | 1973-01-30 | Alcan Res & Dev | Direct chill casting of ingots |
| SU438220A1 (ru) * | 1972-12-21 | 1977-12-05 | Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова | Устройство дл охлаждени кристаллизатора |
| JPS62220248A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-28 | O C C:Kk | 鋳塊の水平式連続鋳造法 |
| US5582230A (en) * | 1994-02-25 | 1996-12-10 | Wagstaff, Inc. | Direct cooled metal casting process and apparatus |
| RU2353463C2 (ru) * | 2006-02-28 | 2009-04-27 | Уэгстафф, Инк. | Система бесслиткового литья металла |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112605354A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-04-06 | 湖南文昌新材科技股份有限公司 | 一种连续铸造用三段冷却结晶器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0925132B1 (en) | Submerged nozzle for the continuous casting of thin slabs | |
| RU182014U1 (ru) | Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков | |
| US2515284A (en) | Differential cooling in casting metals | |
| US8365807B2 (en) | Reduction of butt curl by pulsed water flow in DC casting | |
| AU757475B2 (en) | High speed continuous casting device and relative method | |
| US2613411A (en) | Cooling system for continuous casting molds | |
| RU2659548C1 (ru) | Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков | |
| JP2001516284A (ja) | 改良された連続鋳型及び連続鋳造法 | |
| JP6947737B2 (ja) | 鋼の連続鋳造方法 | |
| KR100311782B1 (ko) | 폭방향균일냉각이가능한라미나플로우냉각장치 | |
| US3327768A (en) | Horizontal continuous casting apparatus | |
| US3752217A (en) | Float-distributor for direct chill casting | |
| JP2021511215A (ja) | 連続鋳造用の浸漬入口ノズル | |
| CN101829766A (zh) | 一种铝合金半连续铸造用结晶器 | |
| US3468361A (en) | Continuous metal casting method | |
| CS216925B2 (en) | Method of continuous casting of the steel product | |
| WO2021061017A1 (ru) | Кристаллизатор для вертикального литья алюминиевых слитков | |
| RU2281183C1 (ru) | Кристаллизатор для вертикального литья слитков из алюминия и алюминиевых сплавов | |
| WO2021071395A1 (ru) | Кристаллизатор для непрерывного литья заготовки | |
| CN110523934A (zh) | 一种组合式可修复小方坯高拉速结晶器 | |
| US4355680A (en) | Method and apparatus for continuous casting of hollow articles | |
| SU1578213A1 (ru) | Устройство дл охлаждени изделий | |
| RU2381086C1 (ru) | Способ непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков | |
| US3570587A (en) | Apparatus for continuously casting and cooling while advancing through a body of liquid coolant | |
| RU2788042C1 (ru) | Устройство для вертикального литья цилиндрических слитков из алюминиевых сплавов |