RU2326751C1 - Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals - Google Patents

Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals Download PDF

Info

Publication number
RU2326751C1
RU2326751C1 RU2006133417/02A RU2006133417A RU2326751C1 RU 2326751 C1 RU2326751 C1 RU 2326751C1 RU 2006133417/02 A RU2006133417/02 A RU 2006133417/02A RU 2006133417 A RU2006133417 A RU 2006133417A RU 2326751 C1 RU2326751 C1 RU 2326751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
walls
pair
cooling medium
vertical
channels
Prior art date
Application number
RU2006133417/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006133417A (en
Inventor
В чеслав Викторович Стулов (RU)
Вячеслав Викторович Стулов
Валерий Иванович Одиноков (RU)
Валерий Иванович Одиноков
Александр Владимирович Шубенцев (RU)
Александр Владимирович Шубенцев
Original Assignee
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН filed Critical Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority to RU2006133417/02A priority Critical patent/RU2326751C1/en
Publication of RU2006133417A publication Critical patent/RU2006133417A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2326751C1 publication Critical patent/RU2326751C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: crystalliser contains four working walls assembled in pairs. The first pair of walls is designed to perform rotary movements and has an upper extended and a lower vertical portion. The second pair is designed to perform reciprocal motions. During casting of metal walls of the second pair are cooled by means of thermal pipes. Heated zones of the thermal pipes are located in the central part of walls of the second pair and represent vertical channels, additional inclined channels adjoining the vertical ones, and a horizontal channel with a cooling medium. The cooling zone represents a tight proof chamber made as coaxially assembled pipes of bigger and smaller diameters. The pipe of a smaller diameter has longitudinal ribs on the inside surface. The pipe of a bigger diameter by means of sleeves is connected to vertical and additional inclined channels for cooling medium.
EFFECT: increased reliability of a crystalliser operation and decrease of cooling medium consumption.
3 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для получения непрерывнолитых деформированных заготовок в охлаждаемых кристаллизаторах.The invention relates to metallurgy, in particular to a device for producing continuously cast deformed billets in cooled molds.

Известное устройство при разливке высокотемпературных металлов [1. Патент RU №2113314. Сборный кристаллизатор для непрерывной разливки металла / В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.06.98. Бюл. №17] содержит кристаллизатор, состоящий из четырех расположенных попарно продольных рабочих стенок, первая пара стенок которого имеет верхний расширенный и нижний вертикальный участки рабочей поверхности и выполнена с возможностью вращательного движения, вторая пара рабочих стенок выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения и содержит вертикальные каналы в центральной части стенок с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами.A known device for casting high temperature metals [1. Patent RU No. 2113314. Prefabricated mold for continuous casting of metal / V.V. Stulov, V.I. Odinokov. Publ. 06/20/98. Bull. No. 17] contains a mold consisting of four longitudinally arranged pairwise longitudinal working walls, the first pair of walls of which has upper expanded and lower vertical sections of the working surface and is made with the possibility of rotational movement, the second pair of working walls is made with the possibility of reciprocating movement and contains vertical channels in the central part of the walls with additional inclined channels adjacent to them.

Недостаток известного устройства [1] заключается в том, что наличие только вертикальных каналов в центральной части стенок с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами во второй паре рабочих стенок не обеспечивает высокоэффективной теплопроводности самих стенок и возможности автоматического охлаждения стенок после достижения заданной температуры рабочей поверхности.A disadvantage of the known device [1] is that the presence of only vertical channels in the central part of the walls with additional inclined channels adjacent to them in the second pair of working walls does not provide highly efficient thermal conductivity of the walls themselves and the possibility of automatic cooling of the walls after reaching a given temperature of the working surface.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства, заключается в:The technical result obtained by the implementation of the inventive device is:

1. Повышении надежности и безопасности охлаждения стенок второй пары кристаллизатора.1. Improving the reliability and safety of cooling the walls of the second pair of mold.

2. Возможности регулирования температуры рабочей поверхности стенок второй пары в широких пределах.2. The ability to control the temperature of the working surface of the walls of the second pair in a wide range.

3. Уменьшении расхода охлаждающей среды более чем в 5-10 раз.3. Reducing the flow rate of the cooling medium by more than 5-10 times.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками:The inventive device is characterized by the following essential features:

Ограничительные признаки: четыре расположенные попарно продольные рабочие стенки кристаллизатора; первая пара стенок кристаллизатора выполнена с возможностью вращательного движения и имеет верхний расширенный и нижний вертикальный участки рабочей поверхности, вторая пара рабочих стенок выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения и содержит вертикальные каналы для охлаждающей среды, выполненные в центральной части второй пары стенок, и дополнительные наклонные каналы для охлаждающей среды, примыкающие к вертикальным каналам.Limiting signs: four longitudinally working mold walls located in pairs; the first pair of walls of the mold is made with the possibility of rotational movement and has upper extended and lower vertical sections of the working surface, the second pair of working walls is made with the possibility of reciprocating motion and contains vertical channels for the cooling medium, made in the Central part of the second pair of walls, and additional inclined channels for the cooling medium adjacent to the vertical channels.

Отличительные признаки: термопары, подключенные в систему автоматического управления, установленные во второй паре стенок кристаллизатора; горизонтальный канал, выполненный во второй паре стенок; герметичная камера охлаждения, представляющая собой две коаксиально расположенные трубы: меньшего диаметра «Д2» для подачи охлаждающей среды с продольными ребрами на внутренней поверхности и большего диаметра «Д1», соединенная патрубками с вертикальными и дополнительными наклонными каналами для охлаждающей среды; горизонтальный канал, вертикальные и дополнительные наклонные каналы для охлаждающей среды и герметичная камера охлаждения образуют замкнутый контур, представляющий собой высокотемпературную тепловую трубу.Distinctive features: thermocouples connected to the automatic control system installed in the second pair of mold walls; a horizontal channel made in the second pair of walls; sealed cooling chamber, which consists of two coaxially arranged pipes: a smaller diameter "D 2 " for supplying a cooling medium with longitudinal ribs on the inner surface and a larger diameter "D 1 " connected by pipes with vertical and additional inclined channels for the cooling medium; the horizontal channel, vertical and additional inclined channels for the cooling medium and a sealed cooling chamber form a closed loop, which is a high-temperature heat pipe.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the set of essential features of the claimed device and the achieved technical result is as follows.

Выполнение горизонтального канала в рабочих стенках второй пары позволяет соединить между собой вертикальные каналы в центральной части стенок с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами в замкнутом контуре.The implementation of the horizontal channel in the working walls of the second pair allows you to connect vertical channels in the Central part of the walls with adjacent additional inclined channels in a closed loop.

Наличие замкнутого контура из горизонтального канала и вертикальных каналов в центральной части стенок второй пары с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами в стенках позволяет организовать высокоэффективное охлаждение второй пары стенок по принципу работы высокотемпературных тепловых труб [2. Толубинский В.И., Шевчук Е.Н. Высокотемпературные тепловые трубы. Киев: Наук. думка, 1989, 168 с.].The presence of a closed loop of a horizontal channel and vertical channels in the central part of the walls of the second pair with adjoining additional inclined channels in the walls makes it possible to organize highly efficient cooling of the second pair of walls according to the principle of operation of high-temperature heat pipes [2. Tolubinsky V.I., Shevchuk E.N. High temperature heat pipes. Kiev: Science. Dumka, 1989, 168 p.].

Наличие герметичной камеры охлаждения из коаксиально расположенных труб большего «Д1» и меньшего «Д2» диаметров (в замкнутом контуре, представляющем собой высокотемпературную тепловую трубу) позволяет высокоэффективно отводить тепло от второй пары рабочих стенок без подачи охлаждающей среды в вертикальные каналы в центральной части стенок второй пары и примыкающие к ним дополнительные наклонные каналы в стенках.The presence of a sealed cooling chamber from coaxially arranged pipes of larger “D 1 ” and smaller “D 2 ” diameters (in a closed loop, which is a high-temperature heat pipe) allows highly efficient heat removal from the second pair of working walls without supplying cooling medium to the vertical channels in the central part the walls of the second pair and adjacent additional inclined channels in the walls.

Наличие продольных ребер внутри трубы меньшего диаметра «Д2» камеры охлаждения, через которую подается охлаждающая среда, позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи охлаждающей среды внутри трубы меньшего диаметра «Д2» и количество тепла, отводимого охлаждающей средой.The presence of longitudinal ribs inside the pipe of smaller diameter "D 2 " of the cooling chamber through which the cooling medium is supplied, allows to increase the heat transfer coefficient of the cooling medium inside the pipe of smaller diameter "D 2 " and the amount of heat removed by the cooling medium.

Наличие соединительных патрубков снаружи трубы большего диаметра «Д1» камеры охлаждения обеспечивает соединение вертикальных каналов в центральной части стенок с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами во второй паре рабочих стенок с камерой охлаждения в замкнутом контуре. Кроме этого, соединительные патрубки служат для передачи тепла из второй пары рабочих стенок в камеру охлаждения.The presence of connecting pipes outside the pipe of larger diameter "D 1 " cooling chamber provides the connection of vertical channels in the Central part of the walls with adjacent additional inclined channels in the second pair of working walls with the cooling chamber in a closed loop. In addition, the connecting pipes serve to transfer heat from the second pair of working walls to the cooling chamber.

Наличие термопар в рабочих стенках второй пары, подключенных в систему автоматического управления работой устройства, позволяет контролировать температуру рабочей поверхности стенок и обеспечивает возможность автоматического включения охлаждения второй пары рабочих стенок после достижения заданной температуры рабочей поверхности.The presence of thermocouples in the working walls of the second pair, connected to the automatic control system of the device, allows you to control the temperature of the working surface of the walls and provides the ability to automatically turn on the cooling of the second pair of working walls after reaching the set temperature of the working surface.

На фиг.1 приведен внешний вид заявляемого устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение В-В на фиг.1.Figure 1 shows the appearance of the claimed device; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - section bb in figure 1.

Заявляемое устройство состоит из кристаллизатора 1, состоящего из первой пары стенок 2 с верхним расширенным 3 и нижним вертикальным 4 участками рабочей поверхности и второй пары рабочих стенок 5 с вертикальными каналами 6 в центральной части стенок с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами 7, камеры охлаждения 8, содержащей трубу 9 меньшего диаметра «Д2» с продольными ребрами 10 и трубу 11 большего диаметра «Д1» с соединительными патрубками 12. Во второй паре рабочих стенок 5 выполнен горизонтальный канал 13 и установлены термопары 14, подключенные в систему автоматического управления работой устройства.The inventive device consists of a mold 1, consisting of a first pair of walls 2 with upper expanded 3 and lower vertical 4 sections of the working surface and a second pair of working walls 5 with vertical channels 6 in the central part of the walls adjacent to them with additional inclined channels 7, cooling chamber 8 containing a pipe 9 of smaller diameter "D 2 " with longitudinal ribs 10 and a pipe 11 of larger diameter "D 1 " with connecting pipes 12. In the second pair of working walls 5 a horizontal channel 13 is made and a thermo area 14 connected to the automatic control system of the device.

Предварительно перед работой кристаллизатора 1 каналы рабочих стенок 5 второй пары заправляются определенным количеством высокотемпературного теплоносителя с заданной температурой кипения.Previously, before the operation of the mold 1, the channels of the working walls 5 of the second pair are charged with a certain amount of high-temperature coolant with a given boiling point.

Работа устройства заключается в следующем. После заливки высокотемпературного металла в кристаллизатор 1 стенки первой пары 2 приводят во вращательное движение с кристаллизацией и деформацией корочки металла на верхнем расширенном участке 3 рабочей поверхности и калиброванием поверхности заготовки на нижнем вертикальном участке 4 рабочей поверхности стенок второй пары 2, а рабочие стенки 5 второй пары приводят в возвратно-поступательное движение с выталкиванием полученной заготовки. Выделяющееся в процессе кристаллизации металла тепло разогревает стенки 2 первой пары и стенки 5 второй пары. После достижения заданной температуры рабочей поверхности стенок 5 второй пары, контролируемой по показаниям термопар 14, подключенных в систему автоматического управления работой устройства, а также достижения заданного давления паров теплоносителя в замкнутом контуре - высокотемпературной тепловой трубе включается подача охлаждающей среды в трубу меньшего диаметра 9 с продольными ребрами 10 камеры охлаждения 8. При этом пары теплоносителя, находящиеся в герметичной камере охлаждения 8, охлаждаются и конденсируются на поверхности трубы меньшего диаметра 9. Выделяющееся в процессе конденсации паров теплоносителя тепло передается через стенку трубы 9 и отводится охлаждающей средой. Образующийся в камере охлаждения 8 конденсат теплоносителя попадает на трубу 11 большего диаметра и по соединительным патрубкам 12 попадает в вертикальные каналы 6 в центральной части стенок 5 второй пары и примыкающие к ним дополнительные наклонные каналы 7, горизонтальный канал 13 замкнутого контура. В дальнейшем, поступающий во вторую пару рабочих стенок 5 конденсат теплоносителя нагревается, испаряется, а пар поступает в камеру охлаждения 8. Процесс повторяется в замкнутом контуре.The operation of the device is as follows. After pouring the high-temperature metal into the mold 1, the walls of the first pair 2 are rotated with crystallization and deformation of the metal crust on the upper expanded portion 3 of the working surface and the surface of the workpiece is calibrated on the lower vertical portion 4 of the working surface of the walls of the second pair 2, and the working walls 5 of the second pair result in a reciprocating movement with the ejection of the resulting workpiece. The heat released during the crystallization of the metal heats the walls 2 of the first pair and the walls 5 of the second pair. After reaching the set temperature of the working surface of the walls 5 of the second pair, controlled by the readings of thermocouples 14 connected to the automatic control system of the device, as well as reaching the set pressure of the coolant vapor in a closed circuit - a high-temperature heat pipe, the cooling medium flows into a pipe of smaller diameter 9 with longitudinal fins 10 of the cooling chamber 8. In this case, the coolant vapors located in the sealed cooling chamber 8 are cooled and condense on the surface of the pipes s of smaller diameter 9. The heat released during the condensation of the coolant vapor is transferred through the wall of the pipe 9 and is removed by the cooling medium. The coolant condensate formed in the cooling chamber 8 enters the pipe 11 of a larger diameter and through the connecting pipes 12 it enters the vertical channels 6 in the central part of the walls 5 of the second pair and the additional inclined channels 7 adjacent to them, the horizontal channel 13 of a closed loop. Subsequently, the coolant condensate entering the second pair of working walls 5 is heated, evaporates, and the steam enters the cooling chamber 8. The process is repeated in a closed circuit.

Claims (1)

Устройство охлаждения кристаллизатора при разливке высокотемпературных металлов, состоящего из четырех, расположенных попарно продольных рабочих стенок, первая пара стенок которого выполнена с возможностью вращательного движения и имеет верхний расширенный и нижний вертикальный участки рабочей поверхности, а вторая пара - с возможностью возвратно-поступательного движения, содержащее вертикальные каналы для охлаждающей среды, выполненные в центральной части второй пары стенок, и дополнительные наклонные каналы для охлаждающей среды, примыкающие к вертикальным каналам, отличающееся тем, что оно снабжено термопарами, подключенными в систему автоматического управления, установленными во второй паре стенок кристаллизатора, горизонтальным каналом, выполненным во второй паре стенок кристаллизатора, герметичной камерой охлаждения, представляющей собой две коаксиально расположенные трубы: меньшего диаметра "Д2" для подачи охлаждающей среды, с продольными ребрами на внутренней поверхности и большего диаметра "Д1", соединенной патрубками с вертикальными и дополнительными наклонными каналами для охлаждающей среды, причем горизонтальный канал, вертикальные и дополнительные наклонные каналы для охлаждающей среды и герметичная камера охлаждения образуют замкнутый контур, представляющий собой высокотемпературную тепловую трубу.A mold cooling device for casting high-temperature metals, consisting of four longitudinally working working walls arranged in pairs, the first pair of walls of which is rotatable and has upper extended and lower vertical sections of the working surface, and a second pair with reciprocating motion, containing vertical channels for the cooling medium, made in the central part of the second pair of walls, and additional inclined channels for the cooling medium s adjacent to the vertical channels, characterized in that it is equipped with thermocouples connected to the automatic control system installed in the second pair of mold walls, a horizontal channel made in the second pair of mold walls, a sealed cooling chamber, which consists of two coaxially arranged pipes: diameter "D 2" for supplying the cooling medium, with longitudinal ribs on an inner surface and a larger diameter "D 1" which is connected to vertical pipes and additional bubbled inclined channels for a cooling medium, wherein the horizontal channel, additional vertical and oblique channels for a cooling medium and sealed cooling chamber form a closed loop, which is a high-temperature heat pipe.
RU2006133417/02A 2006-09-18 2006-09-18 Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals RU2326751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006133417/02A RU2326751C1 (en) 2006-09-18 2006-09-18 Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006133417/02A RU2326751C1 (en) 2006-09-18 2006-09-18 Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006133417A RU2006133417A (en) 2008-03-27
RU2326751C1 true RU2326751C1 (en) 2008-06-20

Family

ID=39637307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006133417/02A RU2326751C1 (en) 2006-09-18 2006-09-18 Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2326751C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561622C2 (en) * 2013-10-01 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Слава ДВ" Vertical die of continuous casting machine
RU2601713C2 (en) * 2015-03-10 2016-11-10 Вячеслав Викторович Стулов Method of crystallizer cooling
RU2651083C1 (en) * 2016-12-07 2018-04-18 Вячеслав Викторович Стулов Crystallizer for obtaining continuous cylindrical workpieces
RU2739358C2 (en) * 2019-03-15 2020-12-23 Вячеслав Викторович Стулов Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561622C2 (en) * 2013-10-01 2015-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Слава ДВ" Vertical die of continuous casting machine
RU2601713C2 (en) * 2015-03-10 2016-11-10 Вячеслав Викторович Стулов Method of crystallizer cooling
RU2651083C1 (en) * 2016-12-07 2018-04-18 Вячеслав Викторович Стулов Crystallizer for obtaining continuous cylindrical workpieces
RU2739358C2 (en) * 2019-03-15 2020-12-23 Вячеслав Викторович Стулов Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006133417A (en) 2008-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10286448B2 (en) High-performance tool cooling system
RU2326751C1 (en) Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals
BR0314177A (en) Method of controlling the temperature of a gas permeable mold wall forming a mold cavity of a bonded refractory mold
CN103147120A (en) Directional solidification device of high-temperature alloy
US8911571B2 (en) L, R, C method and equipment for continuous casting amorphous, ultracrystallite and crystallite metallic slab or strip
CN204800905U (en) Mold cooling system
RU2351427C1 (en) Refrigeration method of casting mold while receiving of comtinuous-casted blanks and casting mold for receiving of comtinuous-casted blanks
CN104232918A (en) Electroslag smelting casting crystallizer with high-efficiency heat dissipation
CN102794431B (en) The chill vent of compression mod
CN113102727A (en) Aluminum alloy die casting die easy to rapidly cool
RU2323798C1 (en) Combined crystalizer for nonstop pouring and deformation of high temerature metal
CN107716904A (en) Casting cooling device
CN1290646C (en) Film metal type crystallizer and method for casting pieces by the same crystallizer
RU2351429C1 (en) Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation
CN206839073U (en) A kind of equipment of crystallisation by cooling of metallurgy and foundry copper
RU2799513C1 (en) Resource-saving mold for producing continuously cast steel billets
JP4076541B2 (en) Casting manufacturing method using chiller
RU2561622C2 (en) Vertical die of continuous casting machine
RU2755320C1 (en) Crystalliser model
SU950489A1 (en) Continuous casting mould
CN106583666A (en) Aluminum tube production device
RU2006121261A (en) METHOD FOR PRODUCING CONTINUOUS DEFORMED WORKS FROM HIGH-TEMPERATURE METALS AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
CN208788974U (en) Rapid thermal cycles injection forming mold
RU2748425C2 (en) Crystalliser for manufacturing slabs
BR112018072397B1 (en) FOUNDRY VESSEL, PROCESS FOR CASTTING METALLIFEROUS FEED MATERIAL AND APPARATUS FOR CASTING METALLIFEROUS FEED MATERIAL

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080919