RU60011U1 - Устройство для непрерывной разливки металла - Google Patents

Abstract

Полезная модель позволяет повысить качество непрерывнолитой заготовки за счет повышения эффективности кондуктивно-электромагнитного торможения и стабилизации скорости разливки металла, увеличения зоны воздействия на расплав и согласования электромагнитного перемешивания с качанием кристаллизатора. Устройство содержит промежуточный ковш с разливочным стаканом, сообщающимся с кристаллизатором, который снабжен механизмом качания с приводом и задатчиком параметров колебаний. На выходе из кристаллизатора последовательно установлены поддерживающие и тянущие ролики. Сверху в полости кристаллизатора со стороны его коротких стенок установлены два жаростойких электрода и соединены с силовым источником постоянного тока. С наружных сторон длинных стенок кристаллизатора размещены полюса электромагнита с U - образным сердечником и с обмоткой, соединенной с управляющим источником постоянного тока. Устройство дополнительно снабжено пятью регуляторами тока, силовые входы которых соединены с силовым источником постоянного тока и микропроцессорной системой управления, с блоком задания переключения тока на ее входе, и блоком согласования, выход из которого подключен к задатчику параметров колебаний кристаллизатора. В промежуточном ковше установлен подовый электрод. Выходы из микропроцессорной системы управления соединены с управляющими входами всех пяти регуляторов тока и с входом блока согласования. Положительный полюс силового источника постоянного тока подключен через первый регулятор тока к первому электроду и, через второй и третий регуляторы тока - к поддерживающим роликам, установленным, соответственно, с двух противоположных сторон кристаллизатора, а его отрицательный полюс подключен через четвертый регулятор тока ко второму электроду и через пятый регулятор тока - к подовому электроду в промежуточном ковше. Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для непрерывного литья с обработкой разливаемого металла с помощью электрических и магнитных полей, конкретно к установкам с кондуктивным перемешиванием расплава в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для непрерывного литья с обработкой разливаемого расплавленного металла с помощью электрических и магнитных полей, конкретно к установкам с кондуктивным электромагнитным торможением и перемешиванием расплава в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Известно устройство для непрерывной разливки металла, содержащее промежуточный ковш с разливочным стаканом, сообщающимся с кристаллизатором, в полости которого сверху размещен электрод, а на его выходе последовательно установлены поддерживающие и тянущие ролики, причем электрод и поддерживающие ролики подключены к разным полюсам источника постоянного тока (см. заявку Японии №61-57595, B 22 D 11/10, опубл. 03.06.1989).

Известное устройство для непрерывной разливки металла не обеспечивает высокого качества непрерывнолитой заготовки из-за неравномерного подвода электрического потенциала к расплаву от единственного электрода, неэффективного перехода неметаллических включений из металла в литейный флюс на зеркале в кристаллизаторе и нарушения качества микроструктуры слитка. При высоких скоростях разливки (до 4,5-6 м/мин) в известном устройстве наблюдается высокий момент количества движения расплава на входе в кристаллизатор и, соответственно, более интенсивное движение в нем расплава. При этом даже незначительное (5-7 мм) отклонение струи расплава от оси симметрии из-за зарастания разливочного стакана от неметаллических включений приводит к существенному нарушению симметрии движения потоков в кристаллизаторе. В совокупности с наложением колебаний на кристаллизатор это вызывает частые «срывы» стабильной картины движения циркуляционных потоков в жидкой ванне кристаллизующегося слитка. В процессе таких динамических «срывов» интенсивность

перемешивания расплава в отдельных зонах кристаллизатора (прилегающих к стенке заготовки) возрастает в 5-10 раз, что служит одной из причин неравномерного или замедленного роста твердой корочки по отдельным граням, а также прорывов металла под кристаллизатором и в итоге снижает качество поверхности непрерывнолитой заготовки.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для непрерывной разливки металла, содержащее промежуточный ковш с разливочным стаканом, сообщающимся с кристаллизатором, который снабжен механизмом качания с приводом и задатчиком параметров колебаний. На выходе из кристаллизатора последовательно установлены поддерживающие и тянущие ролики. Два жаростойких электрода установлены сверху в полости кристаллизатора со стороны его коротких стенок и соединены с силовым источником постоянного тока. А также электромагнит с U-образным сердечником, полюса которого размещены с наружных сторон длинных стенок кристаллизатора, и с обмоткой, соединенной с управляющим источником постоянного тока (см. заявку Японии №61-245962, B 22 D 27/02, опубл. 01.11.1986).

Известное устройство реализует кондуктивное торможение или перемешивание металла в кристаллизаторе за счет электромагнитных сил, возникающих при наложении на расплав постоянного магнитного поля от стационарно расположенного электромагнита и при одновременном пропускании через жидкую часть формирующейся непрерывнолитой заготовки постоянного электрического тока. Такое устройство имеет относительно низкий к.п.д., составляющий 0,5-5% (см. Нисковских В.М., Карлинский С.Е. Берянов А.Д. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. - М.: Металлургия, 1991. - С.139-142), вследствие того, что жидкая сталь немагнитна, а полюса электромагнитов устанавливаются на значительном расстоянии от перемешиваемого металла вокруг кристаллизатора с использованием дополнительных узлов из немагнитной стали и специальных контуров с особо чистой водой для охлаждения обмоток электромагнитов. Это требует применения высоких токов (более 7 кА), пропускаемых через расплав, и повышения мощностей на обмотках электромагнитов для осуществления перемешивания. Однако при высоких плотностях тока происходит интенсивное разрушение и растворение электродов с загрязнением разливаемой стали

нежелательными примесями и ухудшением качества непрерывнолитой заготовки. В известном устройстве эффект кондуктивного электромагнитного перемешивания оказывает влияние на формирование заготовки в достаточно малом пространственном и временном интервале, ограниченном верхней частью кристаллизатора и периодом установившегося режима разливки (см. Электромагнитное перемешивание жидкой стали в металлургии / Р.С.Айзатулов, А.Г.Кузьменко, В.Т.Грачев и др. - М.: Металлургия, 1996. - 184 с.). Поэтому при выходе заготовки из зоны действия перемешивания или изменении скорости разливки (марки разливаемой стали), происходит восстановление неоптимальных закономерностей роста зоны столбчатых кристаллов, что снижает однородность кристаллической микроструктуры и качество заготовки. В известном устройстве при разливке сортовых заготовок из сталей раскисленных алюминием, наблюдается зарастание внутренней полости разливочного стакана неметаллическими включениями, конгломераты которых попадают в поверхностные слои сортовой заготовки с ухудшением качества ее поверхности. Также наблюдается несимметричное истечение струи металла, связанное с зарастанием разливочного стакана, которое искажает движение конвективных потоков в жидкой ванне кристаллизатора и изменяет характер подвода тепла к границе твердой фазы. Это препятствует быстрому росту твердой корочки в местах локального перегрева расплава и способствует прорыву корочки со снижением качества поверхности заготовки. В известном устройстве отсутствует взаимосвязь между частотой и амплитудой колебаний кристаллизатора, задаваемых механизмами качания, и интенсивностью кондуктивного электромагнитного перемешивания металла. Это увеличивает следы качания на поверхности сляба и число прорывов металла через формирующуюся корочку, что понижает качество поверхности сляба. При высоких скоростях разливки наблюдается несоответствие режимов охлаждения, частоты и амплитуды колебаний кристаллизатора, а также условий перемешивания металла, что снижает качество поверхности и внутренней структуры заготовки. Кроме того, при высоких скоростях разливки наблюдается выпучивание и нарушение плоскостности зеркала расплава, особенно в области узких стенок кристаллизатора, под влиянием потоков стали, направленных вверх. При этом происходит оголение зеркала металла с его окислением и загрязнением оксидными частицами, а также нарушается стабильное формирование корочки слитка, что снижает качество

заготовки. В известном устройстве при вытягивании непрерывного слитка в системе МНЛЗ-слиток возникает трение, обусловленное электромагнитным взаимодействием, вызванным генерируемыми термоэлектрическими токами (см. Никитский Н.В., Борегар В.А. Экспериментальное исследование электрического взаимодействия оболочки слитка и стенки кристаллизатора // Сталь. 1980. №9. - С.765-766). При этом граница раздела между медной стенкой кристаллизатора и стальным слитком образует термопару с термо-э.д.с около 1,2 мВ на 100°С и генерирует постоянные токи, замыкающиеся через технологическое оборудование МНЛЗ. Электрический ток между трущимися поверхностями кристаллизатора и слитком увеличивает силу трения, усиливает износ кристаллизатора и способствует росту усилия вытягивания, что приводит к снижению качества непрерывнолитой заготовки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является повышение качества непрерывнолитых заготовок.

Технический эффект от использования предлагаемого устройства достигается за счет повышения эффективности кондуктивного электромагнитного торможения, перемешивания и стабилизации скорости разливки металла путем увеличения зоны воздействия на расплав, устранения зарастания разливочного стакана неметаллическими включениями, повышения химической однородности металла при оптимальном перемешивании расплава, уменьшении образования и развития дефектов макро- и микроструктуры заготовок, связанных с кристаллизацией, усадочными и ликвидационными процессами, согласования электромагнитного перемешивания с качанием кристаллизатора, вследствие создания управляемого принудительного движения жидкой фазы кристаллизующегося слитка.

Поставленная задача решается тем, что в известное устройство, содержащее промежуточный ковш с разливочным стаканом, сообщающимся с кристаллизатором, который снабжен механизмом качания с приводом и задатчиком параметров колебаний, последовательно установленные на выходе из кристаллизатора поддерживающие и тянущие ролики, два жаростойких электрода, установленные сверху в полости кристаллизатора со стороны его коротких стенок и соединенные с силовым источником постоянного тока, а также электромагнит с U-образным сердечником, полюса которого размещены

с наружных сторон длинных стенок кристаллизатора, и с обмоткой, соединенной с управляющим источником постоянного тока, дополнительно введены новые элементы и изменены связи между известными узлами. Устройство дополнительно снабжено пятью регуляторами тока, силовые входы которых соединены с силовым источником постоянного тока, микропроцессорной системой управления, с блоком задания переключения тока на ее входе, и блоком согласования, выход из которого подключен к задатчику параметров колебаний кристаллизатора. В промежуточном ковше установлен подовый электрод. Выходы из микропроцессорной системы управления соединены с управляющими входами всех пяти регуляторов тока и с входом блока согласования. Положительный полюс силового источника постоянного тока подключен через первый регулятор тока к первому электроду и через второй и третий регуляторы тока - к поддерживающим роликам, установленным, соответственно, с двух противоположных сторон кристаллизатора. Отрицательный полюс силового источника постоянного тока подключен через четвертый регулятор тока ко второму электроду и через пятый регулятор тока к - подовому электроду в промежуточном ковше.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображен поперечный разрез устройства для непрерывной разливки металла и схема его управления.

Устройство для непрерывной разливки металла содержит промежуточный ковш 1 с шиберным затвором 2 и разливочным стаканом 3, имеющим выходные сопла 4, сообщающиеся с полостью кристаллизатора 5, выполненного из магнитопрозрачного цветного металла (меди). Снизу на выходе из кристаллизатора 5 установлены с противоположных сторон поддерживающие ролики, соответственно, 6 и 7, а также последовательно с ними - тянущие ролики 8. Внутри кристаллизатора 5, около его коротких стенок, установлены первый 9 и второй 10 электроды или они закреплены в его коротких стенках и электроизолированы от них (последний вариант выполнения электродов 9 и 10 на чертеже не показан). Электроды 9 и 10 могут выполняться охлаждаемыми или неохлаждаемыми из жаропрочных материалов не загрязняющих разливаемый металл, например, из метало-керамики или графита, или из чистого железа, легирующих или раскисляющих элементов и иннокулирующих материалов, а также из стали разливаемых

марок. Первый электрод 9 подключен к положительному полюсу силового источника постоянного тока 11 через силовой вход 12 первого регулятора тока 13. Дополнительно к положительному полюсу силового источника постоянного тока 11, через силовые входы 14 и 15 второго 16 и третьего 17 регуляторов тока подключены поддерживающие ролики, соответственно, 6 и 7. Второй электрод 10 соединен с отрицательным полюсом силового источника постоянного тока 11, через силовой вход 18 четвертого регулятора тока 19. Дополнительно к отрицательному полюсу силового источника постоянного тока 11, через силовой вход 20 пятого регулятора тока 21 подключен подовый электрод 22 на промежуточном ковше 1. Управляющие входы 23, 24, 25, 26 и 27, соответственно, регуляторов тока 13, 16, 17, 19 и 21 (например, тиристорных или транзисторных) соединены с выходами 28 из микропроцессорной системы управления 29, к входу 30 которой подключен выход 31 блока задания переключения тока 32. С наружных сторон длинных стенок кристаллизатора 5 размещены полюса электромагнита 33 с U-образным сердечником 34 и обмоткой 35, соединенной с управляющим источником постоянного тока 36. На корпусе кристаллизатора 5 установлен механизм качания 37 с приводом 38 (например гидро- или электромеханическим приводом), соединенным последовательно с задатчиком параметров колебаний 39 и с выходом 40 блока согласования 41, а выход 42 последнего подключен к выходам 28 из микропроцессорной системы управления 29.

Устройство для непрерывной разливки металла работает следующим образом: в промежуточный ковш 1 заливают расплав металла из сталеразливочного ковша (на чертеже не показан) и регулируют его расход шиберным затвором 2 через разливочный стакан 3. В установившемся режиме работы устройства расплав из разливочного стакана 3 через его выходные сопла 4 поступает в полость кристаллизатора 5 (потоки показаны на чертеже стрелками), где из расплава, покрытого сверху литейным флюсом, формируется корочка слитка, который на выходе из кристаллизатора 5, удерживается поддерживающими роликами 6 и 7 и вытягивается тянущими роликами 8 (их приводы на чертеже не показаны). Затем подают напряжение на электроды 9 и 10 от силового источника постоянного тока 11 в следующих вариантах их расположения относительно кристаллизатора 5 и расплава в нем: погруженные в расплав сверху через его зеркало

или через стенку кристаллизатора 5; погруженные в слой жидкого литейного флюса на расплаве в кристаллизаторе 5; установленные над зеркалом расплава (последние три варианта расположения электродов 9 и 10 в кристаллизаторе 5 на чертеже не показаны). При этом напряжение от положительного полюса силового источника постоянного тока 11 одновременно или поочередно подводится на первый электрод 9, через силовой вход 12 первого регулятора тока 13, а также через силовые входы 14 и 15 второго 16 и третьего 17 регуляторов тока, на поддерживающие ролики, соответственно, 6 и 7, установленные с противоположных сторон кристаллизатора 5 и поддерживающие слиток. Напряжение от отрицательного полюса силового источника постоянного тока 11 одновременно или поочередно подводится на второй электрод 10 через силовой вход 18 четвертого регулятора тока 19, а также через силовой вход 20 пятого регулятора тока 21 на подовый электрод 22, установленный в промежуточном ковше 1. Для управления переключением регуляторов тока 13, 16, 17, 19 и 21 на их управляющие входы, соответственно, 23, 24, 25, 26 и 27, подаются исполнительные сигналы от выходов 28 микропроцессорной системы управления 29, на вход 30 которой поступают установочные сигналы с выхода 31 блока задания переключения тока 32. Одновременно с подачей на электроды 9 и 10 напряжения от силового источника постоянного тока 11, также подают напряжение на электромагнит 33, насаженный на U-образный сердечник 34 через обмотку 35 от управляющего источника постоянного тока 36. При этом через обмотку 35 проходит регулируемый постоянный ток заданной полярности и в объеме кристаллизатора 5 создается постоянное магнитное поле, проходящее через поток разливаемого расплава и замыкающееся через сердечник 34. Прохождение тока между электродами 9 и 10 (при силе тока 1-7 кА, в зависимости от производительности устройства) при их различном расположении в кристаллизаторе 5 может происходить в следующих вариантах: через расплав в кристаллизаторе 5; через слой жидкого флюса, покрывающего расплав в кристаллизаторе 5; через электрические дуги (на чертеже не показаны), горящие между электродами 9, 10 и зеркалом расплава в кристаллизаторе 5. При прохождении тока между электродами 9 и 10 через расплав в кристаллизаторе 5 образуется электрическое поле постоянного тока, направленное перпендикулярно потоку расплава. При взаимодействии данного электрического поля с магнитным полем, создаваемым электромагнитом 33, в зависимости от полярности магнитного поля, в

кристаллизаторе 5 осуществляется электромагнитное торможение или ускорение движения расплава с его перемешиванием и регулированием скорости. Для уменьшения сопротивления при вытягивании слитка с помощью тянущих роликов 8, на стенки кристаллизатора 5 накладываются колебания от механизма качания 37, приводимого в действие приводом 38. Режимы колебаний стенок кристаллизатора 5 задаются на приводе 38 от задатчика параметров колебаний 39, согласно управляющим сигналам, поступающим с выхода 40 блока согласования 41, на выход 42 которого задаются согласующие сигналы от выхода 28 из микропроцессорной системы управления 29. По мере накопления слоя неметаллических включений (на чертеже не показан) на стенке разливочного стакана 3 происходит уменьшение расхода металла из промежуточного ковша 1 в кристаллизаторе 5. При этом осуществляется периодическое переключение тока с первого электрода 9 на второй электрод 10 и подовый электрод 22 за счет подачи исполнительных сигналов, поступающих с выходов 28 микропроцессорной системы управления 29 на управляющие входы 23, 26 и 27, соответственно, первого 13, четвертого 19 и пятого 21 регуляторов тока. Причем в расплаве на выходе из промежуточного ковша 1 и в расплаве, протекающем в разливочном стакане 3, возбуждаются поля электромагнитных сил при изменении величины тока с интенсивным перемешиванием и нагревом металла. Такое переключение препятствует отложению неметаллических включений на стенке разливочного стакана 3, способствует гомогенизации расплава по легирующим элементам, вводимым в промежуточном ковше 1, повышает качество заготовки по однородности химического и морфологического состава. При опускании электродов 9 и 10 в слой жидкого флюса на поверхности расплава в кристаллизаторе 5 осуществляют электрошлаковую обработку с периодической подачей на них и на поддерживающие ролики 6 и 7 напряжения от силового источника постоянного тока 11 через регуляторы 13, 16, 17 и 19. При этом между жидким флюсом и расплавом равномерно по всему сечению кристаллизатора 5 создается разность потенциалов на уровне 2-30 В и на границе раздела металл-флюс снижается поверхностное напряжение, что облегчает переход из расплава во флюс неметаллических включений, например частиц оксида алюминия, и, таким образом, повышается качество макроструктуры непрерывнолитой заготовки. При расположении электродов 9 и 10 над уровнем расплава в кристаллизаторе 5 и прохождении тока через электрические (плазменные) дуги, горящие

между электродами 9, 10 и зеркалом расплава в кристаллизаторе 5 (на чертеже не показаны), происходит рафинирование и легирование металла, регулирование температуры прибыльной части слитка и подпитка его элементами, способствующими кристаллизации при расплавлении электродов 9 и 10, что повышает качество непрерывнолитой заготовки. Выполнение заявляемого устройства с дополнительными вторым 16 и третьим 17 регуляторами тока обеспечивает переключение тока со второго электрода 10 на поддерживающие ролики 6 и 7 и позволяет увеличить технический эффект от кондуктивного электромагнитного перемешивания металла, за счет большего пространственно - временного интервала воздействия на формирующуюся в кристаллизаторе 5 и в зоне поддерживающих роликов 6 и 7 заготовку, с обеспечением оптимальных условий роста зоны равноосных кристаллов (см. Самойлович Ю.А. Кристаллизация слитка в электромагнитном поле. - М.: Металлургия, 1986. - 186 с.), что повышает однородность кристаллической структуры и качество заготовки. Периодическое переключение тока со второго электрода 10 на поддерживающие ролики 6 и 7 осуществляется за счет подачи исполнительных сигналов, поступающих с выходов 28 микропроцессорной системы управления 29 на управляющие входы 24, 25 и 26, соответственно, второго 16, третьего 17 и четвертого 18 регуляторов тока. При этом повышается качество заготовки за счет направленного всплытия неметаллических примесей на зеркало расплава в кристаллизаторе 5 и колебательного или реверсивного перемешивания данного расплава, с уменьшением дефектов структуры и явления слоистой сегрегации (или отрицательной ликвации) и с ростом чистоты металла по оксидным включениям, особенно для высокоуглеродистых сталей. Снабжение заявляемого устройства блоком согласования 41, вход 42 которого подключен к выходу 28 из микропроцессорной системы управления 29, а его выход 40 - к задатчику параметров колебаний 39 на приводе 38 механизма качания 37 кристаллизатора 5, позволяет согласовать кондуктивное электромагнитное торможение или перемешивание расплава с качанием кристаллизатора 5 и организовать движение восходящих потоков вдоль фронта затвердевания и последующее их вертикальное перемещение вдоль зеркала расплава в кристаллизаторе. Это повышает качество поверхности непрерывнолитой заготовки за счет формирования устойчивой корочки и выноса значительного количества неметаллических включений из под поверхностных слоев к зеркалу расплава в кристаллизаторе 5. Блок согласования

41 обеспечивает синхронизацию закона, амплитуды, частоты и формы кривой колебаний кристаллизатора 5 в вертикальной и горизонтальной плоскостях, с частотой и периодичностью переключения тока, т.е. с направлением и интенсивностью перемешивания расплава в кристаллизаторе 5. Это уменьшает следы качания на поверхности сляба и, соответственно, снижает число прорывов расплава через формирующуюся корочку на выходе из кристаллизатора 5 и в зоне поддерживающих роликов 6 и 7, и, в целом, повышает качество непрерывнолитой заготовки. Воздействие на потоки расплава в кристаллизаторе 5 кондуктивным электромагнитным торможением позволяет снизить одностороннюю асимметрию распределения неметаллических включений, особенно при использовании криволинейных кристаллизаторов 5, а также смягчает флуктуации уровня ванны расплава в них при больших скоростях разливки. При этом в верхней части кристаллизатора 5 создается регулируемое по напряженности магнитное поле, которое пересекает струи расплава (на чертеже показаны стрелками), вытекающие из сопел 4 разливочного стакана 3 и через них замыкается ток, пропускаемый между электродами 9 и 10. Возникающие при этом силы, тормозят потоки расплава в разливочном стакане 3 и в кристаллизаторе 5, и обеспечивают снижение их турбулентности, распределение подводимой с ними кинетической энергии и равномерное по сечению кристаллизатора 5 стекание металл вниз. Применение регулируемого кондуктивного электромагнитного торможения потока при переключении тока с электродов 9 и 10 на подовый электрод 22 и поддерживающие ролики 6 и 7, снижает выпучивание плоскости зеркала расплава в кристаллизаторе 5. Это повышает равномерность слоя покровного литейного флюса, приводит к успокоению течения в кристаллизаторе 5, способствует сегрегации неметаллических включений из расплава во флюс и, в итоге, повышает качество микроструктуры непрерывнолитой заготовки. Дополнительное использование регуляторов тока 13, 16, 17, 19 и 21 с микропроцессорным управлением переключения тока позволяет повысить качество непрерывнолитой заготовки за счет оптимизации характера движения и перемешивания расплава в кристаллизаторе 5, путем изменения гидродинамики в жидкой фазе слитка при наложении принудительных, упорядоченных и управляемых кондуктивных электромагнитных сил. При этом в кристаллизаторе 5 создаются эффективные теплофизические условия кристаллизации слитка с формированием микроструктуры с некоторым перегревом металла над точкой

ликвидуса (см. Емельянов В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок. - М.: Металлургия, 1988. - 143 с.), что повышает качество непрерывнолитой заготовки. Периодическое переключение тока с электродов 9 и 10, соответственно, на подовый электрод 22 и поддерживающие ролики 6 и 7 при помощи регуляторов тока 13, 16, 17, 19 и 21, регулируемое микропроцессорной системой управления 29, позволяет повысить интенсивность турбулентного перемешивания расплава в кристаллизаторе 5 за счет возникновения переменных электромагнитных сил, что повышает к.п.д. кондуктивного электромагнитного перемешивания до 10-15% (см. Моделирование электромагнитных процессов в электродуговых печах постоянного тока / И.М.Ячиков и др. - Магнитогорск: МГТУ, 2005. - 139 с.). При этом обеспечивается увеличение протяженности циркуляционных потоков и зоны активного перемешивания расплава в кристаллизаторе 5, причем при одинаковой с прототипом потребляемой мощности повышается эффективность электромагнитного воздействия и качество непрерывнолитой заготовки. Кроме того, возможно снижение плотности тока с уменьшением интенсивности разрушения электродов 9 и 10 и загрязнение расплава в кристаллизаторе 5 неметаллическими примесями, что также повышает качество непрерывнолитой заготовки. Также пропускание тока между вторым электродом 10 и поддерживающими роликами 6 и 7 при встречной подаче напряжения позволяет частично нейтрализовать электрические токи, генерируемые термо-э.д.с. на границе раздела между стальным слитком и медным кристаллизатором 5, со снижением усилия вытягивания и вероятности прорыва корочки заготовки, и с уменьшением износа стенок кристаллизатора 5, что повышает качество поверхности непрерывнолитой заготовки.

Таким образом, повышение качества поверхности корковой зоны и внутренней структуры непрерывнолитой заготовки в заявляемом устройстве достигается за счет:

- управляемого торможения и снижения вертикальной нисходящей скорости движения потоков, с подавлением отрицательных явлений, связанных с внедрением в жидкую ванну в кристаллизаторе струи металла из промежуточного ковша;

- создания восходящих вертикальных конвективных потоков, повышающих чистоту металла в подкорковой зоне по газовым и неметаллическим включениям;

- подавления волновых процессов, развивающихся на поверхности металла в кристаллизаторе из-за динамических воздействий, связанных с движением струи металла;

- уменьшение вероятности прорыва металла под кристаллизатором;

- улучшение условий теплоотдачи от «горячей» жидкой сердцевины к границе раздела фаз;

- разрушения начальных участков дендритов, возрастания числа кристаллизационных зародышей, изменения структуры при подавлении образования дефектов усадочного (пористости) и ликвационного характера.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что заявляемое устройство для непрерывной разливки металла обеспечивает повышение качества непрерывнолитых заготовок до уровня, соответствующего требованиям авторитетных стандартов, работоспособно и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе. Соответственно, заявляемое устройство может быть применено в литейном производстве с целью повышения качества непрерывнолитых заготовок, а, следовательно, соответствует условию «промышленной применимости».

Claims (1)

1. Устройство для непрерывной разливки металла, содержащее промежуточный ковш с разливочным стаканом, сообщающимся с кристаллизатором, который снабжен механизмом качания с приводом и задатчиком параметров колебаний, последовательно установленные на выходе из кристаллизатора поддерживающие и тянущие ролики, два жаростойких электрода, установленные сверху в полости кристаллизатора со стороны его коротких стенок и соединенные с силовым источником постоянного тока, а также электромагнит с U-образным сердечником, полюса которого размещены с наружных сторон длинных стенок кристаллизатора, и с обмоткой, соединенной с управляющим источником постоянного тока, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено пятью регуляторами тока, силовые входы которых соединены с силовым источником постоянного тока, микропроцессорной системой управления, с блоком задания переключения тока на ее входе, и блоком согласования, выход из которого подключен к задатчику параметров колебаний кристаллизатора, а в промежуточном ковше установлен подовый электрод, причем выходы из микропроцессорной системы управления соединены с управляющими входами всех пяти регуляторов тока и с входом блока согласования, положительный полюс силового источника постоянного тока подключен через первый регулятор тока к первому электроду и через второй и третий регуляторы тока - к поддерживающим роликам, установленным соответственно с двух противоположных сторон кристаллизатора, а его отрицательный полюс подключен через четвертый регулятор тока ко второму электроду и через пятый регулятор тока к подовому электроду в промежуточном ковше.