Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для получения непрерывно-литой деформированной заготовки

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке с деформацией металла.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство (Патент №2041011 RU. Устройство для непрерывного литья заготовок. Опубл. 09.08.1995), содержащее разливочный ковш со стаканом, вертикальный кристаллизатор, образованный парой стенок с наклонными верхними и нижними участками рабочей поверхности, каждая из которых закреплена на двух эксцентриковых параллельных горизонтальных валах, а каждая из рабочих стенок второй пары - на нижнем приводном эксцентриковом валу с возможностью смещения по фазе к первой паре возвратно-поступательного движения.

Недостаток известного устройства заключается в том, что рабочие бойки полностью изготовлены из жаропрочной стали, что снижает эффективность теплоотвода от кристаллизующегося металла к кристаллизатору.

Заявляемое устройство содержит разливочный ковш со стаканом, вертикальный кристаллизатор, который образован парой рабочих бойков с наклонными верхними и вертикальными нижними участками, совершающих вращательное движение на двух эксцентриковых валах, и второй парой вертикальных рабочих бойков, совершающих возвратно-поступательное движение.

Каждый боек имеет водоохлаждаемые рабочие вставки, улучшающие теплообмен и не уменьшающие прочностные характеристики устройства и увеличивающие его производительность.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства, заключается в повышении надежности и эффективности его работы.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: разливочный ковш со стаканом, вертикальный кристаллизатор, образованный парой бойков с наклонными верхними и вертикальными нижними участками рабочей поверхности, совершающих вращательно-поступательное движение.

Отличительные признаки: каждый боек имеет водоохлаждаемые вставки: из меди - верхние вставки, из жаропрочной стали - нижние вставки.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемым устройством и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Условно объем кристаллизующегося металла в составном кристаллизаторе можно разбить на три зоны: зона жидкого металла с кристаллизовавшейся корочкой на бойках (2/3 от общего объема), зоны твердо-жидкого металла (конгломерат), примерно 1/12 от общего объема, зона твердого деформируемого полностью закристаллизовавшегося металла (1/4 от общего объема).

При сближении наклонных бойков усилие на них в верхней зоне будет незначительно, так как металл в этой области находится в основном в жидком состоянии, кроме корочки, закристаллизовавшейся на поверхности бойков. Деформация в этой зоне сводится, по сути, к разрушению образовавшейся на вертикальных бойках корочки металла. Следовательно, для более интенсивного отвода тепла водоохлаждаемые вставки выполнены из меди, так как коэффициент теплопроводности меди в 20 раз больше, чем у стали, поэтому можно увеличить скорость прохождения металла по кристаллизатору, а это - увеличение производительности устройства, или уменьшение металлоемкости оборудования. В зоне полностью закристаллизовавшегося металла водоохлаждаемые вставки бойков выполняются из жаропрочной стали, выдерживающие давление со стороны деформируемого металла.

На фиг. 1 приведен внешний вид устройства, на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1. Заявляемое устройство состоит из разливочного ковша 1 с погружным стаканом 2, вертикального кристаллизатора, включающего пару бойков 3 с наклонными и вертикальными участками, сидящими на эксцентриковых валах 4 и пару вертикальных бойков 5. Бойки 3, 5 имеют водоохлаждаемые вставки 6 из меди и водоохлаждаемые вставки 7 из жаропрочной стали.

Работа устройства: жидкий металл из ковша 1 через погружной стакан 2 поступает в составной кристаллизатор с подвижными бойками 3, 5, приводящимися в движение от эксцентриковых валов 4.

В зоне I, где наибольшая температура, будет происходить интенсивный отвод тепла через медные водоохлаждаемые вставки 6. В зонах II, III, где металл уже кристаллизовался и давление на бойке 3, 5 будет значительно, отвод тепла от твердого металла будет осуществляться через жаропрочные стальные вставки 7.