RU2739358C2 - Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys - Google Patents
Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739358C2 RU2739358C2 RU2019107435A RU2019107435A RU2739358C2 RU 2739358 C2 RU2739358 C2 RU 2739358C2 RU 2019107435 A RU2019107435 A RU 2019107435A RU 2019107435 A RU2019107435 A RU 2019107435A RU 2739358 C2 RU2739358 C2 RU 2739358C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- condensate
- heat pipe
- crystallizer
- pipes
- steam
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000048 melt cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 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
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции и охлаждению кристаллизатора для получения непрерывнолитых цилиндрических заготовок из высоколегированных сталей и сплавов.The invention relates to metallurgy, in particular to the design and cooling of the mold for producing continuously cast cylindrical billets from high-alloy steels and alloys.
Известен кристаллизатор для получения непрерывных цилиндрических заготовок [Патент РФ №2651083. Кристаллизатор для получения непрерывных цилиндрических заготовок / В.В. Стулов. 18.08.2018. Бюл. №11], содержащий корпус с расположенной в нем тепловой трубой, образованной трубами, коаксиально установленными одна в другой с образованием между ними замкнутого пространства для теплоносителя, конденсатор, связанный паропроводами и конденсатопроводами с тепловой трубой с образованием замкнутого испарительно-конденсационного контура, электрические нагревательные элементы, расположенные в нижней части замкнутого пространства между трубами, и термопары, подключенные к системе автоматического управления охлаждением кристаллизатора, в замкнутом пространстве между коаксиально установленными одна в другой трубами равномерно по периметру выполнены продольные ребра, внутренняя поверхность трубы меньшего диаметра между ребрами покрыта пористым покрытием.Known crystallizer for producing continuous cylindrical billets [RF Patent No. 2651083. Crystallizer for producing continuous cylindrical billets / V.V. Stulov. 18.08.2018. Bul. No. 11], containing a housing with a heat pipe located in it, formed by pipes coaxially installed one into the other with the formation of a closed space for the coolant between them, a condenser connected by steam pipelines and condensate pipelines with a heat pipe to form a closed evaporation-condensing circuit, electric heating elements located in the lower part of the closed space between the pipes, and thermocouples connected to the automatic control system for the cooling of the mold, longitudinal ribs are made evenly along the perimeter in the closed space between the pipes coaxially installed in one another, the inner surface of the pipe of smaller diameter between the ribs is covered with a porous coating.
Недостатки известного кристаллизатора заключаются в недостаточной эффективности работы конденсатора пара и самой тепловой трубы по причине отсутствия разделения потоков образующегося пара и перегретой жидкости, а также в затруднении подвода расплава в кристаллизатор по причине расположения вверху конденсатора пара.The disadvantages of the known crystallizer lie in the insufficient efficiency of the steam condenser and the heat pipe itself due to the lack of separation of the streams of the generated steam and the superheated liquid, as well as in the difficulty in supplying the melt to the crystallizer due to the location of the steam condenser at the top.
Заявляемый кристаллизатор направлен на повышение эффективности его работы при разливке высоколегированных сталей и сплавов.The inventive crystallizer is aimed at improving the efficiency of its operation when casting high-alloy steels and alloys.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого кристаллизатора заключается в более высокой надежности его работы на переходных режимах, связанных с увеличением скорости разливки расплава, а соответственно, с увеличением плотности подводимого теплового потока, более равномерном распределении температуры по периметру и высоте тепловой трубы, контактирующим с разливаемым расплавом, исключение вероятности растрескивания корочки образующейся заготовки.The technical result obtained in the implementation of the inventive crystallizer consists in a higher reliability of its operation in transient modes associated with an increase in the casting rate of the melt, and, accordingly, with an increase in the density of the supplied heat flux, a more uniform temperature distribution around the perimeter and height of the heat pipe in contact with the poured melt, eliminating the likelihood of cracking the crust of the formed workpiece.
Заявляемый кристаллизатор характеризуется следующими существенными признаками.The inventive crystallizer is characterized by the following essential features.
Ограничительные признаки: корпус с расположенной в нем тепловой трубой, образованной трубами, коаксиально установленными одна в другой с образованием между ними замкнутого пространства для теплоносителя; конденсатор, связанный паропроводами и конденсатопроводами с тепловой трубой с образованием замкнутого испарительно-конденсационного контура; электрические нагревательные элементы, расположенные в нижней части замкнутого пространства между трубами; термопары, подключенные к системе автоматического управления охлаждением кристаллизатора; в замкнутом пространстве между коаксиально установленными одна в другой трубами равномерно по периметру выполнены продольные ребра; внутренняя поверхность трубы меньшего диаметра между ребрами покрыта пористым покрытием.Restrictive features: a housing with a heat pipe located in it, formed by pipes coaxially installed one into the other with the formation of a closed space between them for the coolant; a condenser connected by steam lines and condensate lines with a heat pipe to form a closed evaporative-condensation circuit; electrical heating elements located at the bottom of the enclosed space between the pipes; thermocouples connected to the automatic control system for cooling the mold; longitudinal ribs are made evenly along the perimeter in the closed space between the pipes coaxially installed in one another; the inner surface of the smaller diameter pipe between the ribs is covered with a porous coating.
Отличительные признаки: конденсатор пара расположен снаружи корпуса тепловой трубы; в конденсаторе расположены два змеевика из медных труб, в которые подается холодная вода; конденсатопроводы объединены в коллектор конденсата, расположенный под углом α=10-15° вниз к горизонту; одиночный конденсатопровод, примыкающий к нижней части коллектора конденсата; дырчатая решетка в верхней части тепловой трубы перед входом в паропроводы.Distinctive features: the steam condenser is located outside the heat pipe body; the condenser contains two coils made of copper pipes into which cold water is supplied; condensate pipelines are combined into a condensate collector located at an angle α = 10-15 ° downward to the horizon; a single condensate line adjacent to the bottom of the condensate collector; perforated grid in the upper part of the heat pipe in front of the entrance to the steam lines.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого кристаллизатора и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.The causal relationship between the set of essential features of the claimed crystallizer and the achieved technical result is as follows.
Расположение конденсатора пара снаружи корпуса тепловой трубы уменьшает общую высоту кристаллизатора и высоту погружного разливочного стакана для подвода расплава в кристаллизатор, обеспечивая повышение надежности процесса разливки металла. Расположение в конденсаторе двух змеевиков из медных труб, в которые подается холодная вода, позволяет активизировать процесс конденсации паров воды на их поверхности.The location of the steam condenser outside the heat pipe housing reduces the overall height of the mold and the height of the submerged nozzle for supplying the melt to the mold, thereby increasing the reliability of the metal casting process. The location in the condenser of two coils made of copper pipes, into which cold water is supplied, makes it possible to activate the process of condensation of water vapor on their surface.
Объединение конденсатопроводов в коллектор конденсата позволяет собирать конденсат со всех конденсатопроводов и перераспределять его в одиночный конденсатопровод, что увеличивает уровень возвращаемого конденсата, а соответственно и давление столба жидкости, продавливаемой в тепловую трубу.Combining condensate lines into a condensate collector allows condensate to be collected from all condensate lines and redistributed into a single condensate line, which increases the level of returned condensate and, accordingly, the pressure of the liquid column pushed into the heat pipe.
Расположение коллектора конденсата под углом вниз к горизонту позволяет скапливать жидкость в месте примыкания к нему одиночного конденсатопровода. В результате отпадает необходимость использования нескольких конденсатопроводов, врезаемых в нижней части тепловой трубы.The location of the condensate collector at an angle downward to the horizon allows the accumulation of liquid in the place where a single condensate pipeline adjoins it. As a result, there is no need to use several condensate pipelines cut into the bottom of the heat pipe.
Уменьшение угла расположения коллектора конденсата под углом α<10° вниз к горизонту замедляет процесс стекания конденсата, поступающего с конденсатопроводов, в одиночный конденсатопровод. В результате замедляется весь процесс возврата конденсата в нижнюю часть кристаллизатора и нарушается нормальный режим охлаждения расплава.Decreasing the angle of the condensate collector at an angle α <10 ° down to the horizon slows down the process of condensate flowing from the condensate pipelines into a single condensate pipe. As a result, the entire process of condensate return to the lower part of the crystallizer slows down and the normal mode of melt cooling is disrupted.
Увеличение угла расположения коллектора конденсата под углом α>15° вниз к горизонту приводит к нерациональному увеличению периметра коллектора и длины примыкающих конденсатопроводов, увеличению габаритов и массы конструкции.An increase in the angle of the condensate collector at an angle α> 15 ° downward to the horizon leads to an irrational increase in the collector perimeter and the length of the adjacent condensate pipelines, an increase in the dimensions and weight of the structure.
Наличие одиночного конденсатопровода, примыкающего к нижней части коллектора конденсата, позволяет обеспечить поступление конденсата в нижнюю часть кристаллизатора через один конденсатопровод. В результате увеличивается уровень жидкости в одном конденсатопроводе по сравнению с несколькими конденсатопроводами и, как результат, увеличивается давление продавливания жидкости в нижнюю часть кристаллизатора. Кроме этого, уменьшается общая длина конденсатопроводов.The presence of a single condensate line, adjacent to the lower part of the condensate collector, allows condensate to flow into the lower part of the crystallizer through one condensate line. As a result, the liquid level in one condensate line increases compared to several condensate lines and, as a result, the pressure for pushing the liquid into the lower part of the crystallizer increases. In addition, the total length of the condensate lines is reduced.
Расположение в верхней части тепловой трубы дырчатой решетки перед входом в паропроводы позволяет произвести разделение потоков пара и перегретой жидкости для ее дополнительной циркуляции в тепловой трубе, а пар, прошедший через отверстия в решетке, направить в конденсатор с минимальным количеством жидкости. В результате существенно повышается эффективность работы конденсатора пара, то есть количество образующегося в единицу времени конденсата, кг/с.The location of a perforated grid in the upper part of the heat pipe in front of the entrance to the steam pipelines allows separation of the streams of steam and superheated liquid for its additional circulation in the heat pipe, and steam passing through the holes in the grid is directed to the condenser with a minimum amount of liquid. As a result, the efficiency of the steam condenser is significantly increased, that is, the amount of condensate formed per unit time, kg / s.
На фиг. приведен внешний вид кристаллизатора для получения непрерывнолитых цилиндрических заготовок из высоколегированных сплавов.FIG. the external view of the mold for producing continuously cast cylindrical billets from high-alloyed alloys is shown.
Кристаллизатор для получения непрерывнолитых цилиндрических заготовок из высоколегированных сплавов на фиг. состоит из разливочного ковша 1 с погружным стаканом 2, корпуса 3 с коаксиально установленными в нем трубами меньшего диаметра 4 и большего диаметра 6, паропроводов 8 с установленной перед ними дырчатой решеткой 9 с отверстиями 10, конденсатора пара 11, с размещенными в нем змеевиками 12 и 13 с патрубками 14 и 15 для подвода охлаждающей воды, патрубков 16 и 17 для отвода нагретой воды, конденсатопроводов 18 с коллектором конденсата 19 и примыкающего к нему одиночного конденсатопровода 20, образующих замкнутый испарительно-конденсационный контур тепловой трубы, электрических нагревательных элементов 21, термопар 22-25, подключенных в систему автоматического управления охлаждением кристаллизатора.The crystallizer for producing continuously cast cylindrical billets from high-alloyed alloys in Fig. consists of a pouring ladle 1 with a submerged
Предварительно в пространство между трубами 4 и 6 устанавливаются продольные ребра 7, между которыми закрепляются пористые покрытия 5 и заливается определенное количество теплоносителя. Включаются электронагревательные элементы 21, которые разогревают теплоноситель с трубами 4 и 6, продольные ребра 7, пористые покрытия 5, пропитанные теплоносителем. После достижения заданной температуры, фиксируемой по показаниям термопары 25, кристаллизатор подготовлен к разливке в него расплава.Previously, longitudinal ribs 7 are installed in the space between pipes 4 and 6, between which porous coatings 5 are fixed and a certain amount of coolant is poured. Electric heating elements 21 are turned on, which heat the coolant with pipes 4 and 6, longitudinal ribs 7, porous coatings 5 impregnated with the coolant. After reaching the set temperature, recorded according to the indications of the
Работа кристаллизатора осуществляется следующим образом. Отключаются электронагревательные элементы 21 и производится заливка расплава из разливочного ковша 1 через погружной стакан 2 во внутрь трубы 4, что приводит к дальнейшему ее разогреву с пористым покрытием 5 и теплоносителем. При разогреве пористого покрытия 5 с теплоносителем равномерно по высоте кристаллизатора образуется пар, который вместе с кипящим теплоносителем поступает в пространство между трубами 4 и 6 и вдоль продольных ребер 7 далее ударяется о дырчатую решетку 9 и через отверстия в ней 10 поступает по паропроводам 8 в конденсатор 11. Отделившийся на решетке 9 от пара теплоноситель стекает по стенкам трубы большего диаметра 6 в нижнюю часть кристаллизатора. Включается подача охлаждающей воды через патрубки 14 и 15 в змеевики 12 и 13, что приводит к охлаждению пара и его конденсации в конденсаторе 11. Нагретая охлаждающая вода выходит через патрубки 16 и 17. Конденсат по конденсатопроводам 18 собирается в коллектор 19 и далее по одиночному конденсатопроводу 20 стекает в нижнюю часть пространства с трубами 4 и 6. Температура воды, нагретой в змеевиках 12 и 13 конденсатора 11 фиксируется по показаниям термопар 23 и 24, что позволяет при известном расходе охлаждающей воды на кристаллизатор установить величину теплового потока, отводимого от разливаемого расплава.The operation of the crystallizer is carried out as follows. The electric heating elements 21 are turned off and the melt is poured from the pouring ladle 1 through the submerged
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019107435A RU2739358C2 (en) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019107435A RU2739358C2 (en) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019107435A RU2019107435A (en) | 2020-09-15 |
| RU2019107435A3 RU2019107435A3 (en) | 2020-11-27 |
| RU2739358C2 true RU2739358C2 (en) | 2020-12-23 |
Family
ID=72942918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019107435A RU2739358C2 (en) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2739358C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2799513C1 (en) * | 2023-03-27 | 2023-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Сталь 21" | Resource-saving mold for producing continuously cast steel billets |
| WO2024006604A1 (en) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | Novelis Inc. | Systems and methods for steam condensation in aluminum direct chill casting pit |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU950489A1 (en) * | 1980-12-30 | 1982-08-15 | Институт технической теплофизики АН УССР | Continuous casting mould |
| RU2326751C1 (en) * | 2006-09-18 | 2008-06-20 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals |
| EP2550120A1 (en) * | 2010-03-25 | 2013-01-30 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Method, casting tube, and continuous casting system for casting a melt made of liquid metal into a continuously cast product |
| WO2013149955A1 (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Sma Solar Technology Ag | Molded-in heat pipe |
| RU2556167C2 (en) * | 2013-11-05 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Слава ДВ" | Mould for production of continuously cast cylindrical billets |
| RU2651083C1 (en) * | 2016-12-07 | 2018-04-18 | Вячеслав Викторович Стулов | Crystallizer for obtaining continuous cylindrical workpieces |
-
2019
- 2019-03-15 RU RU2019107435A patent/RU2739358C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU950489A1 (en) * | 1980-12-30 | 1982-08-15 | Институт технической теплофизики АН УССР | Continuous casting mould |
| RU2326751C1 (en) * | 2006-09-18 | 2008-06-20 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals |
| EP2550120A1 (en) * | 2010-03-25 | 2013-01-30 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Method, casting tube, and continuous casting system for casting a melt made of liquid metal into a continuously cast product |
| WO2013149955A1 (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Sma Solar Technology Ag | Molded-in heat pipe |
| RU2556167C2 (en) * | 2013-11-05 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Слава ДВ" | Mould for production of continuously cast cylindrical billets |
| RU2651083C1 (en) * | 2016-12-07 | 2018-04-18 | Вячеслав Викторович Стулов | Crystallizer for obtaining continuous cylindrical workpieces |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024006604A1 (en) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | Novelis Inc. | Systems and methods for steam condensation in aluminum direct chill casting pit |
| RU2799513C1 (en) * | 2023-03-27 | 2023-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Сталь 21" | Resource-saving mold for producing continuously cast steel billets |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2019107435A3 (en) | 2020-11-27 |
| RU2019107435A (en) | 2020-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205702357U (en) | The online fast cooling device of strand | |
| RU2739358C2 (en) | Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys | |
| RU2351427C1 (en) | Refrigeration method of casting mold while receiving of comtinuous-casted blanks and casting mold for receiving of comtinuous-casted blanks | |
| RU2651083C1 (en) | Crystallizer for obtaining continuous cylindrical workpieces | |
| CN211853958U (en) | Electromagnetic steam generator | |
| RU2351429C1 (en) | Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation | |
| RU2556167C2 (en) | Mould for production of continuously cast cylindrical billets | |
| Stulov | Cooling of a mold at preforming cylindrical continuous cast steel billets | |
| CN204842894U (en) | Water -cooling crystallizer | |
| CN206152986U (en) | Hot refractory material device of purifing | |
| US4027861A (en) | Apparatus for continuous vacuum-refining of metals | |
| CN105838832B (en) | Blast furnace plumbing gas extraction system | |
| US4045006A (en) | Apparatus for continuous vacuum-refining of metals | |
| CN103206866A (en) | Method and device for cooling and waste heat recovery of flash smelting furnace body | |
| CN105485658B (en) | Horizontal constant speed spring nozzle adds the oxygen-eliminating device and deoxidation method of bubbling pipe steam inlet device | |
| RU2326751C1 (en) | Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals | |
| CN204255134U (en) | Pervaporation air cooling tubes condenser | |
| SU950489A1 (en) | Continuous casting mould | |
| CN203451592U (en) | Cooling water device for improving quality of electro slag remelting steel ingots | |
| US2286329A (en) | Water heater | |
| RU2323798C1 (en) | Combined crystalizer for nonstop pouring and deformation of high temerature metal | |
| RU2384801C1 (en) | Contact heat exchanger | |
| RU2561622C2 (en) | Vertical die of continuous casting machine | |
| CN104913662B (en) | Softened water hot-water cylinder with cooled retracting device | |
| RU2755320C1 (en) | Crystalliser model |