Кристаллизаторы

Эксплуатационные качества кристаллизатора, связанные с его конструкцией и изготовлением, оказывают значительное влияние на качество слитков ЭШП.

Некоторые из уникальных свойств слитков электрошлакового переплава – гладкая поверхность, плоская форма головной части и донной части слитков, широкое разнообразие сечений, направленная вертикальная кристаллизация – находятся в зависимости от рабочих параметров кристаллизаторов и их конструкции. 
Кристаллизаторы могут быть самой разнообразной конструкции, формы и с различными рабочими параметрами, но наиболее широкое распространение получили медные кристаллизаторы для получения цилиндрических слитков. Чаще всего конструкция подобного кристаллизатора представляет собой круглый, полый медный кокиль, выполненным незначительно расширяющимся кверху конусом, для удобства извлечения слитка, и толщиной стенки от 15 до 40 мм, взятый в сварной кожух водооохлаждения. Между кокилем с кожухом сверху и снизу установлены уплотнения.  
В ряде случаев, может быть использован стальной кристаллизатор для производства слитков. Нами освоены оба типа кристаллизаторов диаметром до 0,8 метра и более.
"ЭПОС-Инжиниринг" занимается проектированием, конструированием и изготовлением кристаллизаторов для электрошлаковых установок, вакуумно-дуговых печей и  иных установок для эффективных металлургических процессов по предварительному техническому заданию.   
Кристаллизаторы верхние и нижние в составе кристаллизаторов для получения слитков переменного сечения могут быть использования как отдельные глухие кристаллизаторы для получения слитков ЭШП и могут быть поставлены заказчику отдельно. Также данное оборудование, в вышеперечисленном составе, позволяет комбинировать кристаллизаторы между собой, что позволяет значительно расширить границы его применения:  получать тем самым отливки длиной до 3500 мм и диаметром до 800 мм, используя комбинации состоящие из отдельных элементов кристаллизатора  в сборе. Заказчик может сам собрать для себя плавильное пространство, используя лишь это универсальное оборудование в виде группы коротких кристаллизаторов, что значительно расширяет возможности оборудования и номенклатуру получаемых изделий. 
В последние годы всё большее распространение для получения слитков ЭШП получают стальные кристаллизаторы. Капитальные вложения на медные кристаллизаторы значительно выше, чем на кристаллизаторы из мягкой стали, а удельные расход на килограмм переплавляемого металла может быть меньше. Специалистами "ЭПОС-Инжиниринг" была разработана и неоднократно успешно опробована конструкция цельносварного стального кристаллизатора  до ᴓ 800 мм. Цельносварной кристаллизатор представляет собой круглый, полый стальной кокиль, выполненный незначительно расширяющимся кверху конусом, для удобства извлечения слитка, и толщиной стенки от 10 до 7 мм, взятый в сварной кожух водооохлаждения и представляет с ним единое целое. Кожух водоохлаждения имеет два ниппеля: входной (снизу) и выходной (сверху). 
Данный кристаллизатор позволяет получать слитки длиной до 3100 мм.
 
   
 
 
 

Медный многосекционный кристаллизатор
 
Диаметр, мм 50-1000

Данные кристаллизаторы предназначены для получения слитков

круглого сечения:

  • высотой
  • массой


120-3500 мм
10 000 кг

Кристаллизаторы Т-образной формы. В верхней части кристаллизаторы имеют уширение в связи с тем, что переплавляемый электрод имеет диаметр, близкий к диаметру получаемого слитка.

Каждый кристаллизатор представляет собой набор секций высотой около 100 мм каждая, концентрически собранные в единую конструкцию, устанавливаемую и закрепляемую на специальной платформе, которая в свою очередь закрепляется на нижней подвижной каретке установки электрошлакового переплава.

Каждая секция каждого кристаллизатора представляет собой медный кокиль, имеющий сварную рубашку охлаждения, выполненную из немагнитной стали. В зазоре между кокилем и рубашкой имеются специальные каналы для циркуляции охлаждающего агента (воды). Секция имеет два патрубка для подачи и слива воды, а также может быть оснащена датчиками контроля температуры стенки кокиля, центрирующими, грузоподъемными и другими вспомогательными устройствами и приспособлениями.


Кристаллизатор разделен на три участка с независимым водоохлаждением:

  • Формирующий участок служит непосредственно для формирования слитка в процессе переплава. Является нижней узкой частью кристаллизатора диа-метром близким к диаметру формирующегося слитка. В зависимости от ис-полнения может быть оснащен датчиками температуры стенки кокиля, кон-тролирующими положение границы раздела шлак-металл. В зависимости от типоразмера кристаллизатора формирующий участок состоит из 2 – 4 секций. Рубашки водоохлаждения секций участка соединены последовательно.
  • Переходной участок необходим для перехода от формирующего участка с меньшим внутренним диаметром к шлаковой надставке, имеющей бǒльший внутренний диаметр. Состоит из одной секции внутренним диаметром равным диаметру формирующего участка.
  • Шлаковая надставка служит для формирования ванны жидкого шлака в кри-сталлизаторе. Является широкой частью кристаллизатора и устанавливается поверх переходного участка. В шлаковой надставке в ходе плавки происходит расплавление входящего в полость надставки переплавляемого электрода. В зависимости от типоразмера кристаллизатора шлаковая надставка состоит из 2 – 3 секций. Рубашки водоохлаждения секций соединены последовательно.

Кристаллизатор переменного сечения

Разработана серия медных кристаллизаторов разных диаметров, для получения слитков заданного и переменного сечения(сборка кристаллизаторов).

Кристаллизатор для получения слитков переменного сечения состоит из:

  • Кристаллизатора нижнего в сборе – 1 шт.
  • Кристаллизатора промежуточного в сборе – 2 шт.
  • Кристаллизатора верхнего в сборе – 1шт.
  • Втулка литая – 1 шт. (в комплект поставки не входит и изготавливается заказчиком самостоятельно)
  • Кожух  для охлаждения имеет два штуцера: входной и выходной.

Кристаллизатор нижний представляет собой круглый, полый медный кокиль выполненным незначительно расширяющимся кверху конусом, для удобства извлечения слитка, и толщиной стенки от 35 до 25 мм, взятый в сварной кожух водооохлаждения. Между кокилем с кожухом сверху и снизу установлены уплотнения.  Для транспортирования с помощью грузоподъемных средств, предусмотрены специальные проушины в ребрах наружного кожуха. На ребрах наружного металлического кожуха также предусмотрены направляющие элементы для центровки втулки литой при сборке кристаллизатора.Кристаллизатор нижний, при необходимости выплавки слитка переменного сечения устанавливается на поддон через асбестовую прокладку и фиксируется.На установленный нижний кристаллизатор, при помощи цехового крана, устанавливается кристаллизатор промежуточный.

Кристаллизатор промежуточный представляет собой медное кольцо с внутренними каналами водоохлаждения. На внешнем диаметре кольца имеются патрубки для подвода и отвода охлаждающей воды, а также проушины для транспортировки. Внутренний диаметр кольца выполнен в виде расширяющегося вверх конуса. С одной стороны у плоскости кольца имеются вкрученные в медь стальные ловители, необходимее для правильной установки и центровки промежуточного кристаллизатора на кристаллизаторе нижнем и шпильки для его фиксации на данном кристаллизаторе.

Втулка литая представляет собой стальную втулку массой 2000 кг, получаемую методом электрошлакового литья, с проточками на наружном диаметре вблизи торцов. Для установки втулки на кристаллизатор промежуточный, на втулку, предварительно устанавливаются полукольца в сборе  и специальное захватное устройство, при помощи которого втулка транспортируется к рабочему посту, где происходит сборка кристаллизатора и устанавливается, при помощи направляющих на нижнем кристаллизаторе, на кристаллизатор промежуточный в соответствии с монтажным чертежом. . Втулка фиксируется и плотно прижимается к нижним кристаллизаторам при помощи трех стяжных крюков.

Кристаллизатор верхний в сборе представляет собой круглый, полый медный кокиль выполненным незначительно расширяющимся книзу конусом, для удобства извлечения слитка, и толщиной стенки от 35 до 25 мм, взятый в сварной кожух водооохлаждения. Между кокилем с кожухом сверху и снизу установлены уплотнения. Кожух водоохлаждения имеет два фланца: входной (снизу) и выходной (сверху).  В верхней части кристаллизатора имеется специальное стальное кольцо способствующее центрированию переплавляемого электрода в период плавки.

Перед установкой на втулку литую кристаллизатор верхний предварительно должен быть установлен и надежно закреплен на промежуточном кристаллизаторе через асбестовую прокладку. После чего конструкция, состоящая из верхнего кристаллизатора и промежуточного кристаллизатора, устанавливается через асбестовую прокладку на втулку литую, и фиксируется при помощи трех крюков.

 

Кристаллизатор сборный. 1 – кристаллизатор нижний, 2 – кристаллизатор верхний, 3 – кристаллизаторы промежуточные, 4 – поддон, 5 – воронка заливная, 6 – рама, 7 – опоры, 8 – втулка промежуточная, 9 – кольцо стяжное с грузозахватами, 10 – токо- и водоподводы. 

Стационарный неподвижный  кристаллизатор предназначен для получения слитков переменного сечения, в составе нескольких кристаллизаторов различных диаметров. Применяется при необходимости снизить затраты на производство конечной заготовки детали, исключив большой объем механообработки до получения готового изделия, например для производства , вал-шестерен, валов, валков и пр.

 

 

 

 

 Кристаллизаторы различного сечения. Могут работать как отдельное так и в связке для формирования слитков переменного сечения.  Момент "раздевания" слитка переменного сечения, сняты верхний и нижний кристаллизаторы.

 

 

 

Слиток переменного сечения после изъятия из формы Термообработка слитков после отливки и приварки транспортировочных проушин

 Механическая обработка под конечный размер и нарезка зубьев вал-шестерни Готовое изделие: вал-шестерня

 

 Смотрите так же: 

 

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

Поля, отмеченные * — обязательны для заполнения.