Защита металов ингибиторами корозии

Министерство  образования и  науки украины 

Национальная  металлургическая академия украины 

Кафедра технологического проектирования 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

с дисциплины

«Основы научно-технического творчества» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил   ст. гр. МЕ-09-09

             Абрамов В. В 
 

Проверил    д-р техн. наук, проф.

                                                Балакин В. Ф.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Днепропетровск

      2011

Суть изобретения: Изобретение относится к металлургии  в частности «улучшенный кристаллизатор»  машины непрерывного литья заготовки (МНЛЗ)который охлаждает заготовку с помошью жидкого азота.. Кристаллизатор содержит корпус и алюминивые рабочие стенки со щелевыми каналами для охлаждения, при этом между каждой рабочей стенкой и корпусом кристаллизатора установлен промежуточный элемент с возможностью крепления на рабочей стенке и корпусе кристаллизатора, форма и наружные размеры которого соответствуют контуру примыкающей к нему рабочей поверхности, а каналы охлаждения выполнены частично в рабочей стенке, а частично в промежуточном элементе. С наружи укрыт корпусом из тепло-изоляциионого материала - пенополиуретан, а также между каждой рабочей стенкой и корпусом кристаллизатора установлен электромагнитный замедлитель. Площадь поперечного сечения той части каждого канала, которая выполнена в промежуточном элементе, составляет 0,1 – 0.5 площади поперечного сечения этого же канала, выполненного в стенке кристаллизатора. Использование изобретения обеспечивает улучшение охлаждения кристаллизатора, уменьшение расхода более дорогих металлов для изготовления пластин кристализатора, уменьшение время образования зоны кристаллизации заготовки - тем самым пропуская зону вторичного охлаждения увеличивая производительность МНЛЗ, уменьшая расход воды заменяя его экологически чистым и нетоксичным жидким азотом, а также использование электромагнитных замедлителей потока стали ,что дает возможность существенно снизить скорость движения потоков, ограничить их проникновение вглубь жидкой фазы заготовки, а также обеспечить их рациональное движение.

Номер патента: 2173605

Класс(ы) патента: B22D11/055

Номер заявки: 99121531/02

Дата подачи заявки: 15.04.11

Заявитель(и): ст.гр МЕ-09-09 Абрамов В. В

Автор(ы): ст.гр МЕ-09-09 Абрамов В. В

Описание изобретения: Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к машинам непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Известен кристаллизатор МНЛЗ, содержащий корпус и медные рабочие  стенки со сверлеными каналами для  охлаждающей воды (см., например, В.М.Нисковских и др. Машины непрерывного литья  слябовых заготовок.- М.: 1991, с. 62 рис. 28).

Недостатком известного устройства является значительный расход дорогостоящей меди из-за необходимости выполнения рабочих стенок со сверлеными каналами из медных плит большой толщины (60 - 90 мм). Однако в настоящее время все отечественные блюмовые и слябовые МНЛЗ оснащены кристаллизаторами именно такой конструкции.

Известен кристаллизатор, содержащий корпус и медные рабочие  стенки, между которыми установлены  промежуточные элементы, выполненные  с возможностью крепления на корпусе  кристаллизатора и рабочей стенке, при этом форма наружной поверхности промежуточных элементов соответствует форме примыкающей к нему медной стенки, а кристаллизатор имеет каналы для охлаждающей воды (RU 2111082, B 22 D 11/04, 1998) - прототип.

В зависимости  от размеров отливаемых заготовок рабочие  стенки такого кристаллизатора могут иметь первоначальную толщину 30 - 50 мм, благодаря чему существенно уменьшается расход меди на изготовление кристаллизатора.

Недостатком известного устройства является то, что щелевые  каналы для охлаждающей воды выполнены  в медных рабочих стенках кристаллизатора, что ведет к необоснованно большой потере меди при их проточке.

Известен кристаллизатор который содержит корпус и рабочие стенки со щелевыми каналами для охлаждения из меди, при этом между каждой рабочей стенкой и корпусом кристаллизатора установлен промежуточный элемент с возможностью крепления на рабочей стенке и корпусе кристаллизатора, форма и наружные размеры которого соответствуют контуру примыкающей к нему рабочей поверхности, а каналы охлаждения выполнены частично в рабочей стенке, а частично в промежуточном элементе. Толщина составляет 2,0. 

Недостатком всех известных устройств является то, что щелевые каналы для охлаждающей  воды выполнены из меди, что ведет к необоснованно большой потере такого дорого метала при их изготовлении, громосткая конструкция что не позволяет уменшить затраты на строительство цехов, маленькая производительность соответственно и высокая стоимость. 

Техническим результатом  предлагаемого изобретения является экономия дорогостоящей меди при изготовлении кристаллизаторов, увеличение технических возможностей при реализации данной конструкции.

Предложенный  кристаллизатор машины непрерывного литья  заготовок содержит корпус и алюминивые рабочие стенки, между которыми установлены  промежуточные элементы, выполненные с возможностью крепления на корпусе кристаллизатора и рабочей алюминиевой стенке, при этом форма и размеры наружной поверхности промежуточных элементов соответствуют поверхности прилегающих к ним алюминиевых рабочих стенок. Предлагаемый кристаллизатор отличается тем, что каналы для охлаждающей воды образованы пазами, выполненными в алюминие рабочие стенках и примыкающих к ним промежуточных элементах, при этом соотношение площадей поперечных сечений пазов, выполненных в промежуточных элементах и медных рабочих стенках, соответственно составляет 0,1- 0,5 Возможность использование алюминия, как более дешевого метала, возможно использования в качестве охладителя жидкий азот, который намного быстрее охлаждает заготовку и в свое время делает машину МНЛЗ более компактной и производительной.

Сущность изобретения  поясняется чертежом, на котором в  качестве примера конкретного выполнения изображен «азотоохлаждаемый» кристаллизатор.

На рис. 1 - изображен  главный вид МНЛЗ и вид в  масштабе самого кристализатора

Главный ковш 1, промежуточный ковш 2, кристаллизатор, 3 усреднитель(перемешиватель) 4, замедлитель 5, сосуд Дьюара с жидким азотом 8,6, волкои двигающие заготовку 7, рабочая  область сопрекосновения кристаллизатора (электромагнитные замедлители) 9, темроизоляция 10, область кристаллизации заготовки 11, алюминиевые пластины 12.

Предлагаемая  конструкция кристаллизатора позволит:

а) значительно  уменьшить расход дорогостоящей  меди для кристаллизаторов МНЛЗ благодаря  применению сравнительно тонких рабочих стенок из более дешового алюминия б) улучшить охлаждение кристаллизатора за счет использования более эндотермичного жидкого азота вместо воды

в)Возможность  заменить зону первичного и вторичного охлажений на более компактную зону единого охлаждения «жидким азотом», уменьшить время образования зоны кристализации заготовки , повышая производительность и уменьшая затраты на постройку более высокого цеха.

Г)Использование  электромагнитных замедлителей что дает возможность существенно снизить скорость движения потоков, ограничить их проникновение вглубь жидкой фазы заготовки, а также обеспечить их рациональное движение. 

Формула изобретения: Улучшенный кристаллизатор машини непрерывного литья заготовки который охлаждает  заготовку с помошью жидкого  азота.. Кристаллизатор содержит корпус и алюминивые рабочие стенки со щелевыми каналами для охлаждения а также укрыт корпусом из теплоизоляциионого материала - пенополиуретан, между каждой рабочей стенкой и корпусом кристаллизатора установлен электромагнитный замедлитель. Площадь поперечного сечения той части каждого канала, которая выполнена в промежуточном элементе, составляет 0,1 – 0.5 площади поперечного сечения этого же канала, выполненного в стенке кристаллизатора. Использование изобретения обеспечивает улучшение охлаждения кристаллизатора, уменьшение расхода более дорогих металлов для изготовления пластин кристализатора, уменьшение время образования зоны кристаллизации заготовки - тем самым пропуская зону вторичного охлаждения увеличивая производительность МНЛЗ, уменьшая расход воды заменяя его экологически чистым и нетоксичным жидким азотом, а также использование электромагнитных замедлителей потока стали ,что дает возможность существенно снизить скорость движения потоков, ограничить их проникновение вглубь жидкой фазы заготовки, а также обеспечить их рациональное движение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

На рис. 1 - изображен  главный вид МНЛЗ и вид в  масштабе самого кристализатора

Главный ковш 1, промежуточный ковш 2, кристаллизатор, 3 усреднитель(перемешиватель) 4, замедлитель 5, сосуд Дьюара с жидким азотом 8,6, волкои двигающие заготовку 7, рабочая область сопрекосновения кристаллизатора (электромагнитные замедлители) 9, темроизоляция 10, область кристаллизации заготовки 11, алюминиевые пластины 12.