CS209758B1

CS209758B1 - A method for spraying cooling steel castings and a method for carrying out the method

Info

Publication number: CS209758B1
Application number: CS390080A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Dolejsi; Josef Duratny; Stefan Hanes; Zdenko Zdenek
Original assignee: Zdenek Dolejsi; Josef Duratny; Stefan Hanes; Zdenko Zdenek
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1981-12-31

Abstract

Vynález se týká způsobu chlazení kontislitků při plynulém odlévání oceli a zařízení k provádění tohoto způsobu chlazení kontislitků. Pod měděné desky krystalizátoru 2 je instalován sprayový trubkový prstenec”^ s otvory v několika řadách, zapojený na zdroj chladícího média. Tento sprayový trubkový prstenec J obepíná kontislitek _1_ vycházející z krystalizátoru a zajištuje jeho velmi měkké sprayové chlazení. Osciluje s krystalizátorem mezi jeho spodní hranou a obvodovým věncem vodící klece 4· Podstata vynálezu spočívá v tom, že kontislitky 1 z oceli v místě jejich výstupu z oscilujTcího krystalizátoru 2 jsou chlazeny chladícím médiem vstřikovaným pod tlakem 20 až 300 kPa. Zařízení k provádění způsobu chlazení kontislitků sestává' ze sprayového trubkového prstence J umístěného pod oscilujícím krystalizátorem 2, a na jehož vnitřní straně jsou nejméně dvě řady otvorů, jejichž úhlová vzdálenost je 15 až 90°, a do sprayového trubkového prstence j ústí nejméně dvěma přívody chladícího média.The invention relates to a method of cooling continuous ingots during continuous casting of steel and a device for carrying out this method of cooling continuous ingots. A spray tube ring J with holes in several rows is installed under the copper plates of the crystallizer 2, connected to a source of cooling medium. This spray tube ring J surrounds the continuous ingot _1_ coming out of the crystallizer and ensures its very soft spray cooling. It oscillates with the crystallizer between its lower edge and the peripheral rim of the guide cage 4. The essence of the invention lies in the fact that the continuous ingots 1 of steel at the point of their exit from the oscillating crystallizer 2 are cooled by a cooling medium injected under a pressure of 20 to 300 kPa. The device for carrying out the method of cooling continuous ingots consists of a spray tube ring J placed under the oscillating crystallizer 2, and on the inner side of which there are at least two rows of holes, the angular distance of which is 15 to 90°, and at least two cooling medium inlets open into the spray tube ring j.

Description

Vynález se týká způsobu chlazení kontislitků při plynulém odlévání oceli a zařízení k provádění tohoto způsobu chlazení kontislitků.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for cooling continuous castings in continuous casting of steel and to an apparatus for performing this method for cooling continuous castings.

Kontislitek musí při odlévání vystoupit z krystalizátoru s dostatečně tlustou kůrou utuhlého kovu, aby udržela tekuté jádro. K regulování postupu tuhnutí jádra je kontislitek po opuštění krystalizátoru vystaven přímému, tzv. sekundárnímu chlazení. Povrch musí být chlazen plynule, s odpovídající hloubkou chladícího účinku, aby se zabránilo tvorbě trhlin vlivem krátkodobého kolísání teplotního spádu. To znamená, že po chlazení musí následovat teplotní vyrovnání.The casting must be cast from the crystallizer with a sufficiently thick crust of the solidified metal to cast the liquid core. To regulate the core solidification process, the continuous casting is subjected to direct so-called secondary cooling after leaving the crystallizer. The surface must be cooled continuously, with an adequate depth of cooling effect, to avoid cracking due to short-term temperature gradient fluctuations. This means that cooling must be followed by temperature compensation.

Při správném postupu dochlazování musí být povrch kontislitků udržován po celém obvodu na stejné teplotě, přičemž teplota povrchu od výstupu z krystalizátoru až k úplnému utuhnutí celého průřezu má klesat rovnoměrně z cca 1 250 °C na cca 700 °C. Teplotní údaje jsou v přímé závislosti na jakosti odlévané oceli a průřezu formátu. Význam má i regulace vychlazovací linky, aby bylo možno již při začátku lití doregulovat chlazení a odstraňovat vzniklé závady.With proper cooling, the surface of the continuous castings must be maintained at the same temperature all the way around the periphery, with the surface temperature from the outlet of the crystallizer to complete solidification of the entire cross section descending uniformly from about 1250 ° C to about 700 ° C. Temperature data is directly related to the quality of the cast steel and the format cross-section. It is also important to control the cooling line in order to be able to regulate the cooling and remedy any defects already at the beginning of the casting process.

Nejčastějěí závadou při plynulém odléváni oceli do sochorů, bram a kontislitků pro předvalkovou traí je výron tekuté oceli v rozích kontislitků, bezprostředně po jejich opuštění krystalizátoru. Tyto rohové průvaly tekutého kovu jsou zapříčiněny změnou rozměrů v rozích kontislitků ještě v krystalizátoru, kde dochází k odchýlení kůry. Vzniklá rombicita, spolu s nedostatečným odvodem tepla, vlivem velké vzduchové mezery v rozích krystalizátoru, způsobuje kritické zeslabení kůry a průnik tekutého kovu.The most common defect in the continuous casting of steel into billets, slabs and continuous castings for billets is the discharge of liquid steel in the corners of the continuous castings immediately after leaving the crystallizer. These corner bursts of the liquid metal are caused by a change in the dimensions in the corners of the continuous castings in the crystallizer where the bark is deflected. The resulting rambidity, together with insufficient heat dissipation, due to the large air gap in the corners of the crystallizer, causes critical bark weakening and liquid metal penetration.

Zmíněné nevýhody jsou v plné míře odstraněny způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kontislitky z oceli v místě jejich výstupu z oscilujícího krystalizátoru jsou chlazený chladícím médiem vstřikovaným pod tlakem 20 až 300 kPa. Zařízení k provádění způsobu chlazení kontislitků sestává ze sprayového trubkového prstence umístěného pod oscilujícím krystalizátorem, na jehož vnitřní straně jsou nejméně dvě řady otvorů, jejichž úhlová vzdálenost je od 15 do 90°, a do sprayového trubkového prstence ústí nejméně dva přívody chladícího média.These disadvantages are completely eliminated by the method according to the invention, which is characterized in that the steel castings at the point of their exit from the oscillating crystallizer are cooled by a cooling medium injected under a pressure of 20 to 300 kPa. The apparatus for carrying out the method of cooling the continuous casting consists of a spray tube ring located below an oscillating crystallizer having at least two rows of apertures therethrough having an angular distance of 15 to 90 ° and at least two coolant inlets flow into the spray tube ring.

Výhodou způsobu dle vynálezu je především skutečnost, že řeší problematiku intenzity přímého chlazení kontislitků na rozhraní primárního a sekundárního chladícího systému bezprostředně při jeho výstupu z krystalizátoru,a to tak, že svým účinkem zasahuje do vytvořené mezery mezi stěnami krystalizátoru a kontislitků. Toto uspořádání umožňuje dokonalé chlazení zeslabených hran kontislitků na uvedeném rozhraní. Současně zde zajišluje rovnoměrný přestup odnímaného tepla kontislitků, takže pnutí chladnoucího kovu po opuštění krystalizátoru je redukováno a je nižší, než při jiných systémech chlazení, což zaručuje vyšší provozní spolehlivost a zlepšení vnitřní jakosti kontislitků. Odstraní se také výskyt trhlin na rozhraní fází, tzn. při výstupu z krystalizátoru od zde vytvořené slupky směrem ke středu kontislitků. Trubkový prstenec vyrobený z antikorozní speciální oceli umožňuje snížit vzdálenost od chladnoucího předlitku na minimum a tím zvýšit účinnost chlazení proti jiným způsobům.The advantage of the method according to the invention is, in particular, that it solves the problem of the intensity of direct cooling of the castings at the interface of the primary and secondary cooling system immediately upon its exit from the crystallizer, by effecting the gap between the walls of the crystallizer and the castings. This arrangement allows perfect cooling of the weakened edges of the continuous castings at said interface. At the same time, it ensures a uniform transfer of the heat of the continuous castings, so that the stress of the cooling metal after leaving the crystallizer is reduced and lower than with other cooling systems, which guarantees higher operational reliability and improved internal quality of the continuous castings. The occurrence of cracks at the phase boundary is also eliminated, ie. as it exits the crystallizer from the shell formed there toward the center of the continuous castings. The pipe ring made of special stainless steel makes it possible to reduce the distance from the cooling blank to a minimum and thus increase the cooling efficiency against other methods.

Příkladné provedení způsobu chlazení a zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném výkresu,a to na obr. 1 v podélném osovém řezu a na obr. 2 v řezu příčném.An exemplary embodiment of the cooling method and apparatus of the invention is shown schematically in the accompanying drawing, in FIG. 1 in longitudinal axial section and in FIG. 2 in cross-section.

Těsně pod měděné desky krystalizátoru 2 je instalován sprayový trubkový prstenec s otvory v několika řadách, zapojený na neznačený vodní zdroj. Tento trubkový prstenec J obepíná kontislitek _1_ vycházející z krystalizátoru a zajištuje jeho velmi měkké sprayové chlazení. Osciluje s krystalizátorem mezi jeho spodní hranou a obvodovým věncem vodicí klece nastaveným až do 1 mm vnitřního průměru krystalizátoru.Just below the copper plates of the crystallizer 2 is a spray tube ring with holes in several rows, connected to an unlabeled water source. This tubular ring 1 encircles the continuous casting 1 coming from the crystallizer and ensures its very soft spray cooling. It oscillates with the crystallizer between its bottom edge and the circumferential ring of the guide cage set up to 1 mm of the inner diameter of the crystallizer.

Rozhodujícím měřítkem, určujícím účinek chlazeni, je kinetická energie každé kapičky vody, dopadající na povrch kontislitků J_. Jednotlivé kapky musí proniknout vrstvou páry, která brání nadměrnému přestupu tepla a umožňuje dosažení optimálního chlazení. Tato kinetická energie je funkcí tlaku chladícího média před výstupem a velikosti kapek. Požadovaná kinetická energie uvedeného sprayového chlazení kontislitků je stanovena v rozsahu mezi 1,7 až 0,8 J/cm2. Přívod chladícího média do sprayového trubkového prstence několika vstupy současně umožňuje točivé rozprášení chladicího média.The decisive measure determining the cooling effect is the kinetic energy of each drop of water falling on the surface of the continuous castings. Individual drops must penetrate a layer of steam that prevents excessive heat transfer and allows optimum cooling. This kinetic energy is a function of the coolant pressure before exit and the droplet size. The required kinetic energy of said spray cooling of the continuous castings is determined to be between 1.7 and 0.8 J / cm 2. The supply of coolant to the spray tube ring through several inlets simultaneously allows the coolant to be rotated.

Příklad provedeniExecution example

Sprayový trubkový prstenec 2 vyrobený ze speciální antikorozní oceli, má dvě řady navrtaných otvorů o průměru 1 ,8 mm s roztečí 20 mm tak, aby směr paprsku chladícího média, příkladné vody, horní řady otvorů zasahoval do vnitřní vzduchové mezery mezi kontislitkem J_ a spodní ěástí krystalizátoru 2. Sprayový trubkový prstenec J má dva přívody chladícího média na protilehlých stranách s tlakem 200 kPa, které jsou napojeny přímo na chlazení krystalizátoru. Vzdálenost trubkového prstence J od povrchu kontislitků J. je,30 až 50 mm.Spray tube ring 2 made of special stainless steel has two rows of drilled holes with a diameter of 1.8 mm with a spacing of 20 mm so that the direction of the coolant jet, the exemplary water, the upper row of holes extends into the inner air gap between the die. 2. Spray tube ring J has two coolant inlets on opposite sides at a pressure of 200 kPa, which are connected directly to the cooling of the crystallizer. The distance of the tube ring J from the surface of the continuous castings J is 30 to 50 mm.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

CLAIMS 1. A method for spray cooling of steel castings at the point where they exit from an oscillating crystallizer, characterized in that the cooling medium is injected under a pressure of 20 to 300 kPa.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising a spray tube located below an oscillating crystallizer, characterized in that there are at least two rows of orifices having an angular distance of from 15 to 90 [deg.] On the inside of the spray tube (3); and at least two coolant inlets into the spray tube ring (3).