CZ20001187A3 - Mould pipe for a continuous casting mould for the continuous casting of steels, especially peritectic steels - Google Patents
Mould pipe for a continuous casting mould for the continuous casting of steels, especially peritectic steels Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20001187A3 CZ20001187A3 CZ20001187A CZ20001187A CZ20001187A3 CZ 20001187 A3 CZ20001187 A3 CZ 20001187A3 CZ 20001187 A CZ20001187 A CZ 20001187A CZ 20001187 A CZ20001187 A CZ 20001187A CZ 20001187 A3 CZ20001187 A3 CZ 20001187A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tube
- longitudinal section
- ingot mold
- mold tube
- ingot
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Technika kontinuálního lití, při kterém se prostřednictvím ochlazování kovové taveniny na stěnách formovací dutiny kokily pro kontinuální lití tvoří kůra předlitku s kontinuálně narůstající tloušťkou a předlitek se odtahuje z výstupního otvoru kokily pro kontinuální lití, vede, jak známo, při použití pro peritektické oceli, například oceli s obsahem uhlíku 0,1-0,14 %, k problémům, které se projevují zejména v nedostatečné kvalitě vyrobeného předlitku. Takovéto nedostatky kvality jsou nežádoucí, neboť další zpracování předlitku opět často vede k neakceptovatelným nedostatkům kvality následného produktu.A continuous casting technique in which, by cooling the metal melt on the walls of the molding cavity of the continuous casting mold, a strand of continuously increasing thickness is formed and the casting is withdrawn from the outlet orifice of the continuous casting mold is known to be used in peritectic steels, e.g. steel with a carbon content of 0.1-0.14%, to problems that manifest themselves in particular in the poor quality of the produced billet. Such quality defects are undesirable, since further processing of the billet often again leads to unacceptable quality defects of the downstream product.
Příčina uvedených problémů se, jak známo, spatřuje ve fázovém přechodu, kterému peritektické oceli podléhají přiThe cause of these problems is known to be in the phase transition to which the peritectic steels undergo at
79479 (79479a) : tlpfavená strana teplotě těsně pod jejich teplotou tuhnutí, a který je spojen se značnou objemovou kontrakcí. Při kontinuálním lití peritektických ocelí probíhá tento fázový přechod během počátku tuhnutí kůry předlitku za podmínek, při kterých je vytvářející se kůra předlitku ještě tenká, má malou mechanickou stabilitu a v důsledku fázového přechodu vytváří nerovný povrch, jen místy přiléhající na stěnu formovací dutiny, s tím výsledkem, že ztuhlé předlitky vykazují na povrchu porézní vrstvu nebo dokonce vrstvu s trhlinami.79479 (79479a): melted side at a temperature just below their freezing point, and which is associated with a significant volume contraction. In continuous casting of peritectic steels, this phase transition occurs during initial solidification of the billet bark under conditions in which the forming billet bark is still thin, has low mechanical stability and as a result of the phase transition creates an uneven surface, only partially adhering to the mold cavity wall. as a result of the solidified billets having a porous layer or even a layer with cracks on the surface.
Známým způsobem je možno dosáhnout při kontinuálním lití peritektických ocelí zlepšené kvality povrchu předlitku tím, že se počáteční ztuhnutí kůry předlitku v oblasti kokily pro kontinuální lití, v níž se nachází hladina taveniny, ovlivňuje zmenšením odvodu tepla z taveniny oceli popř. z kůry předlitku. Toto zmenšení odvodu tepla v oblasti počátečního ztuhnutí je obvykle realizováno pomocí kokil pro kontinuální lití, které jsou opatřeny tepelnou bariérou na povrchu podélného úseku stěny formovací dutiny na straně oceli. Tepelná bariéra a podélný úsek jsou přitom dimenzovány tak, aby hustota toku tepla byla v oblasti počátečního ztuhnutí snížena, na druhé straně aby však byla v oblasti podélného úseku navazující na tepelnou bariéru dost velká, aby po proběhnutí celé délky formovací dutiny bylo dosaženo dostatečného růstu kůry předlitku.In the known manner, the continuous casting of peritectic steels can result in improved surface quality of the billet by influencing the initial solidification of the billet's crust in the continuous casting mold region in which the melt level is located by reducing heat dissipation from the melt or the melt. from the bark of the billet. This reduction of heat dissipation in the region of initial solidification is usually realized by means of continuous casting molds having a thermal barrier on the surface of the longitudinal section of the wall of the mold cavity on the steel side. The thermal barrier and the longitudinal section are dimensioned so that the heat flow density is reduced in the region of the initial solidification, but on the other hand it is sufficiently large in the area of the longitudinal section adjoining the thermal barrier so that sufficient crust growth is achieved of the billet.
Je známo několik konceptů, jak opatřit stěny formovací dutiny kokily pro kontinuální lití v oblasti části délky, v níž se nachází hladina taveniny při provozu lití, na povrchu ohraničujícím formovací dutinu tepelnou bariérou.Several concepts are known to provide the walls of the mold cavity of a continuous casting mold with a heat barrier on the surface bounding the mold cavity in the region of the length of the melt surface during casting operation.
Z anotace JP 1-224 142 je známa kokila pro výrobu peritektických ocelí, jejíž stěna formovací dutiny sestáváFrom the annotation JP 1-224 142, a mold for the production of peritectic steels is known whose wall of the mold cavity consists
79479 (79479a) ···· · φ« ···· ·· ·· • · · · · · * · · »79479 (79479a) ···· φ «············
- 3 - .:. * ‘ :..;0jJavená strana z trubkového tělesa s jednostranně uspořádaným válcovitým nástavcem z oceli nebo jiných materiálů, které mají vyšší tepelný odpor než materiál tvořící trubkové těleso. Tato kokila má tu nevýhodu, že nástavec tvořící tepelnou bariéru je náchylný vůči opotřebení a jsou nezbytná zvláštní, výrobu kokily prodražující opatření, působící proti tvorbě trhlin popř. deformaci stěny formové dutiny účinkem tepelného zatížení během provozu lití.- 3 -.:. * ' : .. ; Tubular body side with a one-sided cylindrical extension made of steel or other materials having a higher thermal resistance than the material constituting the tubular body. This ingot mold has the disadvantage that the heat barrier extension piece is susceptible to wear and is required to make the ingot mold more expensive to counteract the formation of cracks or cracks. deformation of the mold cavity wall due to thermal loading during casting operation.
Alternativní koncept pro vytváření tepelné bariéry je popsán v anotaci JP 1-170 550 na příkladě deskové kokily pro výrobu bram z peritektické oceli. Povrchy z mědi zhotovených bočních stěn formovací dutiny této kokily vykazují v oblasti, kde se nachází hladina taveniny, otvory, které jsou volitelně vyplněny niklem, nerezovou ocelí nebo vhodným keramickým materiálem. S tímto alternativním konceptem je spojena ta nevýhoda, že -nehledě na náchylnost výplně otvorů vůči opotřebení- není z technologických důvodů použitelný na trubkové kokily pro malé formáty předlitků, například pro sochorové formáty, neboť vnitřní strany kokilové trubky jsou pro vhodné zpracování přístupné jen nedostatečně.An alternative concept for forming a heat barrier is described in JP 1-170 550 of an exemplary slab mold for the manufacture of peritectic steel slabs. The surfaces of the copper-formed side walls of the mold cavity of the mold have holes in the region where the melt level is located, which are optionally filled with nickel, stainless steel or a suitable ceramic material. With this alternative concept, the disadvantage is that, despite the susceptibility of the hole fill to wear, it is not applicable for technological reasons to tube molds for small billet formats, for example billet formats, since the inner sides of the ingot mold tube are only poorly accessible for suitable processing.
Z anotace JP 02-006 038 je známa kokila pro lití peritektických ocelí, jejíž stěny formovací dutiny jsou zhotoveny z mědi a na straně odvrácené od formovací dutiny mají štěrbiny pro chladící vodu. Ve štěrbinách pro chladící vodu jsou v oblasti, kde se nachází poloha hladiny taveniny, jsou v periodických odstupech velikosti 5 až 20 mm uloženy kovy nebo keramické materiály s menší tepelnou vodivostí než má měď. Aby byla prostřednitvím tohoto konceptu realizována tepelná bariéra s předem daným tepelným odporem, musí se uložené materiály rozprostírat přes poměrně velkou hloubku stěny formovací dutiny. Realizace takovéto tepelné bariéryJP 02-006 038 discloses a mold for peritectic steel casting whose mold cavity walls are made of copper and have cooling water slots on the side facing away from the mold cavity. In cooling water slots, metals or ceramic materials with less thermal conductivity than copper are deposited at periodic intervals of 5 to 20 mm in the region where the melt level is located. In order to realize a thermal barrier with a predetermined thermal resistance by means of this concept, the deposited materials must extend over a relatively large wall depth of the mold cavity. Implementation of such a thermal barrier
79479 (79479a) ···· · ·· ···· ·· ·· • · · ·· · A · · ·79479 (79479a) ···· · ·· ········· · · · ·
- 3a - ...ί .·. * ·./··.J * Opravená strana je výrobně nákladná, zejména musí být na množství míst na stěně formovací dutiny vhodné materiály uloženy poměrně hluboko.- 3a - ... ί. ·. * The repaired side is expensive to manufacture, in particular suitable materials must be deposited relatively deeply at a plurality of locations on the wall of the mold cavity.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vynález je založen na úkolu, přispět k řešení uvedeného problému a vytvořit k tomuto účelu kokilovou trubku, která je opatřena tepelnou bariérou vyrobítelnou zjednodušenými technologickými prostředky, uspořádanou v poloze hladiny taveniny, chráněnou proti opotřebení, a odpovídající kokilu pro kontinuální lití opatřenou touto kokilovou trubkou.SUMMARY OF THE INVENTION The invention is based on the object of contributing to solving the problem and to this end to provide a ingot mold tube having a heat barrier obtainable by simplified technological means arranged in a melt-protected wear position and a corresponding continuous casting mold provided with this ingot mold tube.
79479 (79479a) n4JZo00~7WT ···· · ·· ···· ·· ·· • · · · · · · · · · • * ··· ·«·♦ • · ··· ·· · · ·· · ·79479 (79479a) n4JZo00 ~ 7WT ················· ·· · ·
Tento úkol je řešen kokilovou trubkou, která je charakteristická kombinací znaků nároku 1, a kokilou pro kontinuální lití se znaky nároku 10.This object is achieved by a ingot mold tube characterized by a combination of the features of claim 1 and a continuous casting mold with the features of claim 10.
Kokilová trubka podle vynálezu má první podélný úsek, ve kterém se nachází předem stanovená poloha hladiny taveniny, a na něj navazující druhý podélný úsek, přičemž první podélný úsek zahrnuje tepelně izolační vrstvu, která je dimenzována tak, že tepelný odpor kokilové trubky v prvním podélném úseku je větší než ve druhém podélném úseku. Kokila se vyznačuje tím, že tepelně izolační vrstva zaplňuje prostor od vnějšího povrchu kokilové trubky do vzdálenosti nejvýše 75 % tloušťky dw stěny kokilové trubky, měřeno od vnějšího povrchu kokilové trubky.The ingot mold tube according to the invention has a first longitudinal section in which a predetermined position of the melt level is located and a second longitudinal section adjoining it, the first longitudinal section comprising a heat insulating layer which is dimensioned such that the thermal resistance of the ingot mold in the first longitudinal section is larger than in the second longitudinal section. The ingot mold is characterized in that the thermal insulation layer fills the space from the outer surface of the ingot mold tube to a distance of at most 75% of the thickness d w of the ingot mold tube wall, measured from the outer surface of the ingot mold tube.
Tepelně izolační vrstva kokilové trubky podle vynálezu je uspořádána na vnější straně kokilové trubky popř. v její blízkosti a nedosahuje až k vnitřnímu povrchu trubky. Kokilová trubka je vyrobitelná z trubkového tělesa, které může být na vnější straně opracováno a opatřeno tepelně izolační vrstvou. Opracování je proveditelné konvenčními metodami zejména u trubkových těles, která jsou vhodná pro výrobu kokilových trubek s malým vnitřním průměrem, a která vzhledem k jejich geometrickým rozměrům nelze vůbec, nebo lze jen velmi nákladně opracovat na vnitřní straně.The thermally insulating layer of the ingot mold tube according to the invention is arranged on the outside of the ingot mold tube or in the mold. near and does not reach the inner surface of the pipe. The ingot mold tube can be manufactured from a tubular body which can be machined on the outside and provided with a thermal insulation layer. Machining is feasible by conventional methods, in particular for tubular bodies which are suitable for the manufacture of ingot mold tubes with a small internal diameter and which, due to their geometrical dimensions, cannot be processed at all or only very costly on the inside.
Při procesu lití slouží tepelně izolační vrstva v oblasti podélného úseku pro zvýšení teploty na vnitřní straně kokilové trubky. Tím, že vzdálenost tepelně izolační vrstvy od vnitřního povrchu kokilové trubky činí alespoň 25 % tloušťky stěny kokilové trubky, je opotřebení kokilové trubky během procesu lití následkem tepelného a mechanického namáhání materiálu v oblasti prvního podélného úsekuIn the casting process, the thermal insulation layer in the region of the longitudinal section serves to increase the temperature on the inside of the ingot mold tube. Since the distance of the thermal insulation layer from the inner surface of the ingot mold tube is at least 25% of the wall thickness of the ingot mold tube, the wear of the ingot mold tube during the casting process is due to thermal and mechanical stresses in the region of the first longitudinal section
79479(79479a) ···· « ·· ···· ·· ·· • · · · · · · · * • · « · ♦ · « * zmenšeno ve srovnání s kokilovou trubkou, která je opatřena tepelně izolační vrstvou stejné tloušťky na vnitřní straně kokilové trubky.79479 (79479a) reduced compared to a chill tube, which is provided with a heat insulating layer of the same thickness on the inside of the ingot mold tube.
V případě kokilové trubky podle vynálezu je možné prostřednictvím vhodného dimenzování tloušťkového profilu tepelně izolační vrstvy definovaně nastavit rozdělení teplot, které se ustavuje při procesu lití na vnitřním povrchu kokilové trubky, a cíleně tak ovlivňovat růst kůry předlitku v oblasti prvního podélného úseku. Tento stupeň volnosti se u kokily podle vynálezu využívá pro její optimalizaci z hlediska výroby peritektického ocelového předlitku. Pro optimalizaci kvality odlitého produktu z peritektické oceli musí být během procesu lití teplota na vnitřním povrchu kokilové trubky v oblasti prvního podélného úseku co možná nejvyšší. V důsledku toho začíná počáteční ztuhnutí ocelové taveniny zpožděně, v co největším odstupu od hladiny taveniny, s tím efektem, že ferostatický tlak taveniny, který s narůstajícím odstupem od hladiny taveniny roste, zesiluje lokální, peritektickým fázovým přechodem stimulované oddělení vytvářející se kůry předlitku od vnitřního povrchu kokilové trubky, a upřednostňuje tak vytváření hladké kůry předlitku. Na druhé straně teplota na vnitřním povrchu kokilové trubky nemůže být během procesu lití libovolně vysoká, neboť materiálové vlastnosti kokilové trubky jsou limitovány. Například je známo, že z mědi zhotovená kokilová trubka má po zahřátí na teplotu nad kritickou teplotou 450 °C, která je teplotou měknutí, nepřijatelně krátkou životnost.In the case of the ingot mold tube according to the invention, the temperature distribution that is established during the casting process on the inner surface of the ingot mold tube can be defined in a defined manner by appropriately dimensioning the thermal insulation layer thickness and thereby specifically influencing the bark growth in the region of the first longitudinal section. This degree of freedom is used in the mold according to the invention to optimize it for the production of a peritectic steel billet. In order to optimize the quality of the cast peritectic steel product, the temperature on the inner surface of the ingot mold tube in the region of the first longitudinal section must be as high as possible during the casting process. As a result, the initial solidification of the steel melt begins delayed, as far as possible from the melt level, with the effect that the ferritic pressure of the melt, which increases with increasing distance from the melt level, intensifies the local peritectic phase transition. the surface of the ingot tube, and thus favors the formation of a smooth billet bark. On the other hand, the temperature on the inner surface of the ingot mold tube cannot be arbitrarily high during the casting process, since the material properties of the ingot mold tube are limited. For example, it is known that a copper molded tube has an unacceptably short life after heating to a temperature above the critical temperature of 450 ° C, which is the softening point.
Podle výhodného provedení kokilové trubky podle vynálezu je proto tloušťka tepelně izolační vrstvy dimenzována tak, že při procesu lití teplota na vnitřníAccording to a preferred embodiment of the ingot mold tube according to the invention, the thickness of the thermal insulation layer is therefore dimensioned such that during the casting process the temperature on the
79479 (79479a)79478 (79478a)
9 9999 ·· · • · · » · · · • · · · · · ♦ ·· · ··· 9 9 99 9999 9 9999 9 9999
9 9 9 9 9 9 9 • · · · · · * · · straně kokilové trubky nepřesáhne kritickou teplotu Tk.9 9 9 9 9 9 9 • The side of the ingot mold tube does not exceed the critical temperature T k .
Podle dalšího provedení kokilové trubky podle vynálezu je vnější povrch kokilové trubky na hranici mezi podélnými úseky vytvořen bez stupňovitých přechodů. Toto vytvoření je zvlášť vhodné pro použití v kokilách s vodním plášťovým chlazením na vnější straně kokilové trubky. Protože u takovýchto kokil má vodní plášť obvykle tloušťku jen několik mm, a jeho tloušťka musí být podél kokilové trubky přesně kontrolována, umožňuje vytvoření bez stupňovitých přechodů mezi oběma podélnými úseky zvláště jednoduchou konstrukci vodního plášťového chlazení.According to a further embodiment of the ingot mold tube according to the invention, the outer surface of the ingot mold tube is formed without stepped transitions at the boundary between the longitudinal sections. This embodiment is particularly suitable for use in water-cooled chill molds on the outside of the chill tube. Since, in such molds, the water jacket usually has a thickness of only a few mm, and its thickness must be accurately controlled along the ingot tube, it is possible to create a particularly simple water jacket cooling design without stepped transitions between the two longitudinal sections.
Podle dalšího vytvoření kokilové trubky podle vynálezu je tepelně izolační vrstva uložena na trubkovém tělese z kovu nebo kovové slitiny. Výhodných tepelných a mechanických vlastností kokilové trubky se dosáhne, když je trubkové těleso vytvořeno z mědi nebo měděné slitiny a tepelně izolační vrstva z kovu, například z niklu nebo chrómu. Tyto materiály si dobře navzájem odpovídají pokud jde o jejich koeficienty roztažnosti, takže niklová popř. chromová vrstva nanesená na povrch mědi se vyznačuje dobrým ulpěním a vysokou odolností vůči opotřebení.According to a further embodiment of the ingot mold tube according to the invention, the heat insulating layer is deposited on a tubular body of metal or metal alloy. Advantageous thermal and mechanical properties of the ingot mold tube are achieved when the tubular body is made of copper or a copper alloy and the heat-insulating layer of metal, for example nickel or chromium. These materials correspond well to each other in terms of their expansion coefficients, the chrome layer applied to the copper surface is characterized by good adhesion and high wear resistance.
Další formy provedení kokilové trubky podle vynálezu jsou opatřeny teplotechnickým chlazením vnějšího povrchu kokilové trubky chladicím médiem tak, že teplota vnitřního povrchu v oblasti prvního podélného úseku dosahuje nejvýše předem dané kritické teploty, a alespoň v dílčím úseku prvního podélného úseku je přibližně konstantní. Tím způsobem se může počáteční ztuhnutí kůry předlitku zpozdit do zvlášť velkého odstupu od hladiny taveniny a je možno dosáhnout zvlášť hladkého povrchu předlitku po proběhnutíFurther embodiments of the ingot mold tube according to the invention are provided with thermal cooling of the external surface of the ingot mold tube with a cooling medium such that the temperature of the inner surface in the region of the first longitudinal section reaches at most predetermined critical temperatures. In this way, the initial solidification of the billet's crust can be delayed to a particularly large distance from the melt level, and a particularly smooth surface of the billet after the finish can be achieved
79479(79479a) • φ φφφφ φ φ • φ··· φφφ*·· _ *7 — φφ · φφφφ ♦><<79479 (79479a) • φ φφφ • • · · · · · ·φ 7 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << << <<
' φφ φφφ φφ · · · · · · peritektického fázového přechodu. Pro dosažení pokud možno konstantního teplotního profilu v podélném směru musí tloušťka d tepelně izolační vrstvy alespoň v části mezi polohou hladiny taveniny a druhým podélným úsekem ve směru ke druhému podélnému úseku narůstat.'φφ φφφ φφ · · · · · · peritectic phase transition. In order to achieve as constant a temperature profile as possible in the longitudinal direction, the thickness d of the thermal insulation layer must increase at least in part between the melt level position and the second longitudinal section towards the second longitudinal section.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Různá provedení kokilové trubky podle vynálezu budou blíže vysvětlena prostřednictvím schematických výkresů, na kterých představuje obr. la příklad kokilové trubky podle vynálezu v nárysu;Various embodiments of the ingot mold tube according to the invention will be explained in more detail by means of the schematic drawings, in which Fig. 1a shows an example of the ingot mold tube according to the invention in front view;
obr. lb řez podél čáry I-I na obr. la;Fig. 1b shows a section along line I-I in Fig. 1a;
obr. lc řez podél čáry II-II na obr. la;Fig. 1c shows a section along line II-II in Fig. 1a;
obr. 2a podélný řez podél čáry III-III na obr. lc pro určitý tloušťkový profil tepelně izolační vrstvy;Fig. 2a is a longitudinal section along line III-III in Fig. 1c for a certain thickness profile of the thermal insulation layer;
obr. 2b podélný řez jako na obr. 2a pro jiný tloušťkový profil tepelně izolační vrstvy;FIG. 2b shows a longitudinal section as in FIG. 2a for another thickness profile of the thermal insulation layer;
obr. 3 průběhy tloušťky d tepelně izolační vrstvy podle obr. 2a jako funkce tloušťky stěny d„ kokilové trubky pro předem danou teplotu stěny;FIG. 3 shows the thickness d of the thermal insulation layer of FIG. 2a as a function of the wall thickness d of the chill tube for a predetermined wall temperature;
obr. 4 dimenzování tepelně izolační vrstvy podle obr.4 shows the dimensioning of the thermal insulation layer according to FIG.
2a jako funkce tloušťky stěny d„ kokilové trubky pro předem daný profil teploty stěny.2a as a function of the wall thickness d 'of the ingot mold tube for a predetermined wall temperature profile.
79479(79479a) ♦79479 (79479a)
• ·• ·
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Obr. la představuje v nárysu znázorněný příklad kokilové trubky 10 podle vynálezu s formovou dutinou 20, vtokový otvor 12 a odtahovací otvor 13 pro (neznázorněný) předlitek. Směr odtahování předlitku při provozu lití je znázorněn šipkou 14 . Kokilová trubka 10 vykazuje první podélný úsek 1 a druhý podélný úsek 2, přičemž v podélném úseku JL se nachází předem stanovená poloha h hladiny taveniny, a na něj navazuje ve směru 14 odtahování předlitku druhý podélný úsek 2. Kokilová trubka 10 sestává z trubkového tělesa 15 s tepelně izolační vrstvou 16 v oblasti podélného úseku 1.Giant. 1a shows a front view of an example of a mold tube 10 according to the invention with a mold cavity 20, an inlet opening 12 and a withdrawal opening 13 for a blank (not shown). The direction of withdrawal of the blank during casting operation is shown by arrow 14. The mold tube 10 comprises a first longitudinal section 1 and a second longitudinal section 2, wherein a predetermined position h of the melt level is located in the longitudinal section J1 and is followed by a second longitudinal section 2 in the drawing direction 14. with a thermal insulation layer 16 in the region of the longitudinal section 1.
Obr. lb a lc představují průřezy kokilové trubky 10: obr. lb představuje průřez v rovině I-I na obr. la v oblasti podélného úseku 1 a obr. lc představuje průřez v rovině lili na obr. la v oblasti podélného úseku 1. Jak je zřejmé z obr. la-c, je tepelně izolační vrstva 16 uspořádána na vnější straně 11 trubkového tělesa 15. Tvarovací dutina 20 má například kvadratický průřez se zaoblenými rohy. Tato volba je libovolná. Kokilová trubka podle vynálezu může mít libovolný, při kontinuálním lití v praxi používaný průřez.Giant. 1b and 1c show cross-sections of the ingot mold tube 10: FIG. 1b shows a cross-section in plane II of FIG. 1a in the region of the longitudinal section 1 and FIG. 1a-c, the heat insulating layer 16 is arranged on the outside 11 of the tubular body 15. The forming cavity 20 has, for example, a square cross section with rounded corners. This option is free. The ingot mold tube according to the invention can have any cross-section used in practice in continuous casting.
Obr. 2a a 2b představují podélné řezy podél čáry Ulili na obr. lb popř. lc a představují dvě různá provedení kokilové trubky 10 podle vynálezu, která se liší vytvořením tloušťkového profilu tepelně izolační vrstvy 16 v podélném směru kokilové trubky. V obou případech je tepelně izolační vrstva 16 uložena ve vybrání na vnější straně trubkového tělesa 15. V těchto příkladech je vnější povrch 11 kokilové trubky 10 na okrajích podélného úseku _1 bez stupňovitých přechodů.Giant. 2a and 2b are longitudinal cross-sections along the line 111a in FIG. 1c and represent two different embodiments of the ingot mold tube 10 according to the invention, which differ in forming the thickness profile of the thermal insulation layer 16 in the longitudinal direction of the ingot mold tube. In both cases, the thermal insulation layer 16 is received in a recess on the outside of the tubular body 15. In these examples, the outer surface 11 of the ingot mold tube 10 is at the edges of the longitudinal section 1 without stepped transitions.
79479 (79479a) • ·· · · · · · · · • · *♦· · · · · • · · · · ······ • · · · · · · · · · • · · · · · ♦· · * ··79479 (79479a) · ♦ * * 79 79 79 79 47 79 79 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 ♦ · · ·
Trubkové těleso sestává s výhodou z mědi nebo měděné slitiny. Jako materiály pro konstrukci tepelně izolační vrstvy přicházejí v úvahu s výhodou kovy jako nikl nebo chróm, které se mohou nanášet na trubkové těleso 15 konvenčními metodami, například plátováním nebo elektrochemickými postupy. Pro konstrukci tepelně izolační vrstvy se však mohou použít také jiné materiály, například keramické materiály, za předpokladu, že mají menší tepelnou vodivost než trubkové těleso 15, a že jsou vhodné pokud jde o jejich přilnavost a odolnost proti opotřebení.The tubular body preferably consists of copper or a copper alloy. Suitable materials for the construction of the thermal insulation layer are preferably metals such as nickel or chromium, which can be applied to the tubular body 15 by conventional methods, for example by cladding or electrochemical processes. However, other materials, such as ceramic materials, may also be used to construct the thermal insulation layer, provided that they have less thermal conductivity than the tubular body 15 and are suitable in terms of their adhesion and wear resistance.
Příklad provedení kokilové trubky 10 podle vynálezu znázorněný na obr. 2a je charakteristický tím, že tepelně izolační vrstva 16 má v oblasti mezi polohou h hladiny taveniny a svým na podélný úsek 2 navazujícím okrajem v podstatě konstantní tloušťku, která je na obr. 2a označena d. Při této geometrii by při provozu lití při stejnoměrném chlazení vnějšího povrchu 11 kokilové trubky 10 teplota na vnitřním povrchu kokilové trubky 10 klesala od místa maximální teploty v poloze h hladiny taveniny ve směru 14 odtahování předlitku, zvláště když kůra předlitku, tvořící se v oblasti podélného úseku na vnitřním povrchu 25 kokilové trubky 10, vykazuje tloušťku narůstající ve směru 21 odtahování předlitku, a způsobuje, že tok tepla mezi povrchy 25 a 11 kokilové trubky 10 podél kokilové trubky 10 ubývá podél směru 14 odtahování předlitku.The exemplary embodiment of the ingot mold tube 10 according to the invention shown in FIG. 2a is characterized in that the thermal insulation layer 16 has a substantially constant thickness in the region between the m-level position h and its adjoining longitudinal section 2. In this geometry, during the casting operation with uniform cooling of the outer surface 11 of the ingot mold tube 10, the temperature on the inner surface of the ingot mold tube 10 would decrease from the maximum temperature position at the melt level h in the withdrawal direction 14, especially when the bark formed in the longitudinal region A section 10 on the ingot surface 25 of the ingot mold tube 10 has a thickness increasing in the drawing direction 21, causing the heat flow between the ingot mold surfaces 25 and 11 along the ingot mold tube 10 to decrease along the ingot drawing direction 14.
Prostřednictvím odpovídající změny tloušťky tepelně izolační vrstvy 16 ve směru 14 odtahování předlitku může být teplotní profil ustavující se na vnitřním povrchu 25 kokilové trubky 10 cíleně modifikován pro optimalizaci růstu kůry předlitku. Příklad provedení kokilové trubky 10 podleBy correspondingly varying the thickness of the thermal insulation layer 16 in the blank withdrawal direction 14, the temperature profile established on the inner surface 25 of the ingot mold tube 10 can be specifically modified to optimize the bark growth of the blank. The embodiment of the ingot tube 10 according to FIG
79479 (79479a) φφφφ φ φ* φφφφ ·Φ ··79479 (79479a) φφφφ φ φ * φφφφ · Φ ··
ΦΦΦ φφ φ φ φ · » • φ ΦΦΦ φφφφ φ φφφφ ΦΦΦ··· φφ φ · · φ · φφφφ φφ ΦΦΦ φφ φ · φ · · · vynálezu znázorněný na obr. 2b je charakteristický tím, že tepelně izolační vrstva 16 v oblasti mezi polohou hladiny taveniny a svým okrajem, navazujícím na podélný úsek 2, klínovité narůstá od tloušťky d na tloušťku b. Tloušťky d a b mohou být v poměru k tloušťce dw stěny kokilové trubky 10 zvoleny například tak, že průběh teploty na vnitřní straně 25 kokilové trubky 10 je ve směru 14 odtahování předlitku přibližně konstantní a dosahuje předem určené hodnoty. Detailní průběh teploty přitom koreluje s růstem kůry předlitku na povrchu 25.The invention shown in FIG. 2b is characterized in that the thermal insulation layer 16 in the region of the invention is shown in FIG. 2b. between the melt level and its edge adjoining the longitudinal section 2, the wedge increases from the thickness d to the thickness b. The thicknesses dab can be selected relative to the wall thickness dw of the ingot tube 10, for example is approximately constant in the drawing direction 14 and reaches a predetermined value. The detailed temperature curve correlates with the bark growth on the surface 25.
Trubkové těleso 15 je zpravidla dimenzováno pro použití při teplotě pod maximální kritickou teplotou Tk. Kokilová trubka 10 může být teplotechnicky, za předpokladu chlazení vnějšího povrchu prostřednictvím přivádění chladícího média, dimenzována pro kontinuální lití oceli. Aby teplota na vnitřním povrchu 25 kokilové trubky 10 nepřekročila předem danou kritickou teplotu Tk, měla by tloušťka d tepelně izolační vrstvy 16 v poloze h hladiny taveniny být dimenzována podle vztahu , 4.[ior1+7i-117i] J i T r 1 r η — d) [1-/] afc-rJIl-/]The tubular body 15 is generally designed for use at temperatures below the maximum critical temperature T k. The chill tube 10 can be dimensioned thermally, provided the external surface is cooled by supplying a cooling medium, for continuous steel casting. In order that the temperature on the inner surface 25 of the ingot mold tube 10 does not exceed a predetermined critical temperature T k , the thickness d of the thermal insulation layer 16 at the m-level h should be dimensioned according to the equation 4. [ior 1+ 7i-117i] J i T r 1 r η - d) [1- /] afc-rJIl- /]
MAX (>) kde je λ.^: tepelná vodivost kokilové trubky 10 ve druhém podélném úseku 2;MAX (>) where λ is: the thermal conductivity of the ingot mold tube 10 in the second longitudinal section 2;
f: poměr λ^/λί, kde λι je tepelná vodivost tepelně izolační vrstvy 16;f: ratio λ ^ / λί, where λι is the thermal conductivity of the thermal insulation layer 16;
Tk: kritická teplota;T k : critical temperature;
T3: teplota oceli na vnitřním povrchu 25 kokilové trubky 10;T 3 : the temperature of the steel on the inner surface 25 of the ingot tube 10;
TL: teplota chladícího prostředku;T L : coolant temperature;
a: koeficient přestupu tepla pro přestup meziand: heat transfer coefficient for the transfer between
79479 (79479a)79478 (79478a)
»0 ···· ·· 0« · 0 9 9 9 9»0 ··········« «0 9 9 9 9
0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0
0 000 00 0 • 00 · · 00 · • 0 00 00 00 chladícím prostředkem a tepelně izolační vrstvou 16.0 000 00 0 • 00 · · 00 · • 0 00 00 00 cooling agent and thermal insulation layer 16.
Na obr. 3 je d=dmax podle rovnice (1) graficky znázorněno jako funkce tloušťky dw stěny pro parametry f=4 popř. f=10, přičemž Tk=450 °C, Ts=1480 °C hodnoty charakteristické pro vodní chlazení jsou a=30 000 W/ (m2*K) a Tl=40 °C. Přitom Tk=450 °C je charakteristická empirická hodnota pro měď. Oba parametry f=4 popř. f=10 jsou například charakteristické pro kokilovou trubku 10 s trubkovým tělesem 15 z mědi a s tepelně izolační vrstvou 16 z niklu (f=4) popř. oceli (f=10) . Jak je zřejmé z obr. 3, poměr dmax/dw klesá s rostoucí tloušťkou dw stěny kokilové trubky 10. Čím menší je tloušťka dw kokilové trubky 10, tím větší musí být podíl tloušťky tepelně izolační vrstvy na celkové tloušťce dw kokilové trubky 10, aby se teplota na vnitřní straně 25 kokilové trubky 10 v podélném úseku 1 zvýšila až na kritickou teplotu Tk, v daném příkladě Tk=450 °C. Dále je dmax/dw při dané tloušťce dw stěny tím větší, čím menší je f, tj. čím větší je tepelná vodivost λχ tepelně izolační vrstvy. Podle vynálezu by měla tloušťka dw stěny kokilové trubky 10 být zpravidla přibližně 10 % délky strany průřezu formovací dutiny 20. Jestliže má kokilová trubka 10 pro malé sochory s délkou strany průřez asi 10 cm, bude pro f=4 tloušťkový poměr dmax/dw přibližně 75 %. Pro dmax/dw > 75 % a f<4 se zhotovení kokilové trubky 10 z masivního trubkového tělesa 15 stává problematickým, neboť realizace vybrání na vnější straně 11 trubkového tělesa 15, určeného pro uložení tepelně izolační vrstvy 16, nadměrně zhoršuje mechanickou stabilitu trubkového tělesa 15. Dále, s rostoucím poměrem dmax/d„ rostou náklady při realizaci tepelně izolační vrstvy 16, zejména při způsobu výroby, při kterém se tepelně izolační vrstva 16 vytváří kontinuálním nanášením tenkých vrstev, vhodného materiálu. Pro realizaci tepelně izolační vrstvy 16In Fig. 3, d = d max according to equation (1) is graphically depicted as a function of the wall thickness d w for the parameters f = 4 or 4, respectively. f = 10, where T k = 450 ° C, T s = 1480 ° C the values characteristic of water cooling are a = 30 000 W / (m 2 * K) and T 1 = 40 ° C. T k = 450 ° C is a characteristic empirical value for copper. Both parameters f = 4 resp. f = 10, for example, are characteristic of the ingot mold tube 10 with a tubular body 15 of copper and a thermally insulating layer 16 of nickel (f = 4) or f. steel (f = 10). As can be seen in Fig. 3, the ratio d max / d w decreases with increasing thickness d w of the ingot mold tube 10. The smaller the thickness d w of the ingot mold tube 10, the greater the fraction of the thermal insulation layer must be 10 so that the temperature on the inner side 25 of the ingot mold tube 10 in the longitudinal section 1 is increased up to a critical temperature T k , in the present example T k = 450 ° C. Furthermore, d max / d w at a given wall thickness dw, the greater the f, i.e. the greater the thermal conductivity λχ of the thermal insulation layer. According to the invention, should the thickness d w of the wall of the mold pipe 10 are typically about 10% of the side length of the cross section of the molding cavity 20. When the mold tube 10 has a small billet cross-section with a side length of about 10 cm, will be f = 4 thickness ratio of d max / d w approximately 75%. For d m and x / d w > 75% and f < 4, the construction of the ingot mold tube 10 from the solid tubular body 15 becomes problematic, since realizing the recesses on the outer side 11 of the tubular body 15 to receive the thermal insulation layer 16 Further, with an increasing d max / d ratio, the costs of implementing the thermal insulation layer 16, in particular the production method, in which the thermal insulation layer 16 is formed by continuously applying thin layers of a suitable material, increase. For the realization of the thermal insulation layer 16
79479(79479a) ·* ···· ····79479 (79479a) · * ·········
• · · · · · · • · · · · · * • · ······ ···· · · · · • · · · ·· ·· je proto, vedle podmínky dmax/dw < 75 %, výhodná oblast parametru f>4.Therefore, in addition to the condition d max / d w <75, it is therefore in addition to the condition d max / d w <75 %, preferred region of f> 4.
Obr. 4 znázorňuje pro kokilovou trubku 10 pro případ, že tloušťka tepelně izolační vrstvy 16 ve směru 14 odtahování předlitku narůstá z tloušťky d v poloze hladiny taveniny na tloušťku b podle tloušťkového profilu, který je stanoven tak, že při procesu lití je teplota na vnitřním povrchu 25 podél tloušťkového profilu konstantní, jak se mění poměr b/dw jako funkce tloušťky dw stěny. Z rovnice (1) a obr. 4 mohou být určeny poměry b/dw a d/dw pro případ, že se při procesu lití podél tloušťkového profilu realizuje kritická teplota Tk. Srovnání s obr. 3 poskytuje příslušné hodnoty pro zvláštní případ Tk=450 °C. Průběh křivky znázorněný na obr. 4 není závislý na f.Giant. 4 shows for the ingot mold tube 10 in case the thickness of the thermal insulation layer 16 in the drawing direction 14 increases from the thickness d in the melt level position to the thickness b according to a thickness profile which is determined so that the thickness profile constant as the ratio b / d w changes as a function of the wall thickness d w . From equation (1) and Fig. 4, the ratios b / d w and d / d w can be determined in case the critical temperature T k is realized in the casting process along the thickness profile. The comparison with Fig. 3 gives the corresponding values for the special case T k = 450 ° C. The waveform shown in FIG. 4 is not dependent on f.
Délka kokilové trubky 10 činí zpravidla 80 až 100 cm. Délka podélného úseku 1^ je s výhodou 10-15 cm, přičemž poloha hladiny taveniny se nachází s výhodou v horní čtvrtině podélného úseku 1.The length of the ingot tube 10 is generally 80 to 100 cm. The length of the longitudinal section 1 is preferably 10-15 cm, the position of the melt level preferably being in the upper quarter of the longitudinal section 1.
Ve výše uvedených příkladech provedení je tepelně izolační vrstva 16 vždy uložena ve vybrání trubkového tělesa 15 tak, že vnější povrch 11 kokilové trubky je vytvořen bez stupňovitých přechodů. V rámci vynálezecké myšlenky je také možno od uložení tepelně izolační vrstvy 16 v prohloubení, nebo od vytvoření bez stupňovitých přechodů upustit. Povrchy 11 a 25 kokilové trubky podle vynálezu mohou být také opatřeny povlaky z vhodných materiálů.In the above exemplary embodiments, the heat insulating layer 16 is always embedded in the recess of the tubular body 15 such that the outer surface 11 of the ingot mold tube is formed without stepped transitions. Within the scope of the inventive idea, it is also possible to dispense with the deposition of the thermal insulation layer 16 in the depression or to create without stepped transitions. The chill tube surfaces 11 and 25 of the invention may also be coated with suitable materials.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH229797 | 1997-10-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20001187A3 true CZ20001187A3 (en) | 2001-06-13 |
| CZ289354B6 CZ289354B6 (en) | 2002-01-16 |
Family
ID=4230492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20001187A CZ289354B6 (en) | 1997-10-01 | 1998-09-14 | Mould pipe for a continuous casting mould for the continuous casting of steels, especially peritectic steels |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1019208B1 (en) |
| JP (1) | JP4393698B2 (en) |
| AR (1) | AR015459A1 (en) |
| AT (1) | ATE222150T1 (en) |
| CZ (1) | CZ289354B6 (en) |
| DE (1) | DE59805207D1 (en) |
| ES (1) | ES2182361T3 (en) |
| RU (1) | RU2203158C2 (en) |
| TW (1) | TW483783B (en) |
| WO (1) | WO1999016564A1 (en) |
| ZA (1) | ZA988870B (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19852473C5 (en) * | 1998-11-13 | 2005-10-06 | Sms Demag Ag | Chill plate of a continuous casting plant |
| CN106536085B (en) * | 2014-07-24 | 2019-04-19 | 杰富意钢铁株式会社 | The continuous casing of steel |
| JP6256627B2 (en) * | 2014-10-28 | 2018-01-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Continuous casting mold and steel continuous casting method |
| WO2018074406A1 (en) | 2016-10-19 | 2018-04-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Continuous casting mold and method for continuous casting of steel |
| RU2678556C1 (en) * | 2017-09-18 | 2019-01-29 | Акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" (АО "ПНТЗ") | Mold sleeve for continuous steel casting |
| BR102018010463B1 (en) * | 2018-05-23 | 2021-10-26 | Universidade Federal De Minas Gerais - Ufmg | DEMOLDING SYSTEM FOR CERAMIC PARTS MANUFACTURED BY FREEZE-CASTING |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE758996A (en) * | 1969-11-14 | 1971-04-30 | Kabel Metallwerke Ghh | CONTINUOUS CASTING LINGOTIER FOR CASTING A METAL, IN PARTICULAR STEEL |
| EP0030308A1 (en) * | 1979-11-27 | 1981-06-17 | Concast Holding Ag | Continuous casting mould for pouring steel |
| SU904877A1 (en) * | 1980-01-10 | 1982-02-15 | Институт черной металлургии | Metallic cooler for shaping ingot |
| JPH01170550A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-05 | Nkk Corp | Mold for continuously casting steel |
| JPH01224142A (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Mold for continuous casting |
| JPH026038A (en) * | 1988-06-27 | 1990-01-10 | Nkk Corp | Mold for continuously casting steel |
| DE3909900A1 (en) * | 1989-03-25 | 1990-10-18 | Thyssen Stahl Ag | Continuous casting mould for the casting of steel strip |
-
1998
- 1998-09-14 ES ES98948969T patent/ES2182361T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-14 DE DE59805207T patent/DE59805207D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-14 EP EP98948969A patent/EP1019208B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-14 JP JP2000513688A patent/JP4393698B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-14 RU RU2000110734/02A patent/RU2203158C2/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-14 WO PCT/EP1998/005828 patent/WO1999016564A1/en active IP Right Grant
- 1998-09-14 CZ CZ20001187A patent/CZ289354B6/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-14 AT AT98948969T patent/ATE222150T1/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-25 AR ARP980104803A patent/AR015459A1/en active IP Right Grant
- 1998-09-29 ZA ZA988870A patent/ZA988870B/en unknown
- 1998-09-30 TW TW087116270A patent/TW483783B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4393698B2 (en) | 2010-01-06 |
| EP1019208A1 (en) | 2000-07-19 |
| ZA988870B (en) | 1999-04-01 |
| RU2203158C2 (en) | 2003-04-27 |
| WO1999016564A1 (en) | 1999-04-08 |
| CZ289354B6 (en) | 2002-01-16 |
| JP2001518394A (en) | 2001-10-16 |
| TW483783B (en) | 2002-04-21 |
| AR015459A1 (en) | 2001-05-02 |
| ATE222150T1 (en) | 2002-08-15 |
| ES2182361T3 (en) | 2003-03-01 |
| EP1019208B1 (en) | 2002-08-14 |
| DE59805207D1 (en) | 2002-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2578915C (en) | High speed extrusion | |
| KR20070058968A (en) | Mould for continuous casting metal | |
| JP4659706B2 (en) | Continuous casting mold | |
| US5899259A (en) | Molds for a continuous casting system | |
| CZ20001187A3 (en) | Mould pipe for a continuous casting mould for the continuous casting of steels, especially peritectic steels | |
| US20050115695A1 (en) | Adjustment of heat transfer in continuous casting moulds in particular in the region of the meniscus | |
| AU1322099A (en) | A fluid-cooled chill mould | |
| TWI451921B (en) | Casting mold | |
| CZ2002670A3 (en) | Iron mold for continuous casting billet-like and roughed steel forms | |
| CZ415698A3 (en) | Process for producing cast-iron mould and the cast-iron mould per se | |
| CA1219727A (en) | One-piece, open-ended, water-cooled continuous casting mould and method of making the same | |
| CZ2003518A3 (en) | Chill-mold for metal continuous casting process | |
| MXPA00003038A (en) | Mould pipe for a continuous casting mould for the continuous casting of steels, especially peritectic steels | |
| CN214108719U (en) | Crystallizer with synchronous cooling function | |
| JP2982997B2 (en) | Horizontal continuous casting method and horizontal continuous casting machine for metal tube | |
| RU2678556C1 (en) | Mold sleeve for continuous steel casting | |
| CN202943222U (en) | H-shaped tubular crystallizer | |
| JPH08243688A (en) | Mold for continuous casting | |
| US20060102313A1 (en) | Continuous casting mold for liquid metals, especially for liquid steel | |
| WO2021157083A1 (en) | Continuous casting mold | |
| CA1217314A (en) | Tapered mold liner facing | |
| CN112955263A (en) | Crystallizer and casting method | |
| WO2006000040A1 (en) | Improved casting mould | |
| JP3510470B2 (en) | Immersion nozzle molding method and molding die | |
| JPH0724550A (en) | Pin for hole as cast for casting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130914 |