FI71244C

FI71244C - REQUIREMENTS FOR THE REPAIR OF THE SLIDES AND SYNERGIES OF CROEKTA STRAENGGJUTNINGSKOKILLER

Info

Publication number: FI71244C
Application number: FI842580A
Authority: FI
Inventors: Alpo Aatos Maekelaeinen; Yrjoe Toivo Juhani Leppaenen
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1984-06-27
Publication date: 1986-12-19
Also published as: FI71244B; FI842580A; FI842580A0

Description

7124471244

MENETELMÄ JA LAITE KULUNEIDEN, ERIKOISESTI KAAREVIEN TANKOVALUKOKILLIEN KORJAAMISEKSIMETHOD AND APPARATUS FOR REPAIRING WEARED, ESPECIALLY CURVED BAR CASTINGS

FÖRFARANDE OCR ANORDNING FÖR REPARERING AV SLITNA, 1 SYNNERHET KRÖKTA STRÄNGGJUTNINGSKOKILLEROVER ANCHORMENT FOR REPAIRING AV SLITNA, 1 SYNNERHET KRÖKTA STRÄNGGJUTNINGSKOKILLER

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja laite erikoisesti teräksen ja raudan jatkuvavalussa käytettävien poikkileikkaukseltaan kulmikkaista, sopivimman nelikulmaisista tai kahdeksankulmaisista metalliputkista, esim. kupari- tai 5 kupariseosputkista muodostuvien kokillien etenkin ympyrän-kaarikokillien korjaamiseksi.The present invention relates to a method and apparatus for repairing molds, in particular circular-arc molds, which are used in particular for the continuous casting of steel and iron and are used in the continuous casting of steel, preferably square or octagonal metal pipes, e.g. copper or copper alloy pipes.

Metallien jatkuvavalussa, etenkin teräksen jatkuvavalussa käytetään suoria tai kaarevia kokilleja, jotka yleisesti on valmistettu kuparista tai kupariseoksesta. Pienimmille 10 teelmäaihioille käytetään yleisesti kokillia, joka on valmistettu putkesta. Käytössä kokilli joutuu sulan ja jähmettyvän teräksen korkean lämpötilan aiheuttamille rasituksille alttiiksi. Mekaanisille rasituksille alttiiksi kokilli joutuu jähmettyneen pinnan liukuessa pitkin kokillin seinämää 15 sekä sen tiivistämisvaiheessa. Kokillien sisäpinnassa käytössä tulleet virheellisyydet ovat esim. naarmuja ja pullistumia. Kun kuluminen on jatkunut niin pitkälle, että teräksen valussa esiintyy erilaisia kokillista aiheutuvia vaikeuksia tai teelmän pintavikoja sallittua enemmän, on kokilli 20 joko hylättävä tai korjattava.In the continuous casting of metals, especially in the continuous casting of steel, straight or curved molds are used, which are generally made of copper or a copper alloy. For the smallest 10 tea blanks, a mold made of a tube is commonly used. In use, the mold is exposed to the stresses caused by the high temperature of molten and solidifying steel. The mold is exposed to mechanical stresses as the solidified surface slides along the mold wall 15 and during its sealing step. Defects in the inner surface of the molds are, for example, scratches and bulges. Once the wear has continued to such an extent that there are various mold casting difficulties or more surface defects in the casting than allowed, the mold 20 must either be discarded or repaired.

Kokilleja korjataan erilaisin tunnetuin menetelmin, joita ovat esim. takominen, pinnan käsityökaluin tapahtuva parantaminen, korjaushitsausmenetelmät ja tavanomainen työstökoneen käyttö. Näillä menetelmillä kokilleja voidaan korja-25 ta, mutta yleisenä seurauksena on kokillien mittatarkkuuden heikentyminen.The molds are repaired by various known methods, such as forging, surface improvement with hand tools, repair welding methods and conventional use of a machine tool. With these methods, molds can be corrected, but the general consequence is a reduction in the dimensional accuracy of the molds.

Tunnettuja ovat myös mm. DE-AS 2533528 mukainen räjähdysmuo-vauksen käyttö kokillin korjaukseen, menetelmä, joka toistaiseksi on saanut melko vähän käyttöä. Sen heikkoutena voidaan 71244 2 pitää sitä, että naarmuuntuneet pinnat ovat yleensä oksidoi-tuneet ja räjähdysmuovauksessa pinnan karheuden aiheuttamat jäljet tasaantuvat ja painuvat osittain kasaan, mutta näiden väliin jää oksidikerros, joka vaikeuttaa kokillin kromausta.Also known are e.g. Use of explosive drilling for molding according to DE-AS 2533528, a method which has so far received relatively little use. Its weakness can be considered to be that the scratched surfaces are generally oxidized and in blast molding the traces caused by the surface roughness level off and partially collapse, but an oxide layer is left between them, which makes it difficult for the mold to chromium.

5 Räjähdysmuovausta käyttää hyväkseen myös mm. EP 0 023 024 mukainen menetelmä, jolla on osittain pyritty parantamaan edellä mainitun menetelmän heikkouksia ja erityisesti kokillin kartion korjausta, mutta tämän menetelmän mukainen kokillin kääntösysteemi aiheuttaa sen, että kokilliputkissa 10 esiintyvä kiilaura tulee virheelliseen (väärään) päähän ja on tavalla tai toisella poistettava sekä uudet urat koneistettava.5 Explosion molding is also used e.g. EP 0 023 024, which has partly sought to remedy the weaknesses of the above method and in particular the correction of the mold cone, but the mold turning system according to this method causes the wedge groove in the mold tubes 10 to reach the wrong end and in one way or another to be removed. grooves machined.

Esillä olevalla keksinnöllä voitetaan vaikeudet, joita e-siintyy varsinkin suoritettaessa uudelleen kokillin pinta-15 käsittelyä esim. kromaamalla. Keksinnön tunnusomaiset piirteet on kuvattu oheisissa vaatimuksissa.The present invention overcomes the difficulties encountered, in particular, in re-treating the surface of the mold, e.g. by chromium plating. The characteristic features of the invention are described in the appended claims.

Keksinnön mukaisella menetelmällä kokilli korjataan vaiheittain ja saadaan vastaamaan alkuperäistä mitoitusta. Keksinnön mukaisella laitteella palautetaan ensin kokillin 20 ulkopinnan mahdolliset painaumat ja pullistumat alkuperäiseen tasoon puristamalla kokilli vähintään kahdesta osasta muodostuvaan muottiin. Tämän jälkeen kokillin sijaitessa edelleen muotissa suoritetaan kokillin sisäpuolinen kaavin-veto niin monella lastuamiskerralla, että saavutetaan kokil-25 Iin puhdas metallipinta. Kaavinveto suoritetaan laitteella, jossa kaavinterää pitävä teränvarsi liikkuu pitkin liikerataa, joka vastaa kokillin keskiviivan kaarevuutta. Seuraa-vana vaiheena suoritetaan kaavinvedolla poistetun ainesmää-rän kasvattaminen sopivalla elektrolyyttisellä menetelmällä 30 tai plasmaruiskutuksella menetelmään hyvin sopivia aineita kuten kuparia tai kupariseoksia käyttäen. Kuparin seosaineina voidaan käyttää yhtä tai useampaa seuraavista metalleista: Ni, Ag, Ai, Si, Sn, Be, Zr, Si ja Cr. Muina seoksina voidaan 3 71244 käyttää Ni- tai Ni-Co-seoksia. Viimeisenä vaiheena menetelmässä on putken sisäpuolelle kasvatetun pinnan kalibrointi-veto keksinnön mukaisella laitteella.With the method according to the invention, the mold is repaired in stages and made to correspond to the original dimensioning. With the device according to the invention, any depressions and bulges of the outer surface of the mold 20 are first restored to the original plane by pressing the mold into a mold consisting of at least two parts. Thereafter, while the die is still in the mold, the scraper is drawn inside the die with so many cuts as to achieve a clean metal surface for the die. Scraper drawing is performed by a device in which the blade arm holding the scraper blade moves along a trajectory corresponding to the curvature of the center line of the die. The next step is to increase the amount of material removed by scraper drawing by a suitable electrolytic method or by plasma spraying using materials well suited to the method, such as copper or copper alloys. One or more of the following metals may be used as copper alloys: Ni, Ag, Al, Si, Sn, Be, Zr, Si and Cr. As other mixtures, 3,71244 Ni or Ni-Co mixtures can be used. The last step in the method is the calibration drawing of the surface grown inside the tube with the device according to the invention.

Keksinnön mukaisella tavalla on mahdollista korjata kokille-5 ja siten, että niillä korjauksen jälkeen on hyvä pinnanlaatu ja mittapysyvyys.In the manner according to the invention, it is possible to repair the cook-5 and in such a way that, after the repair, they have good surface quality and dimensional stability.

Keksinnön mukaista laitetta käytetään sekä kaavinvedossa että kalibrointivedossa, ja laitteen toimintaperiaatetta kuvataan seuraavien piirustusten avulla, joissa 10 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta yksinkertaistettuna sivukuvantona, kuvio 2 esittää samaa laitetta päätykuvantona, kuvio 3 on poikkileikkauskuvanto muotin kohdasta, ja kuvio 4 on kaaviollinen kuva päältäpäin katsottuna erääs-15 tä toisesta keksinnön mukaisen laitteen toteutuksesta.The device according to the invention is used for both scraping and calibration drawing, and the principle of operation of the device is illustrated by the following drawings, in which Figure 1 shows a simplified side view, Figure 2 shows the same device in an end view, Figure 3 is a cross-sectional another embodiment of the device according to the invention.

Kuviosta 1 ja 2 nähdään, että keksinnön mukaisen laitteen olennaisen osan muodostaa vähintään kahdesta osasta 1 ja 2 muodostuva muotin runko, jonka sisään on sijoitettu varsinainen muotti, joka myös mudostuu vähintään kahdesta osasta 20 3 ja 4. Muotin 3,4 mitoitus vastaa poikkileikkaukseltaan alkuperäisen kokilliputken ulkomittoja sekä pituusleikkaukseltaan jatkuvavalukoneen valusäteen ja kokillin edellyttämää mitoitusta. Muotti ja muotin runko ovat liikuteltavissa sinänsä tunnetuilla mekaanisilla, pneumaattisilla, hyd-25 raulisilla tai vastaavilla voimalaitteilla 5. Kuvion esittämässä tapauksessa muotin alapuolisko 4 ja muotin rungon alaosa 2 ovat kiinteitä ja kiinnitetty pöytään 6, joka on kiinnitetty koneen runkoon 7. Pöytään 6 on kiinnitetty voimalaitteen tukirakenteet 8 sekä muotin rungon 1 ja muotin 30 yläosan 3 liikkeen ohjausjohteet 9.It can be seen from Figures 1 and 2 that an essential part of the device according to the invention is formed by a mold body consisting of at least two parts 1 and 2, inside which an actual mold is placed, which also consists of at least two parts 20 3 and 4. The dimension 3,4 of the mold corresponds to the original cross-section. external dimensions and the dimensions required by the casting radius and mold of the continuous casting machine. The mold and the mold body can be moved by mechanical, pneumatic, hydraulic or similar power devices 5 known per se. the support structures 8 of the power plant and the movement control guides 9 of the mold body 1 and the upper part 3 of the mold 30.

Kokillin korjauksen ensimmäisenä vaiheena suoritetaan muotin osat 3,4 yhteenpuristamalla kokillin pinnan virheiden (painumat, pullistumat) korjaaminen alkuperäiseen muotoon ja tasoon.As a first step in the molding of the mold, the mold parts 3,4 are compressed by correcting the mold surface defects (depressions, bulges) to the original shape and plane.

7124471244

Kuviosta 3 nähdään tarkemmin muotin osat 3 ja 4 sekä niiden sisällä sijaitseva kokilli 10. Korjauksen toisena vaiheena suoritetaan kokillin vaurioituneen sisäpinnan poisto vetämällä kokillin läpi yksi tai useampi kaavinterä 11, joka 5 poistaa ainetta lastuamalla. Teränvartena käytetään tuurnan-vartta 12. Kaavinvedon jälkeen suoritetaan poistetun aines-määrän kasvattaminen kokillin sisäpinnalle. Kun riittävä ainespaksuus on saatu, tuodaan kokilli 10 takaisin muottiin 3,4 ja suoritetaan kalibrointiveto. Kalibrointiveto tapah-10 tuu aivan samoin kuin kaavinvetokin kokillin 10 ollessa muotissa, mutta kaavinterän 11 tilalla käytetään vetotuurnaa, jonka ulkomitta vastaa alkuperäisen kokillin sisämittoja ja jonka liikerata on kokillin kaarevaa keskiviivaa vastaava.Figure 3 shows in more detail the mold parts 3 and 4 and the mold 10 inside them. As a second step of the repair, the damaged inner surface of the mold is removed by drawing one or more scraper blades 11 through the mold, which 5 removes the material by cutting. The mandrel shank 12 is used as the blade shaft. After scraping, the amount of material removed is increased on the inner surface of the mold. Once sufficient material thickness has been obtained, the mold 10 is returned to the mold 3,4 and a calibration draw is performed. The calibration traction takes place in exactly the same way as the scraper drawer when the mold 10 is in the mold, but instead of a scraper blade 11 a draw mandrel is used, the outer dimension of which corresponds to the inner dimensions of the original mold and whose trajectory corresponds to the curved centerline of the mold.

Kalibrointivedon tarkoituksena on saada elektrolyyttisesti 15 tai plasmaruiskutuksella kasvatettu pinta alkuperäisen kokillin sisämittaan.The purpose of the calibration traction is to bring the surface electrolytically or by plasma spraying into the inner dimension of the original mold.

Kuten kuviosta 1 nähdään, sekä kaavinterän 11 että vetotuur-nan ja niiden tuurnanvarren 12 vetoliike saadaan aikaan tunnetulla voimalaitteella esim. hydraulisylinterillä 13, 20 jonka männänvarren päähän 14 on liitetty vetovaunu 15, joka kulkee pitkin kaarenmuotoista ohjauskiskoa 16. Keksinnölle tunnusomainen kaareva liike on tässä tapauksessa saatu aikaan kaarenmuotoisilla ohjauspinnoilla, jotka ovat vaihdettavia ja voidaan valmistaa eri kokillien kaarevuussäteille. Oh-25 jauskiskojen 16 tukikehto 17 on asetettavissa sopivaan kulmaan korkeus- ja kulmaohjäimien 18 ja 19 avulla.As can be seen in Figure 1, the traction of both the scraper blade 11 and the traction mandrel and their mandrel arm 12 is effected by a known power device, e.g. a hydraulic cylinder 13, 20 to the piston rod end 14 of which a traction car 15 is connected. provided by arcuate guide surfaces that are interchangeable and can be fabricated for different radii of curvature. The support cradle 17 of the Oh-25 busbars 16 can be set at a suitable angle by means of the height and angle guides 18 and 19.

Kuviossa 1 ohjauskiskot 16 runkorakenteineen 17 on sijoitettu kaavinterän/tuurnan ja tuurnanvarren alapuolelle, mutta on selvää, että ne voidaan sijoittaa myös yläpuolelle. Näissä 30 tapauksissa tuurnan/kaavinterän ja tuurnanvarren liike tapahtuu lähinnä pystytasossa.In Fig. 1, the guide rails 16 with their frame structures 17 are placed below the scraper blade / mandrel and the mandrel arm, but it is clear that they can also be placed above. In these 30 cases, the movement of the mandrel / scraper blade and the mandrel arm takes place mainly in a vertical plane.

Kuviossa 4 on esitetty toinen keksinnön toteutusmuoto. Keksinnön mukainen laite voidaan toteuttaa myös siten, että 71244 kokilliputkiaihion sisällä olevan tuurna vetovaiheen liikerata sijaitsee vaakatasossa. Muotti 3,4 runkoineen 1,2 on kiinnitetty pöytään 6, joka on siirrettävissä laitteen pyö-rähdyskeskipisteen 20 suhteen kokillin käyristyssäteen edel-5 lyttämään asemaan. Tuurnanvarsi on tässä tapauksessa kaksiosainen 12, 12' ja on tukiensa 21 välityksellä liikuteltavissa pitkin runkoa 22, 22' samoin kokillin kaarevuussäteen osoittamaan asemaan. Varsinainen vetotyövaihe suoritetaan rungon 22, 22' osittaisella pyörähdysliikkeellä keskipisteensä 20 ympäri.Figure 4 shows another embodiment of the invention. The device according to the invention can also be implemented in such a way that the trajectory of the mandrel drawing stage inside the mold tube blank 71244 is located in a horizontal plane. The mold 3,4 with its body 1,2 is fixed to a table 6, which is movable with respect to the center of rotation 20 of the device to the position required by the radius of curvature of the mold. In this case, the mandrel arm is in two parts 12, 12 'and is movable along its body 21, 22' by means of its supports 21, as well as to the position indicated by the radius of curvature of the mold. The actual traction step is performed by a partial rotational movement of the body 22, 22 'around its center 20.

Claims

A method for repairing molds made of copper and copper alloy tubes, in particular circular arc molds for continuous casting of steel, characterized in that the defects on the outer surface of the mold to be repaired are corrected by pressing the mold into a note corresponding to the outer dimension and curvature of the original mold; the inner surface of the mold in the mold is cleaned by removing the damaged surface layer by passing through the mold at least one scraper blade removing the material to be cut, the path of movement of which corresponds to the curved center line of the mold; a new surface layer of metal or alloy is grown on the inner surface of the mold; the surface of the mold is calibrated to the original dimensions of the mold while the mold is in the mold by drawing a mandrel through the mold whose outer dimension corresponds to the internal dimensions of the original mold and whose trajectory corresponds to the curved center line of the mold.

Method according to Claim 1, characterized in that a new surface layer is grown electrolytically on the inner surface of the mold.

Method according to Claim 1, characterized in that a new surface layer on the inner surface of the mold is obtained by plasma spraying.

Method according to Claim 1, characterized in that the new surface layer of the inner surface of the mold is a copper alloy in which one or more of the metals Ni, Ag, Al, Sn, Be, Zr, Si and Cr is used as the alloying element.

A method according to claim 1, characterized in that the new surface layer of the inner surface of the mold is nickel or a nickel alloy.

A method according to claim 1, characterized in that the new surface layer of the inner surface of the mold is a nickel-cobalt alloy.

6 71244

Method according to Claim 1, characterized in that the radius of the circular path of movement of the doctor blade and the mandrel is variable. 7 71244

Device for repairing molds made of copper or copper alloy pipes, in particular circular arc molds for continuous casting of steel, characterized in that the device consists of a mold with frames (1,2) formed by at least two parts (3,4) to be pressed around the mold 11 (10) to be repaired, of which at least one part of the mold and part of the mold body are adapted to move along the guide guides (9) by means of power devices (5) known per se, and a mandrel arm (12) adapted to perform a circular movement inside the mold (10).

Device according to Claim 8, characterized in that a scraper blade (11) is attached to the end of the mandrel arm (12) on the side of the cooks (10) when the scraper is pulled.

Device according to Claim 8, characterized in that a mandrel whose outer dimensions correspond to the internal dimensions of the original mold is attached to the mold-side end of the mandrel arm (12) when performing a calibration traction.

Device according to Claim 8, characterized in that the circular movement of the mandrel arm (12) is effected by causing the traction carriage (15) of the power unit (13) connected to one end of the mandrel arm (12) to run along the arcuate guide rail 06).

Device according to Claim 11, characterized in that the guide rails (16) are replaceable.

Device according to Claim 8, characterized in that the circular movement of the traction mandrel (11) is effected by causing the body (22, 22 ') to which the two-part mandrel arm (12, 12') is fastened by means of supports (21) to make a partial horizontal rotational movement. around its center.

Device according to Claim 8, characterized in that the mold parts (3, 4) in the mold body (1, 2) are replaceable. 8 71 244

Device according to Claim 8, characterized in that the mold (3, 4) and the mold body (1, 2) which are fastened to the table (6) are radially displaceable in each case according to the radius of curvature required in the mold.