RU1770049C

RU1770049C - Equipment for metal feed in crystallizer

Info

Publication number: RU1770049C
Application number: SU904845077A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Аникеев; Ольга Ивановна Шапорова; Владимир Петрович Золотов; Петр Иванович Лиманкин
Original assignee: Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения
Priority date: 1990-05-23
Filing date: 1990-05-23
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Использование: при непрерывном литье заготовок. Сущность изобретени : радиус окружности, на которой расположены каналы 2, составл ет 0,6-0,8 радиуса днища , а суммарна площадь сечени каналов 2-05 ...0,15 площади сечени рабочей полости кристаллизатора 8. 2 табл., 2 ил.Usage: for continuous casting. The essence of the invention: the radius of the circle on which the channels 2 are located, is 0.6-0.8 of the radius of the bottom, and the total cross-sectional area of the channels is 2-05 ... 0.15 of the cross-sectional area of the working cavity of the mold 8. 2 tab., 2 silt.

Description

Изобретение относитс к металлургии и предназначено дл подачи металла в кристаллизатор установок непрерывной разливки металлов.The invention relates to metallurgy and is intended to supply metal to the mold of continuous metal casting plants.

Известно устройство дл заливки металла в кристаллизатор, содержащее разливочный ковш и закрепленный под ним приемный стакан с разливочными отверсти ми . В данном устройстве приемный стакан жестко закреплен на ковше, а разливочные отверсти выполнены в виде щелей под углом 10-20° к вертикали с отношением их суммарной площади сечени к площади сечени подвод щего сопла равным 0,7-0,9. Недостатком известного устройства вл етс необходимость точной центровки стакана относительно кристаллизатора, что в услови х разливочного участка весьма затруднительно . Кроме того, это устройство не обладает универсальностью, т.е. оно пригодно дл разливки слитков лишь определенного сечени . При разливке слитков другого сечени необходима замена всего устройства на соответствующее весовой скорости заливки дл слитка данного сечени , что требует времени. Кроме того, узелA device for pouring metal into a mold is known, comprising a casting ladle and a receiving cup fixed under it with casting holes. In this device, the receiving cup is rigidly fixed to the bucket, and the pouring holes are made in the form of slots at an angle of 10-20 ° to the vertical with a ratio of their total cross-sectional area to the cross-sectional area of the inlet nozzle equal to 0.7-0.9. A disadvantage of the known device is the need for accurate alignment of the glass relative to the mold, which is very difficult under the conditions of the casting section. In addition, this device does not have versatility, i.e. it is suitable for casting ingots of only a certain section. When casting ingots of a different cross-section, it is necessary to replace the entire device with an appropriate weight pouring speed for an ingot of a given cross-section, which takes time. In addition, the node

креплени сопла ковшу, работзюа ий в экспериментальных услови х, может быстро выходить из стро . Точно также быстро выйдет из стро сменное нище стакана, причем заменить одно днище не удаетс , т.к. под воздействием металла оно приваритс к корпусу стакана.fixing the nozzle to the bucket, working under experimental conditions, can quickly fail. In the same way, the replaceable beaker of the glass will quickly fail, and it is not possible to replace one bottom, because under the influence of metal, it will weld to the body of the glass.

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл подачи металла в кристаллизатор , выполненный в форме чаши с цилиндрическими разливочными каналами в днище, расположенными равномерно по окружности, при этом оси каналов параллельны оси чаши. Данное устройство позвол ет уменьшить кинематическую энергию струи металла, снизив тем самым высоту циркул ционных потоков в технологической емкости, ускорив процесс кристаллизации слитка, Но в данном устройстве не учитываетс изменение скорости лить металла (площадь сечени разливочных отверстий) и оптимальное расположение окружностей, по которым предусмотрены разливочные отверсти , что может привести к нестабильности процесса лить , снижению качества слитка.Closest to the invention is a device for supplying metal to a mold made in the form of a bowl with cylindrical casting channels in the bottom, arranged uniformly around the circumference, with the axis of the channels parallel to the axis of the bowl. This device allows you to reduce the kinematic energy of the metal stream, thereby reducing the height of the circulation flows in the process vessel, accelerating the crystallization of the ingot. But this device does not take into account the change in the speed of casting metal (the cross-sectional area of the casting holes) and the optimal arrangement of the circles along which casting holes, which can lead to instability of the pouring process, reducing the quality of the ingot.

ЧH

VJVj

О ОOh Oh

юYu

Цель изобретени - повышение качества слитка путем повышени стабильности процесса лить .The purpose of the invention is to improve the quality of the ingot by increasing the stability of the casting process.

Поставленна цель достигаетс тем, что о устройстве дл подачи металла в кристал- лизатор, выполненном в форме чаши с цилиндрическими разливочными каналами в днище, расположенными равномерно по окружности , при этом оси каналов параллельны оси чаши, радиус окружности составл ет 0,6-0.8 радиуса днища, а суммарна площадь сечени каналов - 0,05-0,15 площади сечени рабочей полости кристаллизатора.The goal is achieved in that the device for feeding metal into the mold, made in the form of a bowl with cylindrical casting channels in the bottom, arranged uniformly around the circumference, with the axis of the channels parallel to the axis of the bowl, the radius of the circle is 0.6-0.8 radius bottoms, and the total cross-sectional area of the channels is 0.05-0.15 of the cross-sectional area of the working cavity of the mold.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор МПНЛЗ с установленным над ним ковшом и устройством дл заливки металла в кристаллизатор; на фиг.2 - поперечный разрез по стакану устройства дл заливки металла в кристаллизатор.In FIG. 1 shows an MPNLZ crystallizer with a bucket mounted above it and a device for pouring metal into the mold; Fig. 2 is a transverse section through a glass of a device for pouring metal into a mold.

Устройство дл заливки металла в кри- сталлизатор содержит чашу 1 с разливочными отверсти ми 2, выполненными в днище, бандаж 3, по периметру которого закреплены опоры переменной длины 4, асбестовое уплотнение 5, размещенное под разливом- ным ковшом 6, в котором установлен стопор 7, а также водоохлаждаемый кристаллизатор 8 и выпускное отверстие 9 в разливочном ковше 6.A device for pouring metal into the crystallizer contains a bowl 1 with casting holes 2 made in the bottom, a band 3, around the perimeter of which fixed supports of variable length 4 are mounted, an asbestos seal 5 placed under the spill bucket 6, in which the stopper 7 is installed as well as a water-cooled mold 8 and an outlet 9 in the casting bucket 6.

Устройство дл заливки металла в кри- сталлизатор работает следующим образом.A device for pouring metal into a crystallizer operates as follows.

При подн тии стопора 7 металл, наход щийс а разливочном ковше 6. через выпускное отверстие 9 попадает в чашу 1 устройства дл заливки металла в кристал- лизатор, состыкованного с разливочным ковшом б через асбестовое уплотнение 5 и установленного над кристаллизатором 8 на опорах переменной длины 4. Из чаши 1 металл через разливочные отверсти 2 истека- ет в кристаллизатор.When the stopper 7 is raised, the metal located in the pouring ladle 6. through the outlet 9 enters the bowl 1 of the device for pouring metal into the mold, joined to the casting ladle b through the asbestos seal 5 and mounted above the mold 8 on supports of variable length 4 From the bowl 1, the metal flows through the pouring holes 2 into the mold.

При этом скорость истечени металла по сравнению с вышеописанными устройствами резко понижена, глубина струи металла также, что приводит к улучшению качества непрерывнолитого слитка. Чаша устройства при изменении сечени отливаемого слитка легко замен етс на необходимую .In this case, the metal flow rate is sharply reduced compared to the above-described devices, the depth of the metal stream is also, which leads to an improvement in the quality of continuously cast ingot. When changing the cross section of the cast ingot, the bowl of the device is easily replaced by the required one.

На опытном заводе НИИПТмаш были проведены испытани устройства дл заливки металла в кристаллизатор. Стакан устройства дл подвода металла в кристаллизатор с разливочными отверсти ми в днище (рисунок) выполнен в форме чаши от огнеупорного материала на основе плавленного кварца с толщиной стенок 25мм и днище 30 мм. Высота устройства (чаши) составл ла 220-250 мм, а ее внутренний диаметр у верхнего торца и у днища соответственно 250 и 230 мм. Диаметр разливочных отверстий в днище устройства составл л 12-14 мм. Такие отверсти в производственных услови х не зарастают при разливке до трех тонн металла. Длина опор выбиралась из расчета, чтобы рассто ние от днища устройства до верхнего торца кристаллизатора было не более 50 мм с целью снижени вовлечени воздуха заливаемой струей металла, исключение тем самым вторичного окислени и безнапорного ввода металла в кристаллизатор.At the NIIPTmash pilot plant, tests were carried out on a device for pouring metal into a mold. The glass of the device for supplying metal into the mold with casting holes in the bottom (figure) is made in the form of a bowl of refractory material based on fused silica with a wall thickness of 25 mm and a bottom of 30 mm. The height of the device (bowl) was 220-250 mm, and its inner diameter at the upper end and at the bottom, respectively, 250 and 230 mm. The diameter of the casting holes in the bottom of the device was 12-14 mm. Under production conditions, such openings do not overgrow when casting up to three tons of metal. The length of the supports was selected so that the distance from the bottom of the device to the upper end of the mold was no more than 50 mm in order to reduce air entrainment by a poured metal stream, thereby eliminating secondary oxidation and pressureless entry of metal into the mold.

Количество разливочных отверстий в днище устройства, их суммарна площадь при разливке выбирались экспериментальным путем. Усредненные данные по суммарной площади отверстий приведены в табл.1.The number of casting holes in the bottom of the device, their total area during casting, was chosen experimentally. Averaged data on the total area of the holes are given in table 1.

Устредненные данные по рассто нию отверстий от центра стакана приведены в табл.2. Суммарна площадь сечени отверстий прин та оптимальной 5236 мм .The averaged data on the distance of the holes from the center of the glass are given in Table 2. The total cross-sectional area of the holes was adopted optimal 5236 mm.

Анализ данных табл.1 и табл.2 показал, что при суммарной площади отверстий менее 0,05 площади сечени кристаллизатора и более 0,15, истечение металла из стакана нестабильно (варианты 1,5 из табл.1).An analysis of the data in Table 1 and Table 2 showed that when the total hole area is less than 0.05 of the cross-sectional area of the mold and more than 0.15, the outflow of metal from the cup is unstable (options 1.5 from table 1).

При увеличении суммарной площади отверстий , т.е. при увеличении их количества и уменьшени рассто ний между ними наблюдаетс эрози днища в области разливочных отверстий. Имеет значение также и рассто ние разливочных отверстий от центра стакана. При равномерном расположении отверстий в центре днища стакана менее 0,6 радиуса днища и при превышении этого рассто ни более 0,8 радиуса днища, равномерность и стабильность ввода металла в кристаллизатор по его периметру не достигаетс ,With an increase in the total area of the holes, i.e. with an increase in their number and a decrease in the distance between them, erosion of the bottom is observed in the area of the casting holes. The distance of the casting holes from the center of the cup is also significant. With a uniform arrangement of the holes in the center of the bottom of the cup less than 0.6 of the radius of the bottom and when this distance is exceeded more than 0.8 radius of the bottom, the uniformity and stability of the introduction of metal into the mold along its perimeter is not achieved.

Стабильную работоспособность показали устройства, разливочные отверсти , в которых расположены равномерно по площади днища, причем суммарна площадь сечени отверстий равна 0,05-0,15 площади сечени кристаллизатора . Применение данных устройств при прочих одинаковых серийной разливкой параметрах, позволило получить слитки правильной конфигурации (степень искажени профил не превышает 0,7%), что свидетельствует о равномерности роста корочки слитка,Stable performance was shown by devices, casting holes, in which they are located uniformly over the bottom area, with the total cross-sectional area of the holes being 0.05-0.15 of the cross-sectional area of the mold. The use of these devices, with other parameters identical to the serial casting, made it possible to obtain ingots of the correct configuration (the degree of profile distortion does not exceed 0.7%), which indicates the uniform growth of the ingot crust,

Уровень металла в устройствах не превышал 100 мм, нарушение сплошности и зат гивани разливочных отверстий не отмечалось , Металлографический анализ отлитых слитков, приведенный при увеличении 100 не вы вил в металле запутавшиес крупные шлаковые исключени размером более 40 МКМ. Плотность металлаThe metal level in the devices did not exceed 100 mm, there was no violation of the continuity and tightening of the casting holes. The metallographic analysis of cast ingots, given at a magnification of 100, did not reveal tangled large slag exceptions larger than 40 MKM in the metal. Metal density

в осевой зоне несколько выше, чем в слитках, отлитых по серийной технологии , количество наружных трещин снизилось .in the axial zone is slightly higher than in ingots cast using serial technology, the number of external cracks decreased.

Таким образам очевидно, что указанна в формуле изобретени совокупность существенных признаков обеспечивает получение положительного эффекта, вл ющеес целью изобретени , т.е. расшир ютс технологические возможности устройства и за счет уменьшени перегрева металла (температура в чаше снижаетс на 2-5°) улучшаетс качество слитка.It is thus evident that the combination of essential features indicated in the claims provides a beneficial effect, which is the object of the invention, i.e. the technological capabilities of the device are expanded and, due to the reduction of metal overheating (the temperature in the bowl decreases by 2-5 °), the quality of the ingot is improved.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for feeding metal to a mold made in the form of a bowl with cylindrical casting channels

in the bottom, arranged uniformly around the circumference, with the axis of the channels parallel to the axis of the bowl, characterized in that, in order to improve the quality of the ingot by increasing the stability of the process

casting, the radius of the circle is 0.6--0.8 of the radius of the bottom, and the total cross-sectional area of the channels is 0.05-0.15 of the cross-sectional area of the working cavity of the mold.

The distance from the center of the glass to the center of the holes, mm

The results of visual examination of the glass at work and

at the end of the casting

fifty

70 85 95 105

The metal seethes at the outlet, spraying on the walls of the mold. On the bottom in the area of the casting holes, observing a geo-erosion.

The outflow of metal is stable, non-pressure The outflow of metal is stable, non-pressure The outflow of metal is stable, non-pressure The metal is splashed onto the machines, the glasses grow over the pouring process, which leads to the overflow of the glass with metal

Table 1

table 2

1770049