RU2015820C1

RU2015820C1 - Combined crystallizer for continuous ingot casting

Info

Publication number: RU2015820C1
Authority: RU
Inventors: Ю.Н. Борисов; С.С. Бродский; Л.М. Учитель; М.И. Пикус; Ю.П. Бойко; А.Л. Угодников
Original assignee: Днепровский металлургический комбинат им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1992-06-23
Filing date: 1992-06-23
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: combined crystallizer for continuous ingot casting has cooling working walls, butts of which are joined with each other and form in the corner zones a crystallizer of transitional sections. The crystallizer has the following design features: upper and lower parts of corner zones have spacers, mounted perpendicularly to its opposite wall. Thickness of the spacers changes in direction to metal exit from crystallizer. Length of spacers, mounted from sides of upper and lower parts of the crystallizer is determined by formula l = /0,1-0,2/ · L, mm with l - length of spacer, mm and L - length of crystallizer, mm. All working walls of the crystallizer are equidistant from each other. EFFECT: combined crystallizer is used for continuous ingot casting. 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному литью заготовок. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting.

Известен кристаллизатор для непрерывного литья заготовок, содержащий состыкованные между собой охлаждаемые рабочие стенки, в стыках которых установлены пластины. (авт. св. СССР N 1447546, кл. В 22 D 11/04, 1988). A known mold for continuous casting of workpieces, containing cooled working walls joined together, at the joints of which plates are installed. (ed. St. USSR N 1447546, class B 22 D 11/04, 1988).

Недостатком этого кристаллизатора является низкая стойкость стенок. Это объясняется наличием в месте их стыка пластин, расположенных в рабочей полости кристаллизатора. Вследствие проникновения жидкого металла в зазор между охлаждаемыми рабочими стенками и пластинами происходит зависание оболочки слитка в процессе его вытягивания из кристаллизатора, что вызывает образование дефектов на рабочих стенках кристаллизатора и поверхности слитка, а также приводит к нарушению нормального процесса литья. Кроме этого, конструкция известного кристаллизатора не предусматривает в угловых зонах состыковки рабочих стен кристаллизатора переходных участков, обеспечивающих силового замыкания рабочих стен, что приводит к деформации их во внутрь рабочей полости кристаллизатора. The disadvantage of this mold is the low resistance of the walls. This is explained by the presence at the junction of the plates located in the working cavity of the mold. Due to the penetration of liquid metal into the gap between the cooled working walls and plates, the ingot shell hangs during its pulling out of the mold, which causes the formation of defects on the working walls of the mold and the surface of the ingot, and also leads to a violation of the normal casting process. In addition, the design of the known mold does not provide in the corner zones of the joining of the working walls of the mold transitional sections that provide power closure of the working walls, which leads to their deformation inside the working cavity of the mold.

Известен также кристаллизатор для формирования слитка, содержащий охлаждаемые рабочие стенки с выступами (ребрами), которые состыкованы между собой с образованием в угловых зонах кристаллизатора переходных участков, сочленяющих рабочие стенки по поверхности одной грани выступа, а другая грань выступа образует рабочую поверхность кристаллизатора (авт. св. СССР N 923727, кл. В 22 D 11/04, 1982). A mold is also known for forming an ingot, which contains cooled working walls with protrusions (ribs) that are joined together to form transition sections in the corner zones of the mold that articulate the working walls on the surface of one face of the protrusion, and the other face of the protrusion forms the working surface of the mold (ed. St. USSR N 923727, class B 22 D 11/04, 1982).

Недостатком этого кристаллизатора является низкая стойкость выступов (ребер) на рабочих поверхностях, так как первые порции жидкого металла, попавшие в зазор, нарушают теплоотвод от выступов, кристаллизуются в зазоре и при вытягивании слитка из кристаллизатора разрушают его рабочие стенки. The disadvantage of this mold is the low resistance of the protrusions (ribs) on the working surfaces, since the first portions of the molten metal falling into the gap violate the heat removal from the protrusions, crystallize in the gap and, when the ingot is pulled out of the mold, destroy its working walls.

Кроме того, известный кристаллизатор сложен в изготовлении особенно в конусном исполнении и ремонте поскольку необходимо обеспечить точную стыковку двух выступов, имеющихся на каждой рабочей стенке. После ремонта (строжки рабочих стен) восстановить прежние размеры полости данного кристаллизатора невозможно. Это приводит к необходимости (после очередного ремонта рабочих стен) отливать заготовки с измененными, по отношению к первоначальным размерам, что требует дополнительных затрат времени на корректировку технологии разливки и прокатки готовых изделий или необходимо устанавливать в период состыковки стен пластины определенной толщины, что вызывает отмеченные выше недостатки. In addition, the known mold is difficult to manufacture especially in the conical design and repair since it is necessary to ensure the exact joining of the two protrusions on each working wall. After repair (gouging of working walls), it is impossible to restore the previous cavity dimensions of this mold. This leads to the need (after the next repair of the working walls) to cast billets with a change in relation to the initial dimensions, which requires additional time to adjust the technology of casting and rolling of finished products or it is necessary to install plates of a certain thickness during the jointing of the walls, which causes the above limitations.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является кристаллизатор с криволинейной полостью и способом восстановления внутренних размеров этой полостью, содержащий фигурные охлаждаемые рабочие стенки, торцы которых состыкованы между собой по типу "паз-выступ" посредством прокладок с образованием в угловых зонах кристаллизатора переходных участков. Closest to the proposed technical essence is a mold with a curved cavity and a method for restoring the internal dimensions of this cavity, containing shaped cooled working walls, the ends of which are joined to each other in the form of a "groove-protrusion" by means of gaskets with the formation of transition sections in the corner zones of the mold.

Недостатком этого кристаллизатора является низкая стойкость его рабочих стенок. Это связано с тем, что в период ремонта известного кристаллизатора его настройка и регулирование, с целью восстановления первоначальных размеров, осуществляется подбором прокладок различной толщины, выполненных на всю длину стенки кристаллизатора. Это приводит к нарушению жесткости рабочих стен в период эксплуатации кристаллизатора. В связи с этим в процессе разливки жидкий металл проникает в зазор между стенками, кристаллизуется там и деформирует поверхность стенок, что вызывает их преждевременный ремонт. Кроме этого, известный кристаллизатор сложен в изготовлении, эксплуатации и ремонте, особенно при настройке конусности стенок, поскольку выполнен из рабочих стенок, имеющих разливочное поперечное сечение. Это не позволяет их унифицировать и требует выполнения дополнительных работ. The disadvantage of this mold is the low resistance of its working walls. This is due to the fact that during the repair of a known mold, its adjustment and regulation, in order to restore its original size, is carried out by the selection of gaskets of various thicknesses made over the entire length of the mold wall. This leads to a violation of the rigidity of the working walls during the operation of the mold. In this regard, during the casting process, liquid metal penetrates into the gap between the walls, crystallizes there and deforms the surface of the walls, which causes their premature repair. In addition, the known mold is difficult to manufacture, operate and repair, especially when adjusting the taper of the walls, because it is made of working walls having a casting cross section. This does not allow them to be unified and requires additional work.

Анализ работы и эксплуатации кристаллизаторов показал, что для повышения их стойкости необходимо обеспечить ремонт рабочих стенок с последующим восстановлением первоначального размера и конусности рабочей полости за счет компенсации снятого рабочего слоя установкой прокладок определенного размера, расположенных вне рабочей полости кристаллизатора. Analysis of the operation and operation of the molds showed that in order to increase their durability, it is necessary to repair the working walls with the subsequent restoration of the original size and taper of the working cavity by compensating for the removed working layer by installing gaskets of a certain size located outside the working cavity of the mold.

Это позволяет повысить эксплуатационную стойкость кристаллизатора, стабилизировать технологию непрерывного литья и прокатку готовых изделий. This allows you to increase the operational stability of the mold, to stabilize the technology of continuous casting and rolling of finished products.

Этих преимуществ можно достигнуть посредством придания рабочим стенкам кристаллизатора и устанавливаемым в его угловых зонах прокладкам определенных форм и размеров. These advantages can be achieved by imparting to the working walls of the mold and gaskets installed in its corner zones of certain shapes and sizes.

Предлагаемое техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники, так как из него не выполняется влияние существенных отличий на достижение нового технического результата. The proposed technical solution does not follow explicitly from the prior art, since it does not fulfill the influence of significant differences on the achievement of a new technical result.

Повышение стойкости кристаллизатора и восстановление первоначальных размеров его внутренней полости, а также улучшение качества заготовок достигается благодаря тому, что в составном кристаллизаторе для непрерывного литья заготовок, содержащем фигурные охлаждаемые рабочие стенки, торцы которых состыкованы между собой по типу "паз-выступ" посредством прокладок с образованием в угловых зонах кристаллизатора переходных участков, предусмотрены следующие конструктивные особенности:
а) прокладки установлены в верхней и нижней частях кристаллизатора перпендикулярно его противолежащей стенке;
б) прокладки выполнены с изменением их толщины в направлении к выходу металла из кристаллизатора;
в) длина прокладки, установленная со стороны верхней и нижней частей кристаллизатора, определяется по формуле:
l = (0,1÷0,2)˙L, где l - длина прокладки, мм;
L - длина кристаллизатора, мм;
г) все рабочие стенки кристаллизатора эквидистантны друг другу.Increasing the mold resistance and restoring the original dimensions of its internal cavity, as well as improving the quality of the workpieces, is achieved due to the fact that in the composite mold for continuous casting of workpieces containing shaped cooled working walls, the ends of which are joined to each other in the form of a "groove-protrusion" by means of gaskets with the formation of transition sections in the corner zones of the mold; the following design features are provided:
a) the gaskets are installed in the upper and lower parts of the mold perpendicular to its opposite wall;
b) the gaskets are made with a change in their thickness in the direction toward the exit of the metal from the mold;
c) the length of the gasket, installed on the side of the upper and lower parts of the mold, is determined by the formula:
l = (0,1 ÷ 0,2) ˙L, where l is the gasket length, mm;
L is the length of the mold, mm;
d) all working walls of the mold are equidistant to each other.

Повышение стойкости кристаллизаторов, улучшение качества литых заготовок и готового проката происходит потому, что толщина снятого слоя с торцов рабочих стенок кристаллизатора компенсируется увеличением толщины прокладки с параллельно-противоположного конца данной стенки, что обеспечивает непрерывную отливку заготовок с постоянным размером поперечного сечения. При этом устанавливается стандартная технология непрерывного литья, реализуемая в автоматическом режиме. Это обеспечивает стабилизацию процесса разливки, уменьшение зависаний оболочки слитка в кристаллизаторе, повышение качества литых заготовок и готового проката. Исключается необходимость после очередного ремонта кристаллизатора и связанного с этим изменения размеров заготовки перенастраивать технологическую ось МНЛЗ, менять режимы охлаждения, перестроить калибры прокатных станов и т.д. Increasing the resistance of molds, improving the quality of cast billets and finished products occurs because the thickness of the removed layer from the ends of the working walls of the mold is compensated by an increase in the thickness of the gasket from the parallel-opposite end of this wall, which ensures continuous casting of billets with a constant cross-sectional size. In this case, a standard technology of continuous casting is established, which is implemented in automatic mode. This ensures the stabilization of the casting process, reducing the hang of the shell of the ingot in the mold, improving the quality of cast billets and finished products. After the next repair of the mold and the related resizing of the billet, the need to reconfigure the technological axis of the continuous casting machine, change cooling modes, rebuild gauges of rolling mills, etc., is eliminated.

Диапазон изменения коэффициентов (0,1 - 0,2) ˙ L выбран из условий эксплуатации кристаллизаторов. При этом оптимальная длина прокладки выбрана из условий экономии материала и возможности настройки верхней и нижней частей рабочих стен кристаллизатора. The range of variation of the coefficients (0.1 - 0.2) ˙ L is selected from the operating conditions of the crystallizers. In this case, the optimal gasket length is selected from the conditions of material saving and the possibility of adjusting the upper and lower parts of the working walls of the mold.

На чертеже изображен общий вид предложенного составного кристаллизатора. The drawing shows a General view of the proposed composite mold.

Предлагаемый составной кристаллизатор состоит из рабочих стенок 1, в торцах которых установлены прокладки 2. Рабочая полость кристаллизатора образована стыковкой стенок между собой таким образом, что выступ торца одной из стенок опирается на поверхность другой стенки посредством прокладок. Параллельные стенки через прокладки жестко связаны между собой. The proposed composite mold consists of working walls 1, at the ends of which gaskets are installed 2. The working cavity of the mold is formed by joining the walls between themselves so that the protrusion of the end face of one of the walls rests on the surface of the other wall by means of gaskets. Parallel walls through gaskets are rigidly interconnected.

Составной кристаллизатор работает следующим образом. Compound mold works as follows.

П р и м е р. Непрерывная разливка стали осуществляется в кристаллизатор сечением 300х400 мм, длиной 1000 мм, конусность рабочей полости в направлении разливки - 1% . После очередного ремонта рабочих стен (снятие слоя материала необходимой толщины) восстановление первоначальных размеров полости кристаллизатора осуществляют следующим образом:
1. Простроганные рабочие стенки кристаллизатора, укрепленные к стальным плитам, собирают и настраивают с учетом конусности рабочих стен, составляющей 1% на специальном настроечном стенде. В данном случае верх кристаллизатора с учетом 2% усадки металла от сечения устанавливают 306х408 мм. Низ кристаллизатора 303,06 х 404,08 мм.PRI me R. Continuous casting of steel is carried out in a mold with a section of 300x400 mm, a length of 1000 mm, the taper of the working cavity in the casting direction is 1%. After the next repair of the working walls (removal of a layer of material of the required thickness), the initial dimensions of the mold cavity are restored as follows:
1. The planed working walls of the mold, fastened to steel plates, are assembled and adjusted taking into account the taper of the working walls, which is 1% on a special tuning stand. In this case, the top of the mold, taking into account 2% of the shrinkage of the metal from the section, is set to 306x408 mm. The bottom of the mold 303.06 x 404.08 mm.

2. После восстановления первоначального размера кристаллизатора на стенде измеряют зазоры, образовавшиеся в торцах стенок кристаллизатора после их прострожки, для компенсации изменившегося промежутка прокладками. После измерения зазоров по верху кристаллизатора толщину прокладок следовало изготовить по углам (1-4): 1 - 25,3 мм; 2 - 25,8 мм; 3 - 23,8; 4 - 24,5 мм по низу кристаллизатора - 1 - 22,3; 2 - 22,9 мм; 3 - 23,0 мм, 4 - 22,8 мм. 2. After restoring the original size of the mold on the stand, the gaps formed at the ends of the walls of the mold after they are pierced are measured to compensate for the changed gap by the gaskets. After measuring the gaps at the top of the mold, the thickness of the gaskets should be made at the corners (1-4): 1 - 25.3 mm; 2 - 25.8 mm; 3 - 23.8; 4 - 24.5 mm at the bottom of the mold - 1 - 22.3; 2 - 22.9 mm; 3 - 23.0 mm, 4 - 22.8 mm.

3. После изготовления прокладок в соответствии с измеренными размерами по толщине их вставляют в ранее образовавшиеся зазоры и жестко закрепляют четыре стенки между собой. 3. After making the gaskets in accordance with the measured dimensions in thickness, they are inserted into the previously formed gaps and four walls are rigidly fixed to each other.

4. Установленные прокладки со стороны верха и низа кристаллизатора выполнены длиной, равной l = (0,1-0,2) ˙ L. Для длины кристаллизатора, равной 1000 мм, и коэффициента 0,2 длина прокладки составляет: l = 0,2 х 1000 мм = 200 мм. 4. The installed gaskets on the top and bottom of the mold are made with a length equal to l = (0.1-0.2) ˙ L. For a mold length of 1000 mm and a coefficient of 0.2, the length of the gasket is: l = 0.2 x 1000 mm = 200 mm.

5. Собранный кристаллизатор (калибр) с прокладками устанавливается в корпус, на специальном стенде кристаллизатор настраивают с целью выставки его базовых поверхностей для установки на машину непрерывного литья заготовок. После износа рабочих стен кристаллизатора его очередной ремонт и настройка повторяются в указанной последовательности. Упрощение конструкции кристаллизаторов и их унификация достигается за счет изготовления его стенок с одинаковым поперечным сечением. Упрощение регулирования конусности по длине кристаллизатора - за счет изменения толщины прокладок по низу и верху кристаллизатора, а обеспечение жесткости соединения стенок кристаллизатора - за счет замыкания и настройки рабочих стен, выполняемых на двух уровнях. 5. The assembled mold (caliber) with gaskets is installed in the housing; on a special stand, the mold is set up to expose its base surfaces for installation on a continuous casting machine. After wear of the working walls of the mold, its next repair and adjustment are repeated in the indicated sequence. Simplification of the design of crystallizers and their unification is achieved through the manufacture of its walls with the same cross section. Simplification of taper regulation along the length of the mold - by changing the thickness of the gaskets along the bottom and top of the mold, and ensuring the rigidity of the connection of the walls of the mold - due to the closure and adjustment of the working walls, performed at two levels.

Применение предлагаемого составного кристаллизатора позволило увеличить в 1,2-2,0 раза межремонтный срок его работы. The use of the proposed composite mold allowed to increase the between-overhaul period of its work by 1.2-2.0 times.

Учитывая, что планируемое количество ремонтов составляет 4-5, то стойкость рабочих стенок возрастает в 5-10 раз. Given that the planned number of repairs is 4-5, the resistance of the working walls increases by 5-10 times.

Claims

COMPOSITE CRYSTALIZER FOR CONTINUOUS CASTING OF PREPARATIONS, containing shaped cooled working walls, the ends of which are joined together in the form of a groove — a protrusion by means of gaskets with the formation of transition sections in the corner zones of the mold, characterized in that the working walls are equidistant one another and the gaskets are installed in the upper and the lower parts of the mold perpendicular to its opposite wall and are made with a decrease in their thickness towards the exit from the mold, while the length l of the gaskets def tributed by the formula l = (0,1 - 0,2) · L, where L - length of the mold, mm.