RU2022690C1 - Method of continuous casting of flat ingots - Google Patents
Method of continuous casting of flat ingots Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022690C1 RU2022690C1 SU4852916A RU2022690C1 RU 2022690 C1 RU2022690 C1 RU 2022690C1 SU 4852916 A SU4852916 A SU 4852916A RU 2022690 C1 RU2022690 C1 RU 2022690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- length
- mold
- compression
- speed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке плоских слитков небольшой толщины. The invention relates to metallurgy, and more particularly, to continuous casting of flat ingots of small thickness.
Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него плоского слитка с переменной скоростью, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения при помощи приводных роликов, а также деформацию обжатия слитка в твердожидком состоянии при помощи роликов. A known method of continuous casting of metals, including feeding metal into the mold, pulling a flat ingot from it at a variable speed, maintaining and directing the ingot in the secondary cooling zone using drive rollers, and deforming the ingot in a solid-liquid state using rollers.
При этом обжатие слитка в зоне вторичного охлаждения осуществляют по зависимости
ΔHl = ΔH
ΔH - конечная величина обжатия слитка со стороны одной из граней на расстоянии "L" от нижнего торца кристаллизатора, м;
l - текущее значение расстояния по длине слитка от нижнего торца кристаллизатора, м;
h - толщина слитка после деформации, м;
t - температура поверхности слитка при его выходе из кристаллизатора, оС;
L - длина зоны деформации обжатия слитка, м;
V - скорость вытягивания слитка, м/мин;
А,В,С,Д - эмпирические коэффициенты.While the compression of the ingot in the secondary cooling zone is carried out according to
ΔHl = ΔH
ΔH is the final value of the compression of the ingot from the side of one of the faces at a distance "L" from the lower end of the mold, m;
l is the current value of the distance along the length of the ingot from the lower end of the mold, m;
h is the thickness of the ingot after deformation, m;
t is the surface temperature of the ingot when it exits the mold, о С;
L is the length of the zone of compression deformation of the ingot, m;
V is the speed of drawing the ingot, m / min;
A, B, C, D are empirical coefficients.
Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывно-литых слитков и низкая стойкость оборудования в зоне вторичного охлаждения. Это объясняется тем, что в процессе непрерывной разливки величину скорости вытягивания плоского слитка устанавливают в пределах, при которых конец жидкой фазы совпадает с окончанием зоны деформации слитка. В этих условиях в момент полного затвердевания слитка происходит деформация фронта кристаллизации, что сопровождается изломом кристаллов, легкоплавкие примеси не успевают равномерно распределиться по объему осевой зоны слитка. В результате увеличивается брак слитков по осевой физической и химической неоднородности. The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots and the low stability of the equipment in the secondary cooling zone. This is due to the fact that during the continuous casting process, the drawing speed of a flat ingot is set within the limits at which the end of the liquid phase coincides with the end of the zone of deformation of the ingot. Under these conditions, at the moment of complete solidification of the ingot, the crystallization front deforms, which is accompanied by a fracture of the crystals, and low-melting impurities do not have time to evenly distribute along the volume of the axial zone of the ingot. As a result, the marriage of ingots on axial physical and chemical heterogeneity increases.
Кроме того, при малейшем увеличении скорости вытягивания слитка ролики начинают обжимать слиток в твердом состоянии, что сопровождается увеличением усилий на ролики и их поломкой. In addition, with the slightest increase in the speed of drawing the ingot, the rollers begin to compress the ingot in the solid state, which is accompanied by an increase in the forces on the rollers and their breakage.
Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки плоских слитков, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него плоского слитка с переменной скоростью, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения при помощи приводных роликов, а также деформацию обжатия слитка в твердожидком состоянии. The closest in technical essence is the method of continuous casting of flat ingots, including feeding metal into the mold, pulling a flat ingot from it at a variable speed, maintaining and directing the ingot in the secondary cooling zone using drive rollers, and deforming the ingot in a solid-liquid state.
При этом при изменении скорости вытягивания слитка изменяют длину зоны обжатия слитка со скоростью
Q = (0,8-1,2) (V2-V1), где Q - скорость изменения длины зоны обжатия, м/мин;
V1 - текущая скорость вытягивания слитка, м/мин;
V2 - измененная скорость вытягивания слитка, м/мин;
(0,8-1,2) - эмпирический коэффициент, безразмерный.In this case, when changing the speed of drawing the ingot, the length of the compression zone of the ingot is changed at a speed
Q = (0.8-1.2) (V 2 -V 1 ), where Q is the rate of change of the length of the compression zone, m / min;
V 1 - the current speed of drawing the ingot, m / min;
V 2 - the modified speed of the ingot, m / min;
(0.8-1.2) - empirical coefficient, dimensionless.
Недостатком этого известного способа является неудовлетворительное качество непрерывно-литых слитков и низкая стойкость оборудования в зоне вторичного охлаждения. Это объясняется тем, что при изменении скорости вытягивания слитка конец жидкой фазы слитка соответствует окончанию зоны обжатия. В этих условиях в момент полного затвердевания слитка происходит деформация сжатия фронта кристаллизации, что сопровождается изломом кристаллов, легкоплавкие примеси не успевают равномерно распределяться по объему осевой зоны слитка. В результате увеличивается брак слитков по осевой физической и химической неоднородности. The disadvantage of this known method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots and the low stability of the equipment in the secondary cooling zone. This is due to the fact that when changing the speed of drawing the ingot, the end of the liquid phase of the ingot corresponds to the end of the compression zone. Under these conditions, at the time of the complete solidification of the ingot, compression of the crystallization front occurs, which is accompanied by a fracture of crystals, low-melting impurities do not have time to evenly distribute along the volume of the axial zone of the ingot. As a result, the marriage of ingots on axial physical and chemical heterogeneity increases.
Кроме этого, при совпадении в одном месте по длине слитка конца жидкой фазы слитка и зоны деформации обжатия сопровождается увеличением нагрузок на ролики, что сопровождается их поломкой. In addition, if the end of the liquid phase of the ingot and the compression deformation zone coincide in one place along the length of the ingot, it is accompanied by an increase in the loads on the rollers, which is accompanied by their breakage.
Исследованиями установлено, что для улучшения качества плоских слитков и повышения стойкости роликов необходимо, чтобы в процессе разливки длина жидкой фазы была больше длины зоны обжатия. Этого можно достигнуть посредством установления скорости вытягивания слитка по определенной зависимости от толщины слитка, длины кристаллизатора и зоны обжатия слитка. Studies have established that in order to improve the quality of flat ingots and increase the durability of the rollers, it is necessary that the length of the liquid phase be greater than the length of the compression zone during casting. This can be achieved by establishing the speed of drawing the ingot according to a certain dependence on the thickness of the ingot, the length of the mold and the compression zone of the ingot.
Целью изобретения является улучшение качества непрерывно-литых слитков и повышение стойкости оборудования в зоне вторичного охлаждения. The aim of the invention is to improve the quality of continuously cast ingots and increase the durability of equipment in the secondary cooling zone.
Указанную цель достигают тем, что в кристаллизатор подают жидкий металл, формируют слиток, вытягивают его из кристаллизатора с переменной скоростью, а также обжимают слиток в твердожидком состоянии в зоне вторичного охлаждения при помощи роликов, при этом в процессе непрерывного литья скорость вытягивания слитка устанавливают по зависимости
V = (0,25-0,65) 
L1 - длина слитка в кристаллизаторе, см;
L2 - длина слитка под кристаллизатором, не подвергаемая обжатию, см;
L3 - длина слитка в зоне вторичного охлаждения, подвергаемая обжатию, см;
h - толщина вытягиваемого слитка, см;
(0,25-0,65) - эмпирический коэффициент, учитывающий толщину вытягиваемого слитка и теплофизические свойства разливаемого металла: температуры металла, вязкости, теплопроводности, тепло- и температуропроводности, теплоемкости, допустимых напряжений металла при высоких температурах, химсостава, см м/мин.This goal is achieved by supplying liquid metal to the mold, forming an ingot, pulling it out of the mold with a variable speed, and also squeezing the ingot in a solid-liquid state in the secondary cooling zone using rollers, while in the process of continuous casting, the ingot draw speed is set according to
V = (0.25-0.65)
L 1 - the length of the ingot in the mold, cm;
L 2 - the length of the ingot under the mold, not subjected to compression, cm;
L 3 - the length of the ingot in the secondary cooling zone, subjected to compression, cm;
h is the thickness of the drawn ingot, cm;
(0.25-0.65) is an empirical coefficient that takes into account the thickness of the drawn ingot and the thermophysical properties of the cast metal: metal temperature, viscosity, thermal conductivity, heat and thermal diffusivity, heat capacity, permissible metal stresses at high temperatures, chemical composition, cm m / min .
Улучшение качества непрерывно-литых слитков будет происходить вследствие устранения осевой химической и физической неоднородности. Это объясняется тем, что в момент окончания полного затвердевания слитка не происходит деформация фронта кристаллизации, не происходит излом кристаллов. Improving the quality of continuously cast ingots will occur due to the elimination of axial chemical and physical heterogeneity. This is explained by the fact that at the moment of completion of the complete solidification of the ingot, there is no deformation of the crystallization front, no fracture of the crystals occurs.
Вследствие этого легкоплавкие примеси равномерно распределяются между кристаллами, что устраняет образование осевой ликвации. As a result, low-melting impurities are evenly distributed between the crystals, which eliminates the formation of axial segregation.
Повышение стойкости оборудования будет происходить вследствие устранения поломки роликов в зоне вторичного охлаждения. Это объясняется тем, что при заявляемых значениях скорости вытягивания слитка исключается обжатие слитка в твердом состоянии, что значительно уменьшает нагрузки на ролики. В этих условиях ролики обжимают слиток только в твердожидком состоянии. При этом полное затвердевание слитка происходит в условиях без деформации обжатия при постоянном значении раствора между роликами. Improving the durability of the equipment will occur due to the elimination of breakage of the rollers in the secondary cooling zone. This is because with the claimed values of the speed of drawing the ingot, compression of the ingot in the solid state is excluded, which significantly reduces the load on the rollers. Under these conditions, the rollers compress the ingot only in a solid-liquid state. In this case, the complete solidification of the ingot occurs under conditions without compression deformation at a constant value of the solution between the rollers.
Диапазон значений эмпирического коэффициента в пределах (0,25-0,65) объясняется условиями образования двухфазной области в процессе кристаллизации слитка. При меньших значениях будет происходить поломка кристаллов слитка, в нем будут образовываться осевая физическая и химическая неоднородность, повышаются нагрузки на ролики, что снижает их стойкость. The range of values of the empirical coefficient in the range (0.25-0.65) is explained by the conditions for the formation of a two-phase region during the crystallization of the ingot. At lower values, the ingot crystals will break, the axial physical and chemical heterogeneity will form in it, the load on the rollers will increase, which reduces their resistance.
При больших значениях будет увеличиваться длина жидкой фазы слитка, что приведет к увеличению длины и веса оборудования установки. Кроме того, в этих условиях толщина оболочки слитка на выходе из кристаллизатора будет иметь незначительную величину, что приведет к прорывам металла. At large values, the length of the liquid phase of the ingot will increase, which will lead to an increase in the length and weight of the installation equipment. In addition, under these conditions, the thickness of the shell of the ingot at the exit of the mold will be insignificant, which will lead to breakthroughs of the metal.
Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от содержания углерода в разливаемом металле и толщины слитка после деформации обжатия. The specified range is set in direct proportion to the carbon content in the cast metal and the thickness of the ingot after compression deformation.
Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертеж, на котором показана схема установки для осуществления способа непрерывной разливки плоских слитков. The following is an embodiment of the invention, not excluding other options within the scope of the claims, with reference to the drawing, which shows a diagram of the installation for implementing the method of continuous casting of flat ingots.
Установка состоит из кристаллизатора 1, роликов 2,3 и 4. The installation consists of
На чертеже приняты следующие обозначения: 5 - жидкий металл, 6 - мениск металла, 7 - плоский слиток, 8 - оболочка слитка, L1 - длина участка слитка, находящего в кристаллизаторе, L2 - длина участка слитка, не подвергаемого деформации обжатия, L3 - длина участка слитка, подвергаемого деформации обжатия, L4 - длина жидкой фазы слитка.The following notation is used in the drawing: 5 - molten metal, 6 - metal meniscus, 7 - flat ingot, 8 - ingot shell, L 1 - length of the ingot portion located in the mold, L 2 - length of the ingot portion not subjected to compression deformation, L 3 - the length of the section of the ingot subjected to compression deformation, L 4 - the length of the liquid phase of the ingot.
Способ непрерывной разливки плоских слитков осуществляют следующим образом. The method of continuous casting of flat ingots is as follows.
П р и м е р. В процессе непрерывной разливки плоских слитков в кристаллизатор 1 подают металл 5 под мениск 6 через удлиненный разливочный стакан (на чертеже не показан). Длина участка слитка 7 в кристаллизаторе 1 составляет L1. Из кристаллизатора 1 слиток 7 с размерами (Н х l) вытягивают с переменной скоростью с помощью приводных роликов 2,3 и 4. При этом на длине участка L2 не производят деформацию обжатия оболочки 8 роликами 2 и слиток 7 имеет размеры шириной l и толщиной Н. Далее на участке L3 оболочку 8 слитка 7 деформируют посредством обжатия роликами 3 с толщины Н до толщины h в твердожидком состоянии. Ниже участка L3 деформацию обжатия слитка 7 роликами 4 прекращают и слиток вытягивается с постоянной толщиной h. При этом длина жидкой фазы L4 слитка 7 заходит в ролики 4 с постоянным раствором h. Таким образом, оболочка 8 слитка 7 по ходу технологической линии установки проходит участки L1 и L2 без деформации обжатия, участок L3 - с деформацией обжатия и далее - снова без деформации обжатия.PRI me R. In the process of continuous casting of flat ingots,
Для обеспечения этих условий скорость вытягивания плоского слитка 7 устанавливают по зависимости
V = (0,25-0,65) 
L1 - длина участка слитка в кристаллизаторе, см;
L2 - длина участка слитка под кристаллизатором, не подвергаемого деформации обжатием, см;
L3 - длина участка слитка, подвергаемого деформации обжатия, см;
h - толщина вытягиваемого слитка, см;
(0,25-0,65) - эмпирический коэффициент, учитывающий толщину вытягиваемого слитка и теплофизические свойства разливаемого металла: температуры металла, вязкости, теплопроводности, тепло- и температуропроводности, теплоемкости, допустимых напряжений металла при высоких температурах химсостава, см м/мин.To ensure these conditions, the pulling speed of the flat ingot 7 is set according to
V = (0.25-0.65)
L 1 - the length of the plot of the ingot in the mold, cm;
L 2 - the length of the section of the ingot under the mold, not subjected to compression deformation, cm;
L 3 - the length of the plot of the ingot subjected to compression deformation, cm;
h is the thickness of the drawn ingot, cm;
(0.25-0.65) is an empirical coefficient that takes into account the thickness of the drawn ingot and the thermophysical properties of the cast metal: metal temperature, viscosity, thermal conductivity, thermal and thermal diffusivity, heat capacity, allowable metal stresses at high chemical composition temperatures, cm m / min.
В таблице приведены технологические параметры процесса непрерывной разливки плоских слитков. The table shows the technological parameters of the process of continuous casting of flat ingots.
В примере 1 скорость вытягивания слитка обеспечивает недостаточную величину длины жидкой фазы слитка. В этих условиях происходит излом кристаллов на фронте кристаллизации, легкоплавкие элементы в жидком металле не рассредотачиваются по объему осевой зоны слитка, что вызывает брак слитков по качеству макроструктуры. Кроме того, увеличиваются нагрузки на ролики, что снижает их стойкость. In example 1, the speed of drawing the ingot provides an insufficient length of the liquid phase of the ingot. Under these conditions, crystals break at the crystallization front, low-melting elements in liquid metal do not disperse over the volume of the axial zone of the ingot, which causes the ingots to be defective in terms of macrostructure quality. In addition, the load on the rollers increases, which reduces their durability.
В примере 5 - длина жидкой фазы больше необходимых пределов, что вызывает увеличение габаритов и веса установки. Кроме того, при повышенной скорости вытягивания происходят прорывы металла под кристаллизатором вследствие небольшой толщины оболочки слитка. In example 5, the length of the liquid phase is greater than the required limits, which causes an increase in the dimensions and weight of the installation. In addition, at an increased drawing speed, metal breakthroughs occur under the mold due to the small thickness of the ingot shell.
В примере 6 (прототипе) длина жидкой фазы соответствует окончанию зоны обжатия. В этих условиях увеличивается брак слитков по осевой физической и химической неоднородности. In example 6 (prototype) the length of the liquid phase corresponds to the end of the compression zone. Under these conditions, the marriage of ingots increases in axial physical and chemical heterogeneity.
Кроме того увеличиваются нагрузки на ролики, что приводит к снижению их стойкости. In addition, the load on the rollers increases, which leads to a decrease in their durability.
В примерах 2-4 длина жидкой фазы L4 слитка больше зоны обжатия слитка, включая участки L1, L2 и L3. В этих условиях не происходит излом кристаллов на фронте кристаллизации, легкоплавкие элементы равномерно распределяются по осевой зоне слитков. Кроме того, нагрузки на ролики не возрастают, что повышает их стойкость.In examples 2-4, the length of the liquid phase L 4 of the ingot is greater than the compression zone of the ingot, including sections L 1 , L 2 and L 3 . Under these conditions, the crystals do not break at the crystallization front; fusible elements are evenly distributed along the axial zone of the ingots. In addition, the load on the rollers does not increase, which increases their resistance.
В общем случае участок L2 может отсутствовать и обжатие слитка может начинаться сразу после выхода слитка из кристаллизатора.In the General case, the plot of L 2 may be absent and compression of the ingot may begin immediately after the ingot leaves the mold.
Применение предлагаемого способа позволяет повысить стойкость оборудования в зоне вторичного охлаждения на 3% и уменьшить брак слитков по качеству макроструктуры на 4,5%. The application of the proposed method allows to increase the durability of equipment in the secondary cooling zone by 3% and to reduce the marriage of ingots on the quality of the macrostructure by 4.5%.
Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ непрерывной разливки плоских слитков, применяемый на НПО "Тулачермет". The economic effect is calculated in comparison with the base object, for which the method of continuous casting of flat ingots used at the Tulachermet NGO is accepted.
Claims (1)
V = (0,25-0,65)
где v - скорость вытягивания слитка, м/мин;
L1 - длина слитка в кристаллизаторе, см;
L2 - длина слитка под кристаллизатором, не подвергаемая обжатию, см;
L3 - длина слитка в зоне вторичного охлаждения, подвергаемая обжатию, см;
h - толщина вытягиваемого слитка, см;
(0,25 - 0,65) - эмпирический коэффициент, учитывающий толщину вытягиваемого слитка и теплофизические свойства разливаемого металла: температуру, вязкость, теплопроводность, теплоемкость, тепло- и температуропроводность допустимых напряжений металла при высоких температурах, химический состав, см · мин/м.METHOD FOR CONTINUOUS CASTING OF FLAT INGOTS, including feeding liquid metal into the mold, forming an ingot and drawing it out of the mold at a variable speed, compressing the ingot in a solid-liquid state in the secondary cooling zone using rollers, characterized in that, in order to improve the quality of the ingots and the durability of the equipment in the zone of secondary cooling, in the process of continuous casting, the pulling speed of the ingot is set according to
V = (0.25-0.65)
where v is the speed of drawing the ingot, m / min;
L 1 - the length of the ingot in the mold, cm;
L 2 - the length of the ingot under the mold, not subjected to compression, cm;
L 3 - the length of the ingot in the secondary cooling zone, subjected to compression, cm;
h is the thickness of the drawn ingot, cm;
(0.25 - 0.65) is an empirical coefficient that takes into account the thickness of the drawn ingot and the thermophysical properties of the cast metal: temperature, viscosity, thermal conductivity, heat capacity, thermal and thermal diffusivity of permissible metal stresses at high temperatures, chemical composition, cm · min / m .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4852916 RU2022690C1 (en) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Method of continuous casting of flat ingots |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4852916 RU2022690C1 (en) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Method of continuous casting of flat ingots |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022690C1 true RU2022690C1 (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=21528581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4852916 RU2022690C1 (en) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Method of continuous casting of flat ingots |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2022690C1 (en) |
-
1990
- 1990-07-18 RU SU4852916 patent/RU2022690C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1677925, кл. B 22D 11/00, 1989, непублик. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4960163A (en) | Fine grain casting by mechanical stirring | |
| EP0013076A1 (en) | Process and apparatus for producing metallic slurries | |
| CN108300913A (en) | A kind of continuous casting and rolling process for production of 5356 aluminum alloy welding bar | |
| EP0093248B1 (en) | Process and apparatus for providing improved slurry cast structures by hot working | |
| DE2909990A1 (en) | METHOD OF CASTING BLOCKS | |
| CN113134585A (en) | Homogenization square billet continuous casting production method under action of outfield cooperative control | |
| JP3043075B2 (en) | Method and apparatus for operating continuous casting apparatus | |
| US3928028A (en) | Grain refinement of copper alloys by phosphide inoculation | |
| US4402763A (en) | High conductive heat-resistant aluminum alloy | |
| DE60036646T2 (en) | CASTING SYSTEMS AND METHOD WITH AUXILIARY COOLING OF THE LIQUID SURFACE OF THE CASTORS | |
| RU2022690C1 (en) | Method of continuous casting of flat ingots | |
| US9783871B2 (en) | Method of producing aluminium alloys containing lithium | |
| Soda et al. | Development of net-shape cast aluminium-yttrium alloy wires and their solidification structures | |
| US10513753B1 (en) | Systems, methods, and cored wires for treating a molten metal | |
| JPH08224650A (en) | Method for preventing segregation and center porosity in continuous casting slab of steel | |
| DE2944175C2 (en) | Continuous casting mold | |
| RU2038897C1 (en) | Method of continuous casting of slabs | |
| JP2593367B2 (en) | Continuous casting method | |
| JP2593384B2 (en) | Continuous casting method | |
| US5026433A (en) | Grain refinement of a copper base alloy | |
| RU1677925C (en) | Method of continuous casting of slabs | |
| JP2640399B2 (en) | Continuous casting method | |
| RU2089344C1 (en) | Method of production of ingots from composite materials | |
| JP2949453B2 (en) | Continuous casting method | |
| GB2046784A (en) | Method for solution heat treatment of 6201 aluminum alloy |