RU2032493C1

RU2032493C1 - Apparatus for continuous casting of metals

Info

Publication number: RU2032493C1
Application number: RU92012698A
Authority: RU
Inventors: В.И. Лебедев; А.П. Щеголев; В.А. Тихановский; Ю.П. Бойко; В.С. Луковников; А.В. Бессонов; Ю.И. Жаворонков
Original assignee: Производственное объединение "Южуралмаш"
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: apparatus for continuous casting of metals has a rectangular crystallizer, a mechanism for the reciprocal motion of the crystallizer, and a vertical rectilinear roller section attached to the lower face of the crystallizer. It also has a curvilinear bent roller section, a radial roller section, a curvilinear unbent roller section and a horizontal roller section and rollers mounted in the bearing housings. One pair of the rollers in the radial section and part of the initial rollers of the curvilinear unbent section are equipped with dual mangels on the rotational axles. C-shaped guideways are made in the frames of the radial and curvilinear unbent sections. The mangles are mounted in guideways for longitudinal displacement in them. The mangle axles of the neighboring bearing housings are connected in pairs with hinged tractions. One of the tractions on the face side of the sliding rollers is equipped with a lever connected with the drive of the reciprocal motion of the sliding rollers along the sections. EFFECT: simpler design. 1 tbl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов на установках с криволинейной технологической осью. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of metals in plants with a curved technological axis.

Известно устройство для непрерывной разливки металлов, включающее радиальный кристаллизатор, механизм возвратно-поступательного движения кристал- лизатора, радиальную роликовую секцию, прикрепленную к нижнему торцу кристаллизатора, далее расположенные стационарные радиальную роликовую секцию, криволинейную роликовую секцию для разгиба слитка из радиального положения в горизонтальное и горизонтальную роликовую секцию. В процессе разливки кристаллизатор совершает возвратно-поступатель- ное движение вместе с прикрепленной к нему радиальной роликовой секцией [1]
Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что точки приложения усилий от слитков в начале криволинейной роликовой секции находятся в процессе разливки на одинаковом расстоянии от мениска металла в кристаллизаторе. В этих условиях сосредоточения нагрузка от роликов в начале разгибной секции приводит к увеличению изгибных напряжений в оболочке слитка, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам.A device for continuous casting of metals is known, including a radial crystallizer, a reciprocating mechanism of the mold, a radial roller section attached to the lower end of the mold, then stationary stationary radial roller section, a curved roller section for bending the ingot from the radial position to horizontal and horizontal roller section. During casting, the mold performs a reciprocating motion together with a radial roller section attached to it [1]
A disadvantage of the known device is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots. This is because the points of application of force from the ingots at the beginning of the curved roller section are in the process of casting at the same distance from the meniscus of the metal in the mold. Under these conditions of concentration, the load from the rollers at the beginning of the extension section leads to an increase in bending stresses in the shell of the ingot, which causes the ingot to be rejected by internal and external cracks.

Кроме того, вследствие формирования слитка в радиальном положении из жидкой фазы всплывают не все неметаллические включения. Часть из них осаждаются на фронте кристаллизации по грани слитка, расположенной по малому радиусу технологической оси. Сказанное приводит к браку слитков по качеству макроструктуры. In addition, due to the formation of the ingot in the radial position, not all non-metallic inclusions emerge from the liquid phase. Some of them are deposited on the crystallization front along the face of the ingot located along the small radius of the technological axis. The foregoing leads to the rejection of ingots by the quality of the macrostructure.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для непрерывной разливки металлов, включающее прямолинейный кристаллизатор, механизм возвратно-поступательного движения кристаллизатора, вертикальную прямолинейную роликовую секцию, прикрепленную к нижнему торцу кристаллизатора, далее расположенные криволинейную изгибную роликовую секцию, радиальную роликовую секцию, криволинейную разгибную роликовую секцию и горизонтальную роликовую секцию, ролики, установленные в корпусах подшипников, а также рамы, на которых смонтированы корпуса подшипников. The closest in technical essence is a device for continuous casting of metals, including a rectilinear mold, a mechanism for reciprocating motion of the mold, a vertical rectilinear roller section attached to the lower end of the mold, further located a curved bending roller section, a radial roller section, a curved bending roller section horizontal roller section, rollers installed in bearing housings, as well as frames on which to mount bearing housings.

Слиток сначала формируется в кристаллизаторе, затем в прямолинейной роликовой секции, далее в изгибной роликовой секции подвергается деформации изгиба из прямолинейного положения в радиальное, далее формируется в радиальной роликовой секции, затем в разгибной роликовой секции подвергается деформации разгиба из радиального положения в прямолинейное горизонтальное положение и, наконец, на горизонтальном участке технологической оси разливки. The ingot is first formed in the mold, then in the straight roller section, then in the bending roller section it is subjected to bending from a straight to radial position, then it is formed in a radial roller section, then in a straight roller section it is subjected to bending from radial to a straight horizontal position and, finally, on a horizontal section of the technological axis of the casting.

В процессе непрерывной разливки все ролики прямолинейной вертикальной секции совершают возвратно-поступательное движение вместе с кристаллизатором [2]
Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что точки приложения усилий от роликов на слиток в начале криволинейной разгибной роликовой секции находятся в процессе разливки на одинаковом расстоянии от мениска металла в кристаллизаторе. В этих условиях сосредоточенная нагрузка от роликов в начале разгибной секции приводит к увеличению изгибных напряжений в оболочке слитка сверх допустимых значений, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам.In the process of continuous casting, all the rollers of the rectilinear vertical section reciprocate together with the mold [2]
A disadvantage of the known device is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots. This is because the points of application of forces from the rollers to the ingot at the beginning of the curved extension roller section are in the process of casting at the same distance from the meniscus of the metal in the mold. Under these conditions, the concentrated load from the rollers at the beginning of the bending section leads to an increase in bending stresses in the shell of the ingot in excess of the permissible values, which causes the marriage of ingots along internal and external cracks.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в улучшении качества непрерывнолитых слитков. The technical effect when using the invention is to improve the quality of continuously cast ingots.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство для непрерывной разливки металлов включает прямолинейный кристаллизатор, механизм возвратно-поступательного движения кристаллиза- тора, вертикальную прямолинейную роликовую секцию прикрепленную к нижнему торцу кристаллизатора, далее расположенные криволинейную изгибную роликовую секцию, радиальную роликовую секцию, криволинейную разгибную роликовую секцию и горизонтальную роликовую секцию, ролики, установленные в корпусах подшипников, а также рамы, на которых смонтированы корпуса подшипников. The specified technical effect is achieved by the fact that the device for continuous casting of metals includes a rectilinear crystallizer, a reciprocating mechanism of the crystallizer, a vertical rectilinear roller section attached to the lower end of the mold, further located a curved bending roller section, a radial roller section, a curvilinear expanding roller section and horizontal roller section, rollers installed in bearing housings, as well as frames on which mounted Ana bearing housings.

Одна пара роликов в радиальной секции и часть начальных роликов криволинейной разгибной секции снабжены парными катками на осях вращения, а в рамах радиальной и криволинейной разгибной секций выполнены С-образные направляющие, в которых установлены катки с возможностью продольного перемещения в них, при этом оси катков соседних корпусов подшипников попарно соединены между собой шарнирными тягами, причем одна из тяг со стороны торцев подвижных роликов снабжена рычагом, соединенным с приводом возвратно-поступательного движения подвижных роликов вдоль секций, причем расстояние, на котором расположены подвижные ролики в криволинейной разгибной секции составляет 0,25-0,5 ее длины. One pair of rollers in the radial section and part of the initial rollers of the curved extension section are provided with paired rollers on the axes of rotation, and C-shaped guides are made in the frames of the radial and curved extension sections, in which rollers are installed with the possibility of longitudinal movement in them, while the axes of the rollers of adjacent bearing housings are paired together by articulated rods, and one of the rods on the side of the ends of the movable rollers is equipped with a lever connected to a reciprocating drive movable th rollers along the sections, and the distance at which the movable rollers are located in the curved extension section is 0.25-0.5 of its length.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие рассредоточения нагрузок от роликов на слиток в начале участка его разгиба из радиального положения в криволинейное. В этих условиях изгибные напряжения в оболочке слитка становятся меньше допустимых значений, что снижает брак слитков по внутренним и наружным трещинам. Improving the quality of continuously cast ingots will occur as a result of the dispersion of the loads from the rollers onto the ingot at the beginning of its extension from the radial position to the curved one. Under these conditions, the bending stresses in the shell of the ingot become less than the permissible values, which reduces the marriage of the ingots along internal and external cracks.

Диапазон расстояния расположения подвижных роликов в криволинейной разгибной секции в пределах 0,25-0,5 ее длины объясняется закономерностями деформации разгиба слитка из радиального положения в криволинейное. При меньших значениях не будут снижаться изгибные напряжения менее допустимых пределов. При больших значениях необходимые усилия возвратно-поступательного перемещения подвижных роликов будут превосходить допустимые значения. The range of the distance of the location of the movable rollers in the curvilinear extension section within 0.25-0.5 of its length is explained by the laws of the deformation of the extension of the ingot from the radial position to the curved. At lower values, bending stresses below the permissible limits will not decrease. At large values, the necessary forces of the reciprocating movement of the movable rollers will exceed the permissible values.

Указанный диапазон устанавливается в обратно пропорциональной зависимости от величины постоянного значения радиуса кривизны радиальной роликовой секции. The specified range is set inversely proportional to the value of the constant value of the radius of curvature of the radial roller section.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков предлагаемого устройства с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the proposed device with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображено устройство для разливки металлов, продольный разрез; на фиг. 2 то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 то же, разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 то же, разрез Г-Г на фиг. 2. In FIG. 1 shows a device for casting metals, a longitudinal section; in FIG. 2 is the same, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 same, section BB in FIG. 2; in FIG. 4 same, section BB in FIG. 2; in FIG. 5 same, section GG in FIG. 2.

Устройство для непрерывной разливки металлов состоит из кристаллизатора 1, механизма возвратно-поступательного движения кристаллизатора 2, вертикальной прямолинейной роликовой секции 3, криволинейной изгибной роликовой секции 4, радиальной роликовой секции 5, криволинейной разгибной роликовой секции 6, прямолинейной горизонтальной роликовой секции 7, роликов 8, 9, 10, 11, 12, корпусов подшипников 13, катков 14 с осями 15, шарнирных тяг 16, рам 17, 18, 19 и 20, направляющих 21 и 22, прорезей 23, рычагов 24. Позицией 25 обозначен непрерывнолитой слиток, 26 вертикальный, 27 изгибный, 28 радиальный, 29 разгибный, 30 горизонтальный участки технологической оси, 31 и 32 ролики, R радиус участков технологической оси, стрелками указаны направления возвратно-поступательного движения роликов. A device for continuous casting of metals consists of a mold 1, a reciprocating mechanism of the mold 2, a vertical rectilinear roller section 3, a curved bending roller section 4, a radial roller section 5, a curved bending roller section 6, a rectilinear horizontal roller section 7, rollers 8, 9, 10, 11, 12, bearing housings 13, rollers 14 with axles 15, articulated rods 16, frames 17, 18, 19 and 20, guides 21 and 22, slots 23, levers 24. Position 25 indicates a continuously cast ingot, 26 vertical th, 27 bending, groove 28, 29 razgibny 30 horizontal axis plots the process, the rollers 31 and 32, R radius portions technological axis, the arrows indicate the direction of reciprocating motion of the rollers.

Устройство для непрерывной разливки металлов работает следующим образом. A device for continuous casting of metals works as follows.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подают сталь марки 3сп, из которого вытягивают слиток 25. Слиток 25 вытягивают и направляют при помощи приводных и холостых роликов 8, 9, 10, 11, 12, 31 и 32. Слиток 25 сначала формируется на прямолинейном вертикальном участке 26 технологической оси, затем на участке 27 изгиба слитка 25 из прямолинейного вертикального положения в радиальное, далее на радиальном участке 28, затем на участке 29 разгиба слитка 25 из радиального положения в прямолинейное горизонтальное и на горизонтальном участке 30. PRI me R. In the process of continuous casting, mold 3 steel is supplied to the mold 1, from which an ingot 25 is drawn. The ingot 25 is pulled and guided by means of drive and idle rollers 8, 9, 10, 11, 12, 31 and 32. The ingot 25 is first formed on a straight vertical section 26 of the technological axis, then on the section 27 of the bend of the ingot 25 from a straight vertical position to the radial, then on the radial section 28, then on the section 29 of the bend of the ingot 25 from the radial position to the rectilinear horizontal and horizontal section 30.

К кристаллизатору 1 прикреплена к его нижнему торцу вертикальная прямолинейная роликовая секция 3. Далее последовательно расположены криволинейная изгибная роликовая секция 4, радиальная роликовая секция 5, криволинейная разгибная роликовая секция 6 и горизонтальная роликовая секция 7. Кристаллизатору 1 вместе с роликовой секцией 3 сообщается возвратно-поступательное движение при помощи механизма 2. Ролики 11 и 12 установлены в корпусах подшипниках качения 13. Роликовые секции установлены на рамах 17, 18, 19 и 20. A vertical rectilinear roller section 3 is attached to the mold 1 to its lower end. Next, a curved bending roller section 4, a radial roller section 5, a curved expansion roller section 6 and a horizontal roller section 7 are sequentially arranged. The reciprocating roller 1 is communicated with the crystallizer 1 together with the roller section 3 movement by means of mechanism 2. Rollers 11 and 12 are installed in rolling bearing housings 13. Roller sections are mounted on frames 17, 18, 19 and 20.

Одна пара роликов 11 радиальной секции 5 и часть начальных роликов криволинейной разгибной секции 6 снабжены парными катками 14 на осях вращения 15, а в рамах 18 и 19 соответственно радиальной и разгибной секций выполнены С-образные направляющие 21 и 22, в которых установлены катки 14 с возможностью продольного перемещения в них. Оси 15 катков 15 соседних корпусов 13 подшипников роликов 11 и 12 попарно соединены между собой шарнирными тягами 16. Одна из тяг 16 со стороны торцев роликов 11 радиальной секции 5 снабжена рычагом 24, проходящем через прорези 23, соединенным с приводом возвратно-поступательного движения подвижных роликов вдоль секций 5 и 6, например, гидроцилиндров, которые на чертежах не показаны. One pair of rollers 11 of the radial section 5 and part of the initial rollers of the curvilinear extension section 6 are provided with paired rollers 14 on the rotation axes 15, and C-shaped guides 21 and 22 are made in the frames 18 and 19 of the radial and extension sections, respectively, in which the rollers 14 are mounted the possibility of longitudinal movement in them. The axis 15 of the rollers 15 of the adjacent housings 13 of the bearings of the rollers 11 and 12 are interconnected by articulated rods 16. One of the rods 16 from the ends of the rollers 11 of the radial section 5 is equipped with a lever 24 passing through the slots 23 connected to the reciprocating drive of the moving rollers along sections 5 and 6, for example, hydraulic cylinders, which are not shown in the drawings.

Расстояние, на котором расположены подвижные ролики 12 в криволинейной разгибной секции 6 составляет 0,25-0,5 ее длины. The distance at which the movable rollers 12 are located in the curved extension section 6 is 0.25-0.5 of its length.

Кривая деформация слитка 25 на участках изгиба 27 и разгиба 29 может быть выполнена различной, например, по клотойде с переменным радиусом кривизны R_vo.r. Направляющие 21 и 22 повторяют кривую деформации слитка 25. При перекатывании по ним катков 14 ролики 11 и 12 обеспечивают необходимую кривую деформации слитка 25.Curve deformation of the ingot 25 in the areas of bend 27 and bend 29 can be made different, for example, by clotoid with a variable radius of curvature R _vo.r. The guides 21 and 22 repeat the deformation curve of the ingot 25. When rolling rollers 14 on them, the rollers 11 and 12 provide the necessary deformation curve of the ingot 25.

В таблице приведены примеры работы устройства для непрерывной разливки металлов с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the operation of the device for continuous casting of metals with various technological parameters.

В первом примере вследствие большого числа роликов в разгибной секции, совершающих возвратно-поступательное движение, увеличиваются усилия на приводе возвратно-поступательного движения сверх допустимых значений. In the first example, due to the large number of rollers in the extension section, performing reciprocating motion, the efforts on the drive of the reciprocating motion increase in excess of the permissible values.

В пятом примере вследствие малого количества подвижных роликов в разгибной секции в слитке не снижаются изгибные напряжения менее допустимых значений, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам. In the fifth example, due to the small number of movable rollers in the extension section in the ingot, the bending stresses of less than acceptable values do not decrease, which causes the ingot to be rejected by internal and external cracks.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия подвижных роликов в радиальной и изгибной секциях не происходит рассредоточение нагрузок от роликов на слиток в процессе разливки. В этих условиях в слитках возникают внутренние и наружные трещины. In the sixth example, the prototype, due to the lack of movable rollers in the radial and bending sections, there is no dispersion of the loads from the rollers on the ingot during the casting process. Under these conditions, ingots have internal and external cracks.

В примерах 2-4 вследствие наличия возвратно-поступательного движения оптимального количества роликов в изгибной секции происходит рассредоточение нагрузок на слиток от роликов, что приводит к снижению изгибных напряжений в слитках менее допустимых значений. In examples 2-4, due to the presence of reciprocating motion of the optimal number of rollers in the bending section, the loads on the ingot from the rollers are dispersed, which leads to a decrease in the bending stresses in the ingots of less than acceptable values.

Применение предлагаемого устройства приводит к снижению брака слитков по внутренним и наружным трещинам на 0,9% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принято устройство для непрерывной разливки металлов, применяемое на Череповецком металлургическом комбинате. The use of the proposed device reduces the reject of ingots by internal and external cracks by 0.9%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is taken as a device for continuous casting of metals used at the Cherepovets Metallurgical Plant.

Claims

DEVICE FOR CONTINUOUS METAL CASTING, containing a rectilinear crystallizer, a reciprocating mechanism of the crystallizer, a vertical rectilinear roller section attached to the bottom of the crystallizer, sequentially curved horizontal and horizontal roller sections located under it, the rollers mounted in the bearing housings, frames on which bearings, characterized in that one pair of rollers in the radial section and part of the first rollers curvilinear unloading The sections are made with paired rollers on the axes of rotation, C-shaped guides are made in the frames of the radial and curvilinear extension sections, and paired rollers are mounted with the possibility of longitudinal movement in them, while the axes of the rollers of the adjacent bearing housings are paired together by articulated rods, one of rods on the side of the ends of the rollers has a lever connected to the reciprocating drive of the movable rollers along the sections, and the distance at which the movable rollers are located in a curved extension projection, is 0.25 0.5 of its length.