RU2038909C1

RU2038909C1 - Method of continuous casting of ingot slabs

Info

Publication number: RU2038909C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Лебедев
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: casting processes. SUBSTANCE: method comprises steps of feeding a liquid metal into a gap between a driven drum, driven rims and a belt, embracing the rims; forming an ingot in the gap in radial direction and reducing it in solid-liquid state by moving drum relative to the belt; cooling the belt sprayed water; providing discrete efforts, acting upon the belt in its cross direction to a side of the rims with use of rollers; drawing the ingot out-of-the gap with a variable speed; upon continuous casting providing the efforts, acting upon the belt, with a pitch value, equal to 0.6-2.2 of a thickness value of the ingot in a diametrical horizontal plane of the drum. EFFECT: enhanced quality of ingot slabs. 1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке плоских слитков с обжатием в твердожидком состоянии. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of flat ingots with compression in a solid-liquid state.

Известен способ непрерывной разливки плоских слитков, включающий подачу жидкого металла в зазор между приводными барабаном и бесконечной лентой, обжатие слитка в твердожидком состоянии, формирование слитка в радиальном направлении и его вытягивание в горизонтальной плоскости. В процессе непрерывной разливки одну из широких граней слитка на криволинейном участке технологической оси установки формируют по радиальной плоскости, а другую по криволинейной плоскости. A known method for the continuous casting of flat ingots, including feeding liquid metal into the gap between the drive drum and the endless belt, compressing the ingot in a solid-liquid state, forming the ingot in the radial direction and pulling it in the horizontal plane. During continuous casting, one of the wide faces of the ingot in the curved section of the technological axis of the installation is formed along the radial plane, and the other along the curved plane.

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество плоских непрерывнолитых слитков, низкая стойкость ленты и производительность процесса разливки. Это объясняется большим шагом или расстоянием между поддерживающими ленту роликами. The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of flat continuously cast ingots, the low resistance of the tape and the performance of the casting process. This is due to the large pitch or distance between the rollers supporting the tape.

В этих условиях под действием усилий обжатия слитка происходит деформация прогиба ленты между роликами. В результате оболочка слитка выпучивается в сторону ленты в шаге между роликами, что приводит к образованию в слитках внутренних трещин и к их браку. Кроме того, прогиб ленты приводит к периодической деформации ее изгиба между роликами, что вызывает образование в ленте усталостных напряжений и преждевременный выход ее из строя. Прогиб ленты между роликами приводит к образованию зазоров между лентой и ребордами, что вызывает затекание металла в эти зазоры и, как следствие, к прекращению процесса разливки и прорывы металла. Under these conditions, under the action of the compression forces of the ingot, the deflection of the tape between the rollers is deformed. As a result, the shell of the ingot bulges towards the tape in the step between the rollers, which leads to the formation of internal cracks in the ingots and to their marriage. In addition, the deflection of the tape leads to periodic deformation of its bending between the rollers, which causes the formation of fatigue stresses in the tape and its premature failure. The deflection of the tape between the rollers leads to the formation of gaps between the tape and the flanges, which causes the metal to leak into these gaps and, as a result, to stop the casting process and breakouts of the metal.

Целью изобретения является улучшение качества плоских непрерывнолитых слитков, повышение стойкости ленты и производительности процесса разливки. The aim of the invention is to improve the quality of flat continuously cast ingots, increase the durability of the tape and the performance of the casting process.

Указанную цель достигают тем, что подают металл в зазор между приводными барабаном, ребордами и бесконечной лентой, огибающей реборды, формируют слиток в радиальном направлении между барабаном, лентой и боковыми ребордами, производят деформацию обжатия слитка в твердожидком состоянии посредством перемещения барабана относительно ленты, вытягивают слиток с переменной скоростью, охлаждают ленту распыливаемой форсунками водой и создают дискретные усилия на ленту в поперечном ее направлении в сторону реборд при помощи роликов, вытягивают слиток из зазора с переменной скоростью. This goal is achieved by supplying metal to the gap between the drive drum, flanges and the endless tape enveloping the flanges, forming an ingot in the radial direction between the drum, tape and side flanges, deforming the ingot compression in the solid-liquid state by moving the drum relative to the tape, pulling the ingot with variable speed, cool the tape with water sprayed by nozzles and create discrete forces on the tape in its transverse direction towards the flanges using rollers, pull t ingot from a variable speed gap.

В процессе непрерывной разливки усилия на ленту создают с шагом, равным 0,6-2,2 толщины слитка в диаметральной горизонтальной плоскости барабана. In the process of continuous casting, the forces on the tape are created with a step equal to 0.6-2.2 of the ingot thickness in the diametrical horizontal plane of the drum.

Улучшение качества плоских непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие создания усилий на ленту с оптимальным значением шага роликов. В этих условиях не будет происходить выпучивание оболочки широких граней плоских слитков, что устраняет образование в слитках внутренних трещин. Improving the quality of flat continuously cast ingots will occur due to the creation of efforts on the tape with the optimal pitch of the rollers. Under these conditions, the shell of the wide faces of flat ingots will not bulge, which eliminates the formation of internal cracks in the ingots.

Повышение стойкости ленты будет происходить вследствие устранения ее прогиба между роликами под действием усилий обжатия слитка в твердожидком состоянии. Increasing the resistance of the tape will occur due to the elimination of its deflection between the rollers under the action of compression of the ingot in a solid-liquid state.

Повышение производительности процесса непрерывной разливки плоских слитков будет происходить вследствие устранения затекания жидкого металла в зазоры между лентой и боковыми ребордами. В этих условиях не будут происходить прорывы металла и прекращение процесса разливки. The increase in productivity of the process of continuous casting of flat ingots will occur due to the elimination of the flow of liquid metal into the gaps between the tape and the side flanges. Under these conditions, breakouts of the metal and termination of the casting process will not occur.

Диапазон значений шага приложений усилий на ленту в поперечном ее направлении в сторону реборд в пределах 0,6.2,2 величины толщины слитка в диаметральной горизонтальной плоскости барабана объясняется закономерностями деформации прогиба ленты между поддерживающими роликами под действием усилий обжатия слитка. При меньших значениях шаг роликов будет иметь величину ниже допустимых значений, что приведет к необходимости уменьшения диаметра роликов для обеспечения охлаждения ленты факелами воды. Кроме того, уменьшение диаметра роликов сверх допустимых значений приведет к их прогибу и поломке. Пpи больших значениях будет происходить прогиб ленты между роликами сверх допустимых значений, что приведет к выходу из строя ленты, а также к прорывам металла и прекращению процесса разливки. The range of values of the step of applying forces on the tape in its transverse direction to the flanges within 0.6.2.2 of the ingot thickness in the diametrical horizontal plane of the drum is explained by the laws of deformation of the deflection of the tape between the supporting rollers under the action of the ingot compression forces. At lower values, the pitch of the rollers will be below acceptable values, which will lead to the need to reduce the diameter of the rollers to ensure cooling of the tape with water torches. In addition, reducing the diameter of the rollers in excess of the permissible values will lead to their deflection and breakage. At large values, the tape will bend between the rollers in excess of the permissible values, which will lead to failure of the tape, as well as to breakthroughs of the metal and termination of the casting process.

Указанный диапазон устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от величины толщины слитка в диаметральной горизонтальной плоскости барабана. The specified range is set inversely proportional to the thickness of the ingot in the diametrical horizontal plane of the drum.

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.

На фиг.1 показана схема установки непрерывной разливки плоских слитков; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows the installation diagram of continuous casting flat ingots; figure 2 section aa in figure 1.

Установка для осуществления способа непрерывной разливки плоских слитков состоит из барабана 1, ленты 2, валков 3, роликов 4 и 5, боковых реборд 6, 7 слиток толщиной h, 8 широкая грань слитка, 9 жидкий металл, 10 узкая грань слитка, 11 мениск металла, 12 форсунки, α- угол сектора барабана, r радиус барабана, R радиус реборд, О центр барабана, О₁ центр реборд, ε- эксцентриситет, h толщина слитка после обжатия, Н толщина слитка на мениске металла, t шаг роликов.Installation for implementing the method of continuous casting of flat ingots consists of drum 1, tape 2, rolls 3, rollers 4 and 5, side flanges 6, 7 ingots with thickness h, 8 wide facet of the ingot, 9 liquid metal, 10 narrow facet of the ingot, 11 meniscus of metal , 12 nozzles, α is the angle of the drum sector, r is the radius of the drum, R is the radius of the flanges, О is the center of the drum, О _{1 is the} center of the flanges, ε is the eccentricity, h is the thickness of the ingot after compression, N is the thickness of the ingot on the meniscus of the metal, t is the pitch of the rollers.

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 подают жидкий металл 9 в зазор, образованный поверхностью приводного барабана 1, бесконечной приводной лентой 2 и боковыми поверхностями приводных реборд 6. Бесконечная лента 2 огибает поверхность торцов боковых реборд 6 на длине сектора барабана 1 с углом α и приводится в движение приводными валками 3. Барабан 1 и реборды 6 приводятся во вращение своими приводами. Оболочка 8 слитка 7 формируется на поверхности барабана радиусом r, а противоположная грань на поверхности ленты 2 радиусом кривизны R= (r +Н). В процессе непрерывной разливки производят деформацию обжатия узких граней 10 слитка 7 в твердожидком состоянии посредством смещения центра О барабана 1 относительно центра О₁ реборд 6 от толщины Н на мениске 11 металла 9 до толщины h.PRI me R. In the process of continuous casting, molten metal 9 is fed into the gap formed by the surface of the drive drum 1, the endless drive tape 2 and the side surfaces of the drive flanges 6. The endless tape 2 bends around the surface of the ends of the side flanges 6 along the sector length of the drum 1 with an angle α and is driven by the drive rolls 3. Drum 1 and flanges 6 are driven into rotation by their drives. The shell 8 of the ingot 7 is formed on the surface of the drum with a radius r, and the opposite face on the surface of the tape 2 with a radius of curvature R = (r + H). In the process of continuous casting, the compression of the narrow faces 10 of the ingot 7 is deformed in a solid-liquid state by shifting the center O of the drum 1 relative to the center O _{1 of the} flanges 6 from the thickness H on the meniscus 11 of the metal 9 to the thickness h.

Из установки вытягивают слиток 7 толщиной h и шириной В с переменной скоростью и направляют дальше по роликами 4. Ролики 5 поджимают ленту 2 к торцам боковых реборд 6. В процессе разливки корпус барабана 1, реборды 6 и лента 2 охлаждаются соответственно проточной и распыливаемой форсунками 12 водой. Оси О и О₁ барабана 1 и реборд 6 расположены с эксцентриситетом ε= (Н h). После начала процесса разливки барабан 1 перемещают на величину ε= (Н h) в сторону ленты 2. Для обеспечения условий получения слитка 7 толщиной h.An ingot 7 of thickness h and width B with a variable speed is pulled from the installation and directed further along the rollers 4. The rollers 5 press the tape 2 to the ends of the side flanges 6. During casting, the drum body 1, the flanges 6 and the tape 2 are cooled, respectively, by the flowing and sprayed nozzles 12 water. The axis O and O _{1 of the} drum 1 and the flange 6 are located with an eccentricity ε = (H h). After the start of the casting process, the drum 1 is moved by ε = (H h) in the direction of the tape 2. To ensure the conditions for obtaining an ingot 7 of thickness h.

В процессе непрерывной разливки усилия на ленту 2 от роликов 5 создают с шагом t, равным 0,6-2,2 толщины Н слитка 7 в диаметральной горизонтальной плоскости барабана 1. In the process of continuous casting, the forces on the tape 2 from the rollers 5 are created with a step t equal to 0.6-2.2 of the thickness H of the ingot 7 in the diametrical horizontal plane of the drum 1.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами. Ширина плоского слитка В во всех примерах составляет 1,2 м. Материал ленты Ст08Ю, ее толщина 2 мм. Плоские слитки разливают из Ст3сп. The table shows examples of the method with various technological parameters. The width of the flat ingot B in all examples is 1.2 m. The material of the tape is St08Yu, its thickness is 2 mm. Flat ingots are poured from St3sp.

В первом примере будет происходить прогиб ленты сверх допустимых значений вследствие большого шага роликов. В этих условиях будет повышаться брак слитков по внутренним трещинам, понизится стойкость ленты, будут происходить прорывы металла, понизится производительность процесса разливки. In the first example, the tape will bend over the allowable values due to the large pitch of the rollers. Under these conditions, the marriage of ingots along internal cracks will increase, the resistance of the tape will decrease, metal breaks will occur, and the productivity of the casting process will decrease.

В пятом примере увеличится прогиб роликов и вместе с ними ленты вследствие малого диаметра роликов из-за их малого шага. В этих условиях увеличится брак слитков по внутренним трещинам и будет происходить поломка роликов. In the fifth example, the deflection of the rollers and the tapes along with them will increase due to the small diameter of the rollers due to their small pitch. Under these conditions, the marriage of ingots on internal cracks will increase and the rollers will break.

В шестом примере (прототипе) будет происходить прогиб ленты между роликами сверх допустимых значений из-за большого шага роликов. В этих условиях будет повышаться брак слитков, понижаться стойкость ленты, уменьшаться производительность процесса разливки вследствие прорывов металла. In the sixth example (prototype), the tape will bend between the rollers in excess of the permissible values due to the large step of the rollers. Under these conditions, the marriage of ingots will increase, the tape resistance will decrease, the productivity of the casting process will decrease due to breakthroughs of metal.

В примерах 2-4 прогиб ленты будет происходить в допустимых пределах, не будут выпучиваться широкие грани слитка, сократится брак слитков по внутренним трещинам, повысится стойкость ленты, устранится прорывы металла, повысится производительность процесса непрерывной разливки плоских слитков. In examples 2-4, the deflection of the tape will occur within acceptable limits, wide edges of the ingot will not bulge out, the marriage of ingots along internal cracks will be reduced, the resistance of the tape will increase, metal breakouts will be eliminated, and the productivity of the process of continuous casting of flat ingots will increase.

Применение изобретения позволяет уменьшить брак слитков по внутренним трещинам на 2,1% и увеличить производительность процесса разливки на 1,8% The use of the invention allows to reduce the marriage of ingots for internal cracks by 2.1% and to increase the productivity of the casting process by 1.8%

Claims

METHOD FOR CONTINUOUS CASTING OF FLAT INGOTS, including feeding liquid metal into the gap between the drive drums, flanges and the tape enveloping the flanges, forming the ingot in the gap in the radial direction, compressing the ingot in the solid-liquid state by moving the drum relative to the tape, cooling the tape with sprayed water, creating discrete forces on the tape in its transverse direction towards the flanges using rollers and pulling the ingot from the gap with a variable speed, characterized in that, in order to improve the quality Twa ingots, high resistance ribbon and productivity of the casting process, a continuous casting process creates forces on the belt at a pitch of 2.2 to 0.6 thickness of the ingot in the horizontal diametral plane of the drum.