RU2038915C1

RU2038915C1 - Apparatus for metal continuous casting

Info

Publication number: RU2038915C1
Application number: RU92012510A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Лебедев; Альберт Павлович Щеголев; Владимир Алексеевич Тихановский; Юрий Павлович Бойко; Владимир Сергеевич Луковников; Александр Васильевич Бессонов; Юрий Иванович Жаворонков
Original assignee: Производственное объединение "Южуралмаш"
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: apparatus for metal continuous casting has a rectilinear mold, a mechanism for reciprocation motion of the mold, a vertical rectilinear roller section, secured to a lower end of the mold, further arranged a curvilinear unbending roller section and a horizontal roller section, rollers, mounted in bearing cases, and frames, supporting the bearing cases. The vertical rectilinear section is provided by additional overhead rollers, arranged in C-shaped guides, provided in a beginning portion of the frame of the curvilinear bending section with possibility of motion in them. Each case of bearing of the additional rollers is provided by pair runners, mounted on rotation axles. Axles of the runners of adjacent cases of the additional rollers are mutually connected in pairs and also with the bearing of the last roller on the vertical rectilinear section with the aid of hinged tie rods. The additional rollers are spaced from the curvilinear bending section by a distance, equal to (0.25-0.5) of its length. The invention may be used in operating metal continuous plants and in newly constructed plants. EFFECT: enhanced quality of continuously cast ingots. 1 cl, 5 dwg, 1 tbl

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 кристаллиза- тора, 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-поступательное движение вместе с прикрепленной к нем радиальной роликовой секцией. A device for continuous casting of metals is known, including a radial crystallizer, a reciprocating mechanism of the crystallizer, a radial roller section attached to the lower end of the crystallizer, then a stationary radial roller section, a curved roller section for expanding the ingot from the radial position to horizontal and horizontal roller section. During casting, the mold reciprocates along with the radial roller section attached to it.

Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что слиток формируется в радиальном положении. В этих условиях при подаче металла в кристаллизатор неметаллические включения всплывают не полностью и осаждаются на фронте кристаллизации по грани слитка, расположенной по малому радиусу технологической оси. Сказанное приводит к браку слитков по качеству макроструктуры. A disadvantage of the known device is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots. This is because the ingot is formed in a radial position. Under these conditions, when metal is fed into the crystallizer, non-metallic inclusions do not fully float and 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. 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 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. 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 deformation from the rectilinear position to the radial position, then it is formed in the radial roller section, then in the straight roller section it is subjected to bending deformation from the radial position to the rectilinear 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. In the process of continuous casting, all the rollers of the straight vertical section perform a reciprocating motion together with the mold.

Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что точки приложения усилий от роликов на слиток в начале криволинейной изгибной роликовой секции находятся в процессе разливки на одинаковом расстоянии от мениска металла в кристаллизаторе. В этих условиях сосредоточенная нагрузка от роликов в начале изгибной секции приводит к увеличению изгибных напряжений в оболочке слитка, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам. 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 bending 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, which causes the ingot to be rejected by 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 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 specified technical effect is achieved by the fact that the device for continuous casting of metals includes a rectilinear mold, a reciprocating mechanism 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 curvilinear rolling roller section and horizontal roller section, rollers installed in bearing housings, as well as frames on which to mount Ana bearing housing.

Вертикальная прямолинейная секция снабжена дополнительными подвесными роликами, которые расположены в начале рамы криволинейной изгибной секции с возможностью перемещения в них, каждый корпус подшипников дополнительных роликов снабжен парными катками на осях вращения, причем оси катков соседних корпусов подшипников дополнительных роликов попарно соединены между собой, а также с корпусами подшипников последнего ролика на вертикальной прямолинейной секции при помощи шарнирных тяг, при этом дополнительные ролики расположены на расстоянии криволинейной изгибной секции, равном 0,25-0,5 ее длины. The vertical rectilinear section is equipped with additional hanging rollers, which are located at the beginning of the frame of the curved bending section with the possibility of movement in them, each bearing housing of the additional rollers is equipped with paired rollers on the axes of rotation, and the axes of the rollers of the adjacent bearing housings of the additional rollers are paired together, as well as with bearings of the last roller on a vertical straight section using articulated rods, with additional rollers located on oyanii curved bending section, its length equal to 0.25-0.5.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие рассредоточения нагрузок от роликов на слиток в начале участка его изгиба из вертикального прямолинейного положения в наклонное 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 due to the dispersion of the loads from the rollers onto the ingot at the beginning of the section of its bending from a vertical straight position to an inclined 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 расстояний расположения дополнительных подвесных роликов на криволинейной изгибной секции в пределах 0,25-0,5 ее длины объясняется закономерностями деформации изгиба слитка из прямолинейного положения в криволинейное. При меньших значениях не будут снижаться изгибные напряжения до необходимых пределов. При больших значениях необходимые усилия возвратно-поступательного перемещения подвесных дополнительных роликов будут превосходить допустимые значения. The range of distances of the location of the additional hanging rollers on the curved bending section within 0.25-0.5 of its length is explained by the laws of the deformation of the bending of the ingot from a rectilinear to a curved position. At lower values, bending stresses will not decrease to the required limits. At high values, the necessary reciprocating forces of the suspended additional rollers will exceed the permissible values.

Указанный диапазон устанавливается в обратной пропорциональной зависимости от величины постоянного значения радиуса кривизны радиальной роликовой секции. The specified range is set in inverse proportion 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 заявляемого устройства с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the claimed device with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 показано устройство для непрерывной разливки металлов, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 2. In FIG. 1 shows a device for continuous casting of metals, a longitudinal section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 2; in FIG. 4, section BB in FIG. 2; in FIG. 5 section GG in FIG. 2.

Устройство для непрерывной разливки металлов состоит из кристаллизатора 1, механизма 2 возвратно-поступательного движения, прямолинейной роликовой секции 3, криволинейной изгибной роликовой секции 4, радиальной роликовой секции 5, криволинейной разгибной роликовой секции 6, горизонтальной роликовой секции 7, роликов 8-12, корпусов подшипников 13, катков 14 с осями 15, шарнирных тяг 16, рам 17-20, направляющих 21 и 22, роликов 23, осей роликов 24. Позицией 25 обозначен непрерывнолитой слиток, 26 прямолинейный участок технологической оси, 27 криволинейный изгибной участок, 28 радиальный участок, 29 криволинейный разгибной участок, 30 горизонтальный участок технологической оси, 31 направляющие ролики. A device for continuous casting of metals consists of a mold 1, a reciprocating mechanism 2, a rectilinear roller section 3, a curved bending roller section 4, a radial roller section 5, a curved bending roller section 6, a horizontal roller section 7, rollers 8-12, cases bearings 13, rollers 14 with axles 15, articulated rods 16, frames 17-20, guides 21 and 22, rollers 23, axles of rollers 24. Position 25 indicates a continuously cast ingot, 26 a straight section of the technological axis, 27 a curved bnoy portion 28 groove portion 29 razgibnoy curvilinear portion, the horizontal portion 30 of technological axis 31 guide rollers.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подается сталь марки 3 сп и вытягивается из него слиток 25 с переменной скоростью. Слиток 25 вытягивается и направляется при помощи холостых и приводных роликов 8-12 и 23. Формирование слитка 25 производится сначала на прямолинейном вертикальном участке технологической оси разливки 26, затем на участке 27 изгиба слитка из прямолинейного вертикального положения в радиальное, далее на радиальном участке 28, затем на участке 29 разгиба слитка из радиального положения в прямолинейное горизонтальное и на горизонтальном участке 30. К кристаллизатору 1 к его нижнему торцу прикреплена прямолинейная секция 3 с роликами 8, которые вместе совершают возвратно-поступательное движение. Секция 3 направляется роликами 31. Далее расположена изгибная секция 4 с роликами 9 и 10, а затем радиальная секция 5 с роликами 11, далее разгибная секция 6 с роликами 12 и наконец, горизонтальная секция 7 с роликами 23. Ролики 8, 10, 11, 23 смонтированы в подшипника, которые смонтированы в рамах 3, 17, 18, 19, 20. PRI me R. In the process of continuous casting, mold 3 cn steel is fed into the mold 1 and an ingot 25 is pulled from it at a variable speed. The ingot 25 is drawn and guided using idle and drive rollers 8-12 and 23. The formation of the ingot 25 is first performed on a straight vertical section of the casting axis 26, then on a section 27 of the bend of the ingot from a straight vertical position to a radial position, then on the radial section 28, then, in the section 29 of the ingot bend from the radial position to the rectilinear horizontal and in the horizontal section 30. A rectilinear section 3 is attached to the mold 1 to its lower end with rollers 8, which together make a reciprocating motion. Section 3 is guided by rollers 31. Next, there is a bending section 4 with rollers 9 and 10, and then a radial section 5 with rollers 11, then an extension section 6 with rollers 12 and finally a horizontal section 7 with rollers 23. Rollers 8, 10, 11, 23 are mounted in bearings, which are mounted in frames 3, 17, 18, 19, 20.

Вертикальная прямолинейная секция 3 снабжена дополнительными подвесными роликами 9, которые расположены в направляющих 21 и 22 С-образной формы, выполненных в начале рамы 17 криволинейной изгибной секции 4. Каждый корпус 13 подшипников дополнительных роликов 9 снабжен парными катками 14 на осях вращения 15. Оси катков 15 соседних корпусов 13 подшипников дополнительных роликов 9 попарно соединены между собой, а также с корпусами подшипников последнего ролика 8 на вертикальной прямолинейной секции 3 при помощи шарнирных тяг 16. Дополнительные ролики 9 расположены на расстоянии криволинейной изгибной секции, равной 0,25-0,5 ее длины. Кривая деформации слитка 25 на участках изгиба 27 и разгиба 29 может быть выполнена различной, например, по клотойде с переменным радиусом кривизны R_var. Направляющие 21 и 22 повторяют эту кривую деформации слитка 25. При перекатывании по ним катков 14 ролики 9 обеспечивают необходимую кривую деформации слитка 25.The vertical straight section 3 is equipped with additional suspension rollers 9, which are located in the guides 21 and 22 of the C-shape, made at the beginning of the frame 17 of the curved bending section 4. Each housing 13 of the bearings of the additional rollers 9 is equipped with paired rollers 14 on the axes of rotation 15. Axes of the rollers 15 adjacent housings 13 bearings of additional rollers 9 are interconnected in pairs, as well as with bearing housings of the last roller 8 on a vertical straight section 3 using articulated rods 16. Additional rollers 9 are located at a distance of a curved bending section equal to 0.25-0.5 of its length. The deformation curve of the ingot 25 in the sections of bend 27 and bend 29 can be made different, for example, according to the clotoid with a variable radius of curvature R _var . The guides 21 and 22 repeat this deformation curve of the ingot 25. When the rollers 14 roll over them, the rollers 9 provide the necessary deformation curve of the ingot 25.

В таблице приведены примеры работы устройства с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the operation of the device with various technological parameters.

В первом примере вследствие большого числа дополнительных роликов и большой длины их расположения на криволинейной изгибной секции увеличиваются нагрузки на привод возвратно-поступательного движения кристаллизатора, подвесной прямолинейной вертикальной секции и дополнительных роликов сверх допустимых значений. In the first example, due to the large number of additional rollers and the large length of their location on the curved bending section, the loads on the drive of the reciprocating motion of the mold, suspended rectilinear vertical section and additional rollers in excess of the permissible values increase.

В пятом примере вследствие невозможности расположения на изгибной секции дополнительных роликов изгибные напряжения в слитке будут превосходить допустимые значения, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам. In the fifth example, due to the impossibility of placing additional rollers on the bending section, the bending stresses in the ingot will exceed the permissible values, which causes the ingot to be rejected by internal and external cracks.

В шестом примере (прототипе) вследствие отсутствия возвратно-поступательного движения роликов в изгибной криволинейной секции в слитках возникают напряжения, превосходящие допустимые значения, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам. In the sixth example (prototype) due to the lack of reciprocating motion of the rollers in the bending curved section in the ingots, stresses exceeding the permissible values arise, which causes the marriage of the ingots along internal and external cracks.

В примерах 2-4 вследствие возвратно-поступательного движения дополнительных подвесных роликов и их оптимального количества происходят рассредоточение нагрузок от роликов на слиток, релаксация напряжений в слитке, что приводит к снижению их значений меньше допустимых значений. In examples 2-4, due to the reciprocating motion of the additional suspension rollers and their optimum number, the loads from the rollers are distributed out onto the ingot, the stresses in the ingot are relaxed, which leads to a decrease in their values below the permissible values.

Применение предлагаемого устройства позволяет снизить брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 1,2%
Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принято устройство для непрерывной разливки металлов, применяемое на Череповецком металлургическом заводе.The use of the proposed device allows to reduce the marriage of ingots for internal and external cracks by 1.2%
The economic effect is calculated in comparison with the base object, for which the device for continuous casting of metals used at the Cherepovets Metallurgical Plant is taken.

Claims

DEVICE FOR CONTINUOUS METAL Pouring, including a rectilinear mold, a reciprocating mechanism of the mold, a vertical rectilinear roller section attached to the lower end of the mold, further located a curved extension roller section and a horizontal roller section, rollers installed in bearing housings on which bearing housings are mounted, characterized in that it is equipped with additional suspension rollers located on of a straight rectilinear section in C-shaped guides made at the beginning of the frame of a curved bending section with the possibility of moving into them, each additional roller bearing housing has a pair of rollers on the rotation axes, and the roller axes of adjacent additional roller bearing housings are pairwise interconnected, and also with bearing housings of the last roller on the vertical section using articulated rods, with additional rollers located at a distance from the curved bending section, equal to nom 0.25 0.5 its length.