RU2043880C1

RU2043880C1 - Dead-bottom conical ingot mold for producing steel ingots

Info

Publication number: RU2043880C1
Authority: RU
Inventors: В.М. Машинский; Р.С. Айзатулов; Г.М. Ванисов; Э.С. Макаров; Ф.М. Косенький
Original assignee: Акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: ingot mold with hemispherical cavity in its bottom part has body with wide and narrow faces, journals positioned on faces and upper thickened beard. Outer surface of body has bevels extending from lower base to the level, at which cavity acquires hemispherical shape in the vicinity of face joints. Lower base is made in the form of irregular octagon with the length of narrow and wide faces equal to 0.58-0.68 and 0.14-0.22 of respective lengths of its axes. Upper thickened bead has bosses positioned in the vicinity of journal conjunction and having the width of 0.42-0.50 of narrow face width in upper base and thickness of 0.05-0.07 of ingot mold wall in upper base. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 2 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкциям изложниц для отливки стальных слитков. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the design of molds for casting steel ingots.

Известна изложница для листового слитка, узкие грани которой снабжены округлыми конусообразными приливами, расширяющимися в верхней и нижней частях корпуса изложницы и сходящими на нет к средней части [1]
Размещение конусообразных приливов на узких гранях изложницы приводит к неравномерности распределения температур в стенках и возникновению температурных напряжений, способствующих преждевременному образованию трещин.Known mold for sheet ingot, the narrow edges of which are provided with rounded conical tides, expanding in the upper and lower parts of the shell of the mold and disappearing to the middle part [1]
Placing conical tides on the narrow faces of the mold leads to uneven temperature distribution in the walls and the appearance of temperature stresses that contribute to premature cracking.

Известна изложница для слитка стали, принятая за прототип, включающая верхний утолщенный бурт, корпус, днище, наружная поверхность которой в нижней части корпуса на гранях выполнена по форме донной части слитка, а на углах снабжена округлыми приливами в виде расширяющихся книзу конусов [2]
Недостатком известной конструкции является повышенный удельный расход изложниц вследствие того, что уменьшение толщины стенок на гранях изложницы и утолщение в виде приливов на углах приводит к возникновению дополнительных термических напряжений, при этом конусообразные приливы являются их концентраторами, способствующими образованию трещин на ранних наливах и преждевременному выходу изложницы из строя. Кроме того, верхний утолщенный бурт равномерной толщины недостаточно способствует предотвращению образования продольных трещин возле цапф, являющихся концентраторами напряжений.Known mold for steel ingot, adopted for the prototype, including the upper thickened shoulder, the body, the bottom, the outer surface of which in the lower part of the body on the faces is made in the shape of the bottom of the ingot, and at the corners is equipped with rounded tides in the form of cones expanding downward [2]
A disadvantage of the known design is the increased specific consumption of molds due to the fact that a decrease in wall thickness on the faces of the mold and thickening in the form of tides at the corners leads to additional thermal stresses, while cone-shaped tides are their concentrators that contribute to the formation of cracks in the early fillings and the premature exit of the mold out of service. In addition, the upper thickened shoulder of uniform thickness does not contribute sufficiently to prevent the formation of longitudinal cracks near the trunnions, which are stress concentrators.

Сущность изобретения заключается в том, что в глуходонной уширенной кверху изложнице для стальных слитков с полостью в ее нижней части в виде полусферы, содержащей корпус с широкими и узкими гранями, цапфы на последних и верхний утолщенный бурт, согласно изобретению от нижнего основания наружная поверхность корпуса в месте соединения граней выполнена со скосами до уровня перехода полости в полусферу, при этом нижнее основание имеет форму неправильного восьмиугольника, причем длины его сторон, соответствующие узким и широким граням, составляют 0,58.0,68 и 0,14.0,22 от соответствующих длин его осей, а верхний утолщенный бурт в месте примыкания цапф выполнен с приливами шириной 0,42.0,50 ширины узкой грани в верхнем основании и толщиной 0,05. 0,07 толщины стенки изложницы в верхнем основании. The essence of the invention lies in the fact that in a globular upwardly broadened mold for steel ingots with a cavity in its lower part in the form of a hemisphere containing a housing with wide and narrow faces, trunnions on the latter and an upper thickened collar, according to the invention from the lower base, the outer surface of the housing in the junction of the faces is made with bevels to the level of the transition of the cavity into a hemisphere, while the lower base has the shape of an irregular octagon, with the lengths of its sides corresponding to narrow and wide faces, ulation 0,58.0,68 0,14.0,22 and from the respective lengths of the axes and the upper thickened shoulder abutment in place trunnions adapted tides 0,42.0,50 width narrower width in the upper base faces and a thickness of 0.05. 0.07 mold wall thickness in the upper base.

Предлагаемая изложница с данной совокупностью признаков и выбором заявляемых интервалов значений количественных признаков обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении удельного расхода изложниц. Выполнение наружной поверхности в нижней части корпуса изложницы со скосами в месте соединения граней от нижнего основания до уровня перехода полости в полусферу способствует равномерному распределению температуры в нижней части корпуса, что снижает термические напряжения и вероятность образования трещин. Кроме того, конструктивные параметры выполнения нижней части корпуса позволяют уменьшить металлоемкость изложницы без снижения срока эксплуатации. Снабжение верхнего утолщенного бурта в месте примыкания цапф приливами снижает термические напряжения и вероятность образования трещин в верхней части корпуса изложницы, что способствует эксплуатационной долговечности и снижению удельного расхода. The proposed mold with this combination of features and the choice of the claimed ranges of values of quantitative features ensures the achievement of a technical result, which consists in reducing the specific consumption of molds. The execution of the outer surface in the lower part of the mold shell with bevels at the junction of the faces from the lower base to the level of transition of the cavity into the hemisphere promotes a uniform temperature distribution in the lower part of the housing, which reduces thermal stresses and the likelihood of cracking. In addition, the design parameters of the lower part of the housing can reduce the metal consumption of the mold without reducing the life of the mold. The supply of the upper thickened collar at the junction of the pins with tides reduces thermal stresses and the likelihood of cracking in the upper part of the mold body, which contributes to operational durability and lower specific consumption.

Получение данного технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, а именно, выполнением наружной поверхности корпуса в нижней части со скосами и приливов в верхней части, их расположением, а также конструктивными параметрами выполнения, и явным образом не следует для специалиста из известного уровня техники. The receipt of this technical result was achieved by solving the problem at the inventive level, namely, by performing the outer surface of the housing in the lower part with bevels and tides in the upper part, their location, as well as the design parameters, and it does not explicitly follow from the prior art for a specialist.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой изложницы; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 то же, вид снизу. In FIG. 1 shows a General view of the proposed mold; in FIG. 2 same side view; in FIG. 3 the same, bottom view.

Изложница содержит глуходонный корпус 1 с широкими и узкими гранями, верхний утолщенный бурт 2 с приливами 3 в месте примыкания верхних цапф 4, днище 5 с полусферической формой полости, скосы 6 в нижней части корпуса. The mold contains a deep-groove body 1 with wide and narrow faces, an upper thickened collar 2 with tides 3 at the junction of the upper trunnions 4, a bottom 5 with a hemispherical cavity shape, bevels 6 in the lower part of the body.

На чертеже даны следующие обозначения:
А длина малой оси неправильного восьмиугольника в нижнем основании изложницы;
а длина стороны восьмиугольника, соответствующей узкой грани изложницы;
В длина большой оси неправильного восьмиугольника в нижнем основании изложницы;
в длина стороны восьмиугольника, соответствующей широкой грани изложницы;
Д толщина стенки изложницы в верхнем основании;
d толщина прилива в месте расположения цапфы;
S ширина узкой грани в верхнем основании корпуса;
с ширина прилива.The following notation is given in the drawing:
And the length of the minor axis of the irregular octagon in the lower base of the mold;
and the length of the side of the octagon corresponding to the narrow face of the mold;
The length of the major axis of the irregular octagon in the lower base of the mold;
the length of the side of the octagon corresponding to the wide face of the mold;
D the wall thickness of the mold in the upper base;
d tide thickness at the trunnion location;
S is the width of the narrow face in the upper base of the housing;
with the width of the tide.

Предлагаемые конструктивные параметры обусловлены тем, что при длине сторон а менее 0,58 длины малой оси А и при длине сторон в менее 0,14 длины большой оси В наблюдается неустойчивое положение изложницы на поддоне в процессе эксплуатации, возможно опрокидывание, кроме того, наблюдается перегрев стенок изложницы в углах донной части корпуса, что приводит к преждевременному образованию трещин и повышению расхода изложниц. При длине сторон а более 0,68 А и длине сторон в более 0,22 В снижается равномерность распределения температуры в нижней части корпуса, что приводит к преждевременному выходу изложниц из строя из-за образования трещин, а это увеличивает их расход на тонну отливаемой стали. При ширине с приливов менее 0,42 ширины S узкой грани в верхнем основании корпуса и толщине d приливов менее 0,05 толщины D стенки изложницы в верхнем основании наблюдается образование продольных трещин между цапфами и углами, повышается расход изложниц. С увеличением ширины с более 0,50 S и толщины d более 0,07 D приливы не оказывают влияния на предотвращение трещин на узких гранях между цапфами и углами, а из-за неравномерности распределения температуры в верхнем основании образование трещин наблюдается на углах и широких гранях, что приводит к повышению удельного расхода изложниц. The proposed design parameters are due to the fact that when the length of the sides is less than 0.58 of the length of the small axis A and when the length of the sides is less than 0.14 of the length of the major axis B, the mold is unstable on the pallet during operation, tipping is possible, in addition, overheating is observed the walls of the mold in the corners of the bottom of the housing, which leads to premature cracking and increased consumption of molds. When the length of the sides a is more than 0.68 A and the length of the sides is more than 0.22 V, the uniformity of the temperature distribution in the lower part of the case decreases, which leads to premature failure of the molds due to cracking, and this increases their consumption per ton of cast steel . When the width from the tides is less than 0.42 of the width S of the narrow face in the upper base of the body and the thickness d of the tides is less than 0.05 of the wall thickness D of the mold in the upper base, longitudinal cracks between the pins and corners are observed, the consumption of molds increases. With an increase in width from more than 0.50 S and thickness d more than 0.07 D, tides do not affect the prevention of cracks on narrow faces between pins and corners, and due to the uneven distribution of temperature in the upper base, cracking is observed at corners and wide faces , which leads to an increase in the specific consumption of molds.

Эксплуатация изложницы осуществлялась следующим образом. The operation of the mold was carried out as follows.

П р и м е р (вариант 3). На Западно-Сибирском металлургическом комбинате в цехе подготовки составов отлитую изложницу устанавливали на поддон и подавали в разливочный пролет кислородно-конвертерного цеха под заливку. После заполнения изложницы жидким металлом происходил процесс его кристаллизации и последующая технологическая выдержка. Затем изложница освобождалась от слитка. При отливке изложница имела следующие относительные значения параметров:
a/A=0,63; b/B=0,18; c/S=0,46; d/D=0,06, которые обеспечивали равномерное распределение температуры в нижней части корпуса изложницы и снижение термических напряжений в месте расположения цапф. Удельный расход изложниц составил 15,0 кг/т.PRI me R (option 3). At the West Siberian Metallurgical Combine in the composition preparation workshop, the cast ingot mold was mounted on a pallet and fed into the casting span of the oxygen-converter shop for pouring. After filling the mold with liquid metal, its crystallization and subsequent technological exposure took place. Then the mold was freed from the ingot. When casting, the mold had the following relative parameter values:
a / A = 0.63; b / B = 0.18; c / S = 0.46; d / D = 0.06, which ensured uniform temperature distribution in the lower part of the mold body and reduction of thermal stresses at the location of the pins. The specific consumption of molds was 15.0 kg / t.

Примеры конкретного выполнения изложницы для стальных слитков при оптимальных, граничных и заграничных параметрах отличительных признаков формулы изобретения и по прототипу приведены в табл. 1 и 2. Из таблиц видно, что удельный расход при заявляемых пределах количественных признаков составлял 15,0-16,4 кг/т и обеспечивалось устойчивое положение изложницы на поддоне. Examples of specific performance of the mold for steel ingots with optimal, boundary and foreign parameters of the distinguishing features of the claims and the prototype are given in table. 1 and 2. It can be seen from the tables that the specific consumption for the claimed limits of quantitative characteristics was 15.0-16.4 kg / t and a stable position of the mold on the pallet was ensured.

Предложенная конструкция изложницы промышленно применима в металлургии, в частности в сталеплавильном производстве для отливки слитков. The proposed design of the mold is industrially applicable in metallurgy, in particular in the steel industry for casting ingots.

Claims

DEEP-REAR EXTENDED UPPER TILES FOR STEEL INGOTS with a cavity in its lower part in the form of a hemisphere, comprising a housing with wide and narrow faces, trunnions on the latter and an upper thickened collar, characterized in that the outer surface of the housing at the junction of the faces is made with bevels to the level of transition of the cavity into a hemisphere, while the lower base has the shape of an irregular octagon, and the lengths of its sides corresponding to narrow and wide faces are 0.58 0.68 and 0.14 0.22 corresponding to its lengths axes, and the upper thickened collar at the junction of the pins is made with tides with a width of 0.42 0.50 of the width of a narrow face in the upper base and a thickness of 0.05 0.07 of the wall thickness of the mold in the upper base.