RU2073586C1

RU2073586C1 - Metal continuous casting and deformation apparatus

Info

Publication number: RU2073586C1
Application number: RU93052089A
Authority: RU
Inventors: В.И. Одиноков
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 1993-11-17
Filing date: 1993-11-17
Publication date: 1997-02-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: apparatus has horizontal composite crystallizer with metal supply opening made in its upper part and pairs of side and horizontal working walls. Horizontal working walls are reciprocating toward side working walls to provide crystallization and deformation of metal and discharge of billets of predetermined size and configuration to both sides in horizontal plane. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and improved quality of billets. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке заготовок. The invention relates to metallurgy, namely to the continuous casting of billets.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для непрерывного горизонтального литья с двухсторонним вытягиванием заготовок, описанное в авт.свид. СССР N 1398255, содержащее кристаллизатор с отверстием в верхней части для подвода металла и парными боковыми и горизонтальными рабочими стенками. The closest in technical essence to the proposed is a device for continuous horizontal casting with two-sided stretching of the workpieces described in autosweet. USSR N 1398255, containing a mold with a hole in the upper part for supplying metal and paired lateral and horizontal working walls.

Недостатком данного устройства является возможность прорыва жидкого металла от действия растягивающих усилий со стороны тянущих роликов, плохое качество наружной поверхности и внутренней структуры. The disadvantage of this device is the possibility of a breakthrough of liquid metal from the action of tensile forces from the pulling rollers, poor quality of the outer surface and internal structure.

Задачей данного изобретения является повышение надежности работы устройства, увеличение его производительности при самоподаче, широкий сортамент отливаемых заготовок, повышение качества изделий. The objective of the invention is to increase the reliability of the device, increase its productivity during self-feeding, a wide range of cast blanks, improve product quality.

Поставленные цели достигаются тем, что кристаллизатор включает отверстие в верхней части и парные боковые и горизонтальные рабочие стенки. Парные боковые стенки имеют участки, составляющие наклон к горизонтальной оси кристаллизатора, и совершают в противофазах сложное движение по замкнутой траектории друг относительно друга, а две другие горизонтальные рабочие стенки совершают, смещенное по фазе к первым, возвратно-поступательное движение. The goals are achieved in that the mold includes a hole in the upper part and paired side and horizontal working walls. Paired side walls have sections that make an inclination to the horizontal axis of the mold, and perform in antiphases a complex motion along a closed path relative to each other, and the two other horizontal working walls make a reciprocating movement in phase to the first.

Дополнительный технический результат достигается, когда каждая боковая рабочая стенка закреплена на двух приводных эксцентриковых валах, эксцентрики которых повернуты друг относительно друга на 180^o с возможностью вращения в разные стороны, кроме того, эксцентриковые валы имеют по длине три участка, крайние из которых выполнены с поворотном эксцентрика относительно среднего участка на 90^o.An additional technical result is achieved when each side working wall is mounted on two drive eccentric shafts, the eccentrics of which are rotated 180 ^o relative to each other with the possibility of rotation in different directions, in addition, the eccentric shafts have three sections in length, the extreme of which are made with a rotary the eccentric relative to the middle section at 90 ^o .

На фиг. 1 изображено устройство для непрерывного литья и деформации металла в сечении А-А на фиг. 2; на фиг. 2 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 4 узел I на фиг. 2; на фиг. 5 схема бокового бойка-кристаллизатора в работе; на фиг. 6 схема вращения эксцентрика, приводящего в движение верхнюю и нижнюю плиты. In FIG. 1 shows a device for continuous casting and deformation of metal in section AA in FIG. 2; in FIG. 2 section BB in FIG. one; in FIG. 3, section BB in FIG. 2; in FIG. 4 node I in FIG. 2; in FIG. 5 diagram of the lateral striker-mold in operation; in FIG. 6 is a rotation diagram of an eccentric driving the upper and lower plates.

Устройство для непрерывного литья и деформации металла включает водоохлаждаемый кристаллизатор, состоящий из четырех частей: двух боковых водоохлаждаемых бойков-кристаллизаторов (боковых стенок) 1, каждый из которых закреплен в суппорте 2 и приводится в движение двумя приводными эксцентриковыми валами 3, вращающимися навстречу друг другу в подшипниках, установленных в верхней и нижней водоохлаждаемых плитах 5, приводящихся в движение в горизонтальной плоскости от одной из пар приводных эксцентриковых валов 3 посредством устройства 6, и плотно прижимающихся к боковым частям нажимными устройствами 7, установленными в стенках 4 станины через устройство 8, представляющее собой плоский подшипник с шариками 9. Боковые стенки 1 имеют наклонные и прямые участки. Верхняя плита 5 имеет окно 10 для установки разливочного стакана. Такое же окно имеет и верхняя стенка 4 станины. Пара приводных эксцентриковых валов 3, расположенных в плоскости р-р (фиг. 2), имеет три участка: средний участок имеет эксцентриситет l₁ (эксцентрик 11) и приводит в движение боковые стенки 1, крайние участки имеют эксцентриситет l₂ (эксцентрик 12) и приводят в движение нижнюю и верхнюю плиты 5 через шарнирную систему 6 (l₂>>l₁). С правой стороны суппорты 2 крепятся на эксцентриковых валах 3, находящихся в обойме 13, с помощью устройства (фиг. 4), позволяющего перемещаться суппорту 2 относительно осей валов 3 по подшипникам скольжения 14. Эта схема довольно широко применяется в шарнирных эксцентриковых устройствах.A device for continuous casting and deformation of a metal includes a water-cooled mold, consisting of four parts: two lateral water-cooled molds (side walls) 1, each of which is fixed in the support 2 and is driven by two drive eccentric shafts 3, rotating towards each other in bearings mounted in the upper and lower water-cooled plates 5, driven in a horizontal plane from one of the pairs of drive eccentric shafts 3 by means of a device 6, and lotno pressed against the side portions of the pressing devices 7 installed in the walls of the frame 4 through device 8, which is a flat bearing with balls 9. The side walls 1 have inclined and straight portions. The top plate 5 has a window 10 for installing a pouring glass. The same window has the upper wall 4 of the bed. A pair of drive eccentric shafts 3 located in the plane rr (Fig. 2) has three sections: the middle section has an eccentricity l ₁ (eccentric 11) and drives the side walls 1, the extreme sections have an eccentricity l ₂ (eccentric 12) and drive the lower and upper plates 5 through the hinge system 6 (l ₂ >> l ₁ ). On the right side, the calipers 2 are mounted on the eccentric shafts 3, located in the cage 13, using a device (Fig. 4), which allows the caliper 2 to move relative to the axes of the shafts 3 via sliding bearings 14. This scheme is quite widely used in articulated eccentric devices.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

При установившейся работе жидкий металл через разливочный стакан, установленный в окнах 10 стенки 4 станины и верхней прижимной плиты 5, заливается в сборный кристаллизатор, образующий бункер, где происходит кристаллизация металла путем теплоотвода тепла подвижными стенками кристаллизатора и деформация затвердевшего металла (фиг. 5). При вращении приводных эксцентриковых валов боковые стенки кристаллизатора совершают навстречу друг другу сложное движение в горизонтальной плоскости по замкнутой траектории, характеризуемое величиной эксцентриков l₁, их ориентацией относительно друг друга и направлением вращения валов в каждой боковой стенке. Такое движение боковых стенок способствует деформации закристаллизовавшегося металла и попеременную выдачу заготовки в стороны А и В. Верхняя и нижняя стенки кристаллизатора (плиты 5 на фиг. 1), связанные только с эксцентриковыми валами 3 в плоскости р-р, совершают в процессе вращения валов 3 возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости, способствуя попеременному продвижению закристаллизовавшегося металла (самоподачу) в стороны А и В выхода заготовки. Движение верхней и нижней плит осуществляется через эксцентрики, расположенные на крайних участках валов 3 в плоскости р-р (фиг. 2,3) и повернутые относительно эксцентрика среднего участка, на котором крепится суппорт 1, на 90^o. Нижняя плита под окном 10 имеет вставку 15 из твердосплавного и слаботеплопроводного материала, например, TiC, предотвращающего размывание плиты.During steady-state operation, liquid metal is poured through a pouring cup installed in the windows 10 of the bed wall 4 and the upper pressure plate 5 into a prefabricated mold, which forms a hopper, where metal crystallizes by heat removal by heat from the mold walls and deformation of the hardened metal (Fig. 5). When the drive eccentric shafts rotate, the side walls of the mold make complex movement towards each other in the horizontal plane along a closed path, characterized by the size of the eccentrics l ₁ , their orientation relative to each other and the direction of rotation of the shafts in each side wall. This movement of the side walls contributes to the deformation of the crystallized metal and the alternate delivery of the workpiece to sides A and B. The upper and lower walls of the mold (plate 5 in Fig. 1), connected only with the eccentric shafts 3 in the plane rr, are made during the rotation of the shafts 3 reciprocating movement in the horizontal plane, contributing to the alternate advancement of crystallized metal (self-feeding) in the sides A and B of the workpiece exit. The movement of the upper and lower plates is carried out through the eccentric located on the extreme sections of the shafts 3 in the plane rr (Fig. 2,3) and rotated relative to the eccentric of the middle section, on which the support 1 is mounted, by 90 ^o . The bottom plate under the window 10 has an insert 15 of hard-alloy and low-conductivity material, for example, TiC, which prevents erosion of the plate.

На фиг. 5, 6 изображена кинематика одной части боковых бойков, приводящихся в движение средними участками валов 3 (пары I и II на фиг. 5) с эксцентриком l₁. и прижимных плит 5 (фиг. 1), приводящихся в движение крайними участками валов 3 с эксцентриком l₂ посредством устройства 6 (фиг. 3). Причем эксцентрики пар I и II (фиг. 5) повернуты друг относительно друга на 180^o. При повороте приводных эксцентриковых валов 3 на 90^o средние участки с эксцентриком l₁ повернутся из положения I в положение 2 (фиг. 5). При этом бойками будет совершаться обжатие закристаллизовавшегося металла на выходе А и его продвижение в сторону В на величину l₁. При повороте валов II из положения I в положение 2 правая часть бойка-кристаллизатора будет отходить от закристаллизовавшегося металла, давая возможность его продвижению в сторону В. При повороте валов 1 на 90^o эксцентрики крайних участков, находящиеся на валах 1, повернутся также из положения 1 в положение 2 (фиг. 6). При этом верхняя и нижняя прижимные плиты передвинутся в горизонтальной плоскости на величину l₂ в сторону В, что будет способствовать перемещению металла в сторону В и заполнению зева, возникшего при расхождении бойков правой стороны (фиг. 5). При следующем повороте эксцентриковых валов из положения 2 в положение 3 боковые бойки продолжают обжатие металла в левой стороне и продвигают его в сторону А на величину l₁ при условии τ₁S₁>τ₂S₂, где τ₁ и τ₂ соответственно касательные напряжения на гранях ρ₁ и ρ₂; S₁; S₂ соответственно поверхности контакта закристаллизовавшегося металла на боковых частях и прижимных плитах; в правой стороне боковые бойки продолжают отходить от металла, боковые плиты продвигают металл в правой стороне на величину ≅l₂ а в левой стороне происходит проскальзование плит относительно закристаллизовавшегося металла, т. к. τ₁ρ₁>τ₂ρ₂. При следующем повороте эксцентриковых валов из положения 3 в положение 4 и из 4 в 1 будет происходить обратный ход: левая часть боковых бойков расходится, правая сходится, обжимая продвинутый прижимными плитами металл за ход 1-2-3 (фиг. 6); прижимные плиты передвигаются вправо, заполняя металлом образующийся зев с левой стороны А.In FIG. 5, 6 shows the kinematics of one part of the side strikers driven by the middle sections of the shafts 3 (pairs I and II in Fig. 5) with an eccentric l ₁ . and pressure plates 5 (Fig. 1), driven by the extreme sections of the shafts 3 with an eccentric l ₂ by means of a device 6 (Fig. 3). Moreover, the eccentrics of pairs I and II (Fig. 5) are rotated relative to each other by 180 ^o . When the drive eccentric shafts 3 are rotated 90 ^{°, the} middle sections with the eccentric l _{1 will} turn from position I to position 2 (Fig. 5). In this case, the strikers will compress the crystallized metal at the output A and advance it towards B by a value of l ₁ . When the shafts II rotate from position I to position 2, the right-hand part of the mold will move away from the crystallized metal, allowing it to advance towards B. When the shafts 1 rotate 90 ^{°, the} extreme sections located on the shafts 1 will also turn from position 1 to position 2 (Fig. 6). In this case, the upper and lower pressure plates move horizontally by an amount of l ₂ towards side B, which will facilitate the movement of metal toward side B and fill the pharynx that occurred when the strikers diverged on the right side (Fig. 5). At the next turn of the eccentric shafts from position 2 to position 3, the side strikers continue to compress the metal on the left side and advance it in the direction A by the value l ₁ under the condition τ ₁ S ₁ > τ ₂ S ₂ , where τ ₁ and τ _{2 are} respectively the tangential stresses on the faces ρ ₁ and ρ ₂ ; S ₁ ; S _2, respectively, the contact surface of the crystallized metal on the side parts and pressure plates; on the right side, the side strikers continue to move away from the metal, the side plates advance the metal on the right side by величинуl ₂ and on the left side the plates slip relative to the crystallized metal, since τ ₁ ρ ₁ > τ ₂ ρ ₂ . At the next turn of the eccentric shafts from position 3 to position 4 and from 4 to 1, a reverse stroke will occur: the left part of the side strikers diverges, the right part converges, squeezing the metal advanced by the pressure plates in a 1-2-3 stroke (Fig. 6); the pressure plates move to the right, filling the formed pharynx with metal on the left side of A.

При вращении приводных эксцентриковых валов расстояние между точками I пар I и II и точками 2 будет различным (фиг. 5), поэтому суппорт 2 (фиг.2) будет смещаться в ту или иную стороны относительно пары II, находящейся в обоймах 13 (фиг. 4). When the drive eccentric shafts rotate, the distance between points I of pairs I and II and points 2 will be different (Fig. 5), therefore, the support 2 (Fig. 2) will be shifted in one direction or another relative to the pair II located in the clips 13 (Fig. 4).

Claims

1. A device for continuous casting and deformation of metal, containing a precast mold with an opening in the upper part and paired side and horizontal working walls, characterized in that each of the side working walls of the mold is made with sections inclined to the horizontal axis and mounted on two parallel eccentric drives vertical shafts, and each of the horizontal working walls is mounted on one of these shafts with the possibility of phase-shifted to a pair of side working walls ostupatelnogo movement.

2. The device according to p. 1, characterized in that the drive eccentric shafts have three sections in length, the last of which are made with the eccentric turning 90 ^° relative to the middle section.

3. The device according to p. 1, characterized in that the drive eccentric shafts are made with the rotation of the eccentrics relative to each other by 180 ^o with the possibility of rotation in different directions.