RU2079390C1 - Apparatus for continuous casting of blanks - Google Patents
Apparatus for continuous casting of blanks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079390C1 RU2079390C1 RU94031252A RU94031252A RU2079390C1 RU 2079390 C1 RU2079390 C1 RU 2079390C1 RU 94031252 A RU94031252 A RU 94031252A RU 94031252 A RU94031252 A RU 94031252A RU 2079390 C1 RU2079390 C1 RU 2079390C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vertical
- walls
- continuous casting
- blanks
- lower section
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке заготовок. The invention relates to metallurgy, namely to the continuous casting of billets.
Прототипом по технической сущности к заявляемому изобретению является кристаллизатор для непрерывного вертикального литья стальной ленты, содержащий охлаждаемые широкие и узкие стенки, широкие боковые стенки которого в верхней части выполнены с углом наклона к вертикали менее 10o, сужены книзу до размера получаемой ленты и образуют рабочую полость конической формы, концевые участки широких боковых стенок выполнены параллельными, а их ширина равна, по меньшей мере, толщине получаемой ленты. Кроме того, в кристаллизаторе [1] широкие боковые стенки конической части выполнены дугообразными, а узкие стенки выполнены с возможностью перемещения в зоне параллельных участков широких стенок.A prototype of the technical nature of the claimed invention is a mold for continuous vertical casting of steel strip, containing cooled wide and narrow walls, the wide side walls of which are made in the upper part with an inclination angle to the vertical of less than 10 o , taper down to the size of the resulting tape and form a working cavity conical shape, the end sections of the wide side walls are made parallel, and their width is equal to at least the thickness of the resulting tape. In addition, in the mold [1], the wide side walls of the conical part are arcuate, and the narrow walls are movable in the area of parallel sections of the wide walls.
Недостатком кристаллизатора для непрерывного вертикального литья стальной ленты является возможность его использования только для получения стальных лент. Кроме того, выполнение широких боковых стенок кристаллизатора с углом наклона к вертикали менее 10o не обеспечивает возможность получения качественных непрерывнолитых заготовок из металлов с различными значениями коэффициента температуропроводности.The disadvantage of the mold for continuous vertical casting of steel strip is the possibility of its use only for steel strips. In addition, the implementation of the wide side walls of the mold with an angle of inclination to the vertical of less than 10 o does not provide the opportunity to obtain high-quality continuously cast billets from metals with different values of the thermal diffusivity.
Заявляемое устройство направлено на создание высокопроизводительного процесса получения непрерывнолитых заготовок. The inventive device is aimed at creating a high-performance process for producing continuously cast billets.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства заключается в:
повышении производительности процесса получения непрерывнолитых заготовок;
повышении надежности работы устройства;
увеличении выхода годного металла;
экономии электроэнергии;
улучшении качества поверхности и внутренней структуры заготовки.The technical result obtained by the implementation of the inventive device is:
increasing the productivity of the process of producing continuously cast billets;
improving the reliability of the device;
increase in metal yield;
energy saving;
improving surface quality and internal structure of the workpiece.
Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками. The inventive device is characterized by the following essential features.
Ограничительные признаки: четыре попарно расположенные продольные рабочие стенки; первая пара водоохлаждаемых рабочих стенок выполнена с верхним расширенным к вертикали и вертикальным нижним участками рабочей поверхности; участок перехода с расширенного верхнего в вертикальный нижний участок выполнен криволинейным с определенным радиусом кривизны; вторая пара водоохлаждаемых рабочих стенок выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения. Restrictive signs: four pairwise located longitudinal working walls; the first pair of water-cooled working walls is made with the upper extended to the vertical and vertical lower sections of the working surface; the transition section from the expanded upper to the vertical lower section is made curved with a certain radius of curvature; the second pair of water-cooled working walls is made with the possibility of reciprocating motion.
Отличительные признаки: первая пара рабочих стенок выполнена с возможностью совершения в процессе работы вращательного движения; угол наклона к вертикали рабочей поверхности верхнего расширенного участка рабочих стенок составляет α=7-30° величина угла наклона α выбрана в обратно пропорциональной зависимости от значения коэффициента температуропроводности металла получаемых заготовок; высота вертикального нижнего участка "h", радиуса кривизны "R" области перехода расширенного верхнего в вертикальный нижний участок, первоначальная до профилирования высота вертикального нижнего участка "h" связаны между собой следующими соотношениями:
h/R 0,1-0,6; h/h' 0,45-0,85.Distinctive features: the first pair of working walls is made with the possibility of performing in the process of work rotational movement; the angle of inclination to the vertical of the working surface of the upper expanded portion of the working walls is α = 7-30 °; the angle of inclination α is chosen inversely proportional to the value of the thermal diffusivity of the metal of the obtained workpieces; the height of the vertical lower section “h”, the radius of curvature “R” of the transition region of the expanded upper to the vertical lower section, the initial height of the vertical lower section “h” prior to profiling is interconnected by the following relationships:
h / R 0.1-0.6; h / h '0.45-0.85.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом заключается в следующем. A causal relationship between the set of essential features of the claimed device and the achieved technical result is as follows.
Совершение в процессе работы стенками первой пары вращательного движения обеспечивает условия захвата, обжатия и проталкивания металла к выходу кристаллизатора. При этом отпадает необходимость наличия дополнительного устройства для вытягивания заготовки, а соответственно уменьшаются затраты времени на обслуживание устройства, повышается надежность его работы. The execution in the process of working the walls of the first pair of rotational motion provides the conditions for the capture, compression and pushing of the metal to the exit of the mold. At the same time, there is no need for an additional device for pulling the workpiece, and accordingly, the time spent on servicing the device is reduced, and its reliability is increased.
При разливке металлов в кристаллизаторе с двумя парами стенок угол наклона рабочей поверхности двух стенок на верхнем расширенном участке к вертикали в конечном итоге определяется физическими параметрами металлов: к числу таких основных параметров относятся: l коэффициент теплопроводности металла, Вт/(мК); С удельная теплоемкость, Дж/(кгК) и r плотность металла, кг/м3. Соотношение параметров a=λ/ρc коэффициент температуропроводности металла, характеризующий скорость выравнивания в нем температуры в процессе охлаждения.When casting metals in a mold with two pairs of walls, the angle of inclination of the working surface of two walls in the upper expanded section to the vertical is ultimately determined by the physical parameters of metals: these basic parameters include: l metal thermal conductivity, W / (mK); C specific heat, J / (kgK) and r metal density, kg / m 3 . The ratio of parameters a = λ / ρc is the thermal diffusivity of the metal, which characterizes the rate of temperature equalization in it during cooling.
Для разливаемых металлов значение коэффициента температуропроводности a различно. Максимальное значение коэффициента a=95x10-6 и 113x10-6 м2/с имеют соответственно медь и алюминий.For poured metals, the thermal diffusivity coefficient a is different. The maximum value of the coefficient a = 95x10 -6 and 113x10 -6 m 2 / s are copper and aluminum, respectively.
Минимальные значения коэффициента a= 6x10-6 и (7,5-9)x10-6 м2/с имеют титан и низкоуглеродистая (низколегированная) сталь.The minimum values of the coefficient a = 6x10 -6 and (7.5-9) x10 -6 m 2 / s have titanium and low-carbon (low alloy) steel.
Исходя из характеристики коэффициента температуропроводности, следует, что минимальное значение угла наклона αmin рабочей поверхности стенки кристаллизатора на верхнем расширенном участке соответствует отливке в кристаллизатор алюминия и меди, а максимальное возможное значение угла αmax
при разливке титана и низкоуглеродистой (низколегированной) стали.Based on the characteristics of the thermal diffusivity coefficient, it follows that the minimum value of the angle of inclination α min of the working surface of the mold wall in the upper expanded section corresponds to casting aluminum and copper into the mold, and the maximum possible angle α max
during casting of titanium and low carbon (low alloy) steel.
Дополнительно к этому, исходя из того, что первой парой рабочих стенок на расширенном (наклонном) верхнем участке происходит обжатие (деформация) металла, то сделанное заключение о значениях αmin и αmax становится правомерным по следующим соображениям.In addition, based on the fact that the first pair of working walls in the expanded (inclined) upper section causes compression (deformation) of the metal, the conclusion made about the values of α min and α max becomes valid for the following reasons.
Давление обжатия металла (при сварке давлением) в области температур пластической деформации (0,8tпл, где tпл температура плавления металла) составляет: для алюминия и его сплавов соответственно -120-150 и 130-200 МН/м2, медь 250-400 МН/м2, в то время как соответственно для титана и низкоуглеродистой (низколегированной) стали всего 30-60 и 80-100 МН/м2.The metal compression pressure (during pressure welding) in the range of plastic deformation temperatures (0.8 t pl , where t pl metal melting temperature) is: for aluminum and its alloys, respectively -120-150 and 130-200 MN / m 2 , copper 250- 400 MN / m 2 , while for titanium and low-carbon (low alloyed) steel, respectively, only 30-60 and 80-100 MN / m 2 .
То есть, более низкие значения коэффициента температуропроводности металла и давления обжатия позволяют производить его разливку в кристаллизатор с более высоким значением угла наклона рабочей поверхности на верхнем участке стенки. При этом возможно возрастание количества одновременно деформируемого металла и уменьшение требований к точности поддержания температуры металла в верхней части кристаллизатора по сравнению с разливкой металла с более высоким значением коэффициента температуропроводности и давления обжатия. That is, lower values of the coefficient of thermal diffusivity of the metal and compression pressure allow it to be cast in a mold with a higher value of the angle of inclination of the working surface on the upper section of the wall. In this case, it is possible to increase the amount of simultaneously deformable metal and reduce the requirements for the accuracy of maintaining the temperature of the metal in the upper part of the mold compared to casting a metal with a higher value of the thermal diffusivity and compression pressure.
Определение угла наклона рабочей поверхности стенки при разливке заданного металла может быть определено из решения обратной задачи теплопроводности [2, 3] при которой по заданному распределению температур металла определяются соответствующие краевые условия (форма и размер рабочей поверхности стенки кристаллизатора). The determination of the angle of inclination of the working surface of the wall during casting of a given metal can be determined from the solution of the inverse heat conduction problem [2, 3] in which the corresponding boundary conditions (the shape and size of the working surface of the mold wall) are determined from the given distribution of metal temperatures.
Минимальное значение угла наклона рабочей поверхности стенки к вертикали составляет из технологических соображений αmin=7° (при разливке алюминия и его сплавов). Это вызвано тем, что при угле α меньше 7°(α<7°)) затрудняются условия заливки металла через погружной стакан и поддержания его на заданном уровне в кристаллизаторе, что особенно проявляется при получении заготовок с малой толщиной (δ<10 мм).
Максимальное значение угла наклона рабочей поверхности к вертикали при разливке низкоуглеродистой стали составляет αmax=30° Увеличение угла α>30° приводит к увеличению поверхности зеркала жидкого металла, контактирующего с воздухом, и как результат, увеличение количества отводимого тепла от металла и дополнительное его окисление. Кроме того, ухудшается обжатие металла, обусловленное перераспределением нормальных напряжений в более верхнюю часть кристаллизатора (т. O1 и O2 на фиг. 2) и необходимость увеличения мощности привода (расхода электроэнергии) для обжатия металла за счет увеличения толщины деформируемого металла на данной высоте h ( δ2>δ1 на фиг. 2).For technological reasons, the minimum value of the angle of inclination of the working surface of the wall to the vertical is α min = 7 ° (when casting aluminum and its alloys). This is due to the fact that, at an angle α less than 7 ° (α <7 ° )), the conditions for pouring the metal through the immersion cup and maintaining it at a predetermined level in the mold are hindered, which is especially evident when preparing blanks with a small thickness (δ <10 mm).
The maximum value of the angle of inclination of the working surface to the vertical when casting low-carbon steel is α max = 30 °. An increase in the angle α> 30 ° leads to an increase in the surface of the mirror of liquid metal in contact with air, and as a result, an increase in the amount of heat removed from the metal and its additional oxidation . In addition, metal compression deteriorates due to the redistribution of normal stresses to the upper part of the mold (i.e., O 1 and O 2 in FIG. 2) and the need to increase drive power (power consumption) for metal compression due to an increase in the thickness of the deformable metal at a given height h (δ 2 > δ 1 in Fig. 2).
Отношение высоты вертикального нижнего участка h стенки к радиусу кривизны R области перехода расширенного верхнего в вертикальный нижний участок составляет h/R=0,1-0,6. Увеличение отношения h/R>0,6 приводит к необходимости увеличения высоты кристаллизатора за счет увеличения высоты калибровочного (нижнего вертикального) участка и зоны жидкого металла в верхней части кристаллизатора. The ratio of the height of the vertical lower section of the wall h to the radius of curvature R of the transition region of the expanded upper to the vertical lower section is h / R = 0.1-0.6. An increase in the ratio h / R> 0.6 leads to the need to increase the height of the mold by increasing the height of the calibration (lower vertical) section and the zone of liquid metal in the upper part of the mold.
При уменьшении отношения h/R<0,1 значительно возрастает усилие, идущее на деформацию и выталкивание заготовки. With a decrease in the ratio h / R <0.1, the force that goes to deform and push the workpiece increases significantly.
Отношение вертикального нижнего (калибровочного) участка к первоначальной его высоте до профилирования поверхности (области перехода) составляет h/h'= 0,45-0,85. При h/h'>0,85 ухудшается качество поверхности получаемой заготовки. Уменьшение отношения h/h'<0,45 увеличивает сопротивление выталкивания заготовки за счет увеличения силы трения, а соответственно возрастает мощность привода и расход электроэнергии. The ratio of the vertical lower (calibration) section to its initial height before surface profiling (transition area) is h / h '= 0.45-0.85. When h / h '> 0.85, the surface quality of the resulting workpiece deteriorates. The decrease in the ratio h / h '<0.45 increases the resistance to pushing the workpiece by increasing the friction force, and accordingly increases the drive power and power consumption.
На фиг. 1 показан внешний вид одной рабочей стенки кристаллизатора в вертикальной плоскости с различным углом наклона рабочей поверхности к вертикали и областью перехода с расширенного верхнего в вертикальный нижний участок; фиг. 2 внешний вид кристаллизатора с парой рабочих стенок с наклонными (расширенными) участками в вертикальной плоскости, иллюстрирующий работу устройства (показано направление нормальных напряжений σ к поверхности и толщина s обжимаемого металла на данной высоте h); фиг. 3 - внешний вид кристаллизатора в горизонтальной плоскости. In FIG. 1 shows the appearance of one working wall of the mold in a vertical plane with a different angle of inclination of the working surface to the vertical and the transition area from the expanded upper to the vertical lower section; FIG. 2 shows the appearance of a mold with a pair of working walls with inclined (expanded) sections in a vertical plane, illustrating the operation of the device (the direction of normal stresses σ to the surface and the thickness s of the crimped metal at a given height h are shown); FIG. 3 - the appearance of the mold in the horizontal plane.
Заявляемое устройство для непрерывного литья заготовок (кристаллизатор) на фиг. 1, 2 и 3 состоит из пары рабочих стенок 1, 7 с расширенным (наклонным) 2 и вертикальным 3 участками с областью перехода (профилирования) 4, собственно кристаллизатора 5 и пары вертикальных стенок 6. The inventive device for continuous casting of blanks (mold) in FIG. 1, 2 and 3 consists of a pair of
Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.
Перед началом разливки металла кристаллизатор разогревается до необходимой температуры, а его нижняя часть перекрывается специальным приспособлением (затравкой), предотвращающим выливание расплава. Жидкий металл через погружной разливочный стакан поступает в кристаллизатор 5 через его верхнюю часть по расширенному участку 2. В процессе работы стенки 1, 7 совершают сложное вращательное движение с обжатием металла в области перехода 4 и его выталкиванием на нижний вертикальный (калибровочный) участок 3. Стенки 6 совершают в противофазе к стенкам 7 возвратно-поступательное движение. Before casting the metal, the mold is heated to the required temperature, and its lower part is blocked by a special device (seed), which prevents the pouring of the melt. Liquid metal through a submersible pouring cup enters the
Claims (2)
h/P 0,1 0,6, h/h' 0,45 0,85.2. The device according to claim 1, characterized in that the height of the vertical lower section h, the radius of curvature R of the transition region of the expanded upper to the vertical lower section, the initial vertical height of the lower section h 'prior to profiling, is interconnected by the following relationships:
h / P 0.1 0.6, h / h '0.45 0.85.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94031252A RU2079390C1 (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Apparatus for continuous casting of blanks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94031252A RU2079390C1 (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Apparatus for continuous casting of blanks |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94031252A RU94031252A (en) | 1996-06-27 |
RU2079390C1 true RU2079390C1 (en) | 1997-05-20 |
Family
ID=20160010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94031252A RU2079390C1 (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Apparatus for continuous casting of blanks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2079390C1 (en) |
-
1994
- 1994-08-25 RU RU94031252A patent/RU2079390C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1336943, кл. B 22 D 11/04, 1987. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94031252A (en) | 1996-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106735003A (en) | A kind of non-vacuum melting horizontal casting production technology of high-strength highly-conductive Cu Cr Zr alloy bar materials | |
US4073333A (en) | Method of continuous casting of ingots | |
RU99116792A (en) | METHOD FOR PRODUCING REFRIGERATING COOKERS FOR FURNACES USED IN BLACK METALLURGY | |
RU2079390C1 (en) | Apparatus for continuous casting of blanks | |
JP2001259821A (en) | Apparatus for producing amorphous alloy formed product and metallic mold for production and producing method | |
JPS58125332A (en) | Manufacture of flat cylindrical body | |
JPH08279B2 (en) | Manufacturing method of steel forgings | |
US5279353A (en) | Method and apparatus to effect a fine grain size in continuous cast metals | |
KR20010105265A (en) | Cooling plate and method for manufacturing the same | |
KR100510841B1 (en) | Method for designing the second optimum cooling pattern of continuous slab casting | |
CN1371313A (en) | Ingot mould for the continuous casting of steel into billet and cogged ingot formats | |
US5433263A (en) | Casting ejector | |
KR101060114B1 (en) | Continuous casting molds for casting molten metal, especially steel materials, into polygonal billet castings, bloom castings, preliminary section castings, etc. at high casting speeds. | |
US20020170700A1 (en) | Metal-casting method and apparatus, casting system and cast-forging system | |
US20030015309A1 (en) | Apparatus and method for metal strip casting | |
SU997963A1 (en) | Metal continuous casting unit mould connection sleeve | |
RU2113314C1 (en) | Composite mold for metal continuous casting | |
JPH09239496A (en) | Mold for continuously casting square billet | |
JPH09277001A (en) | Method for continuously casting stainless steel cast slab | |
SU1632620A1 (en) | Mould for continuous and semicontinuous casting of copper alloys | |
SU1526891A1 (en) | Method of continuous castting of copper and alloys based thereon | |
JPH0242575B2 (en) | ||
RU1771868C (en) | Device for horizontal continuous casting non-ferrous alloy blanks of round cross-section | |
RU9843U1 (en) | ELECTRIC SLUG FURNACE CRYSTALIZER | |
SU1393525A1 (en) | Arrangement for casting ingots |