RU2080207C1

RU2080207C1 - Dummy bar of large ingot continuous casting machine with successively arranged molds

Info

Publication number: RU2080207C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Шишкин; В.С. Голобоков; А.В. Лоза
Original assignee: Мариупольский металлургический институт
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1997-05-27

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: the head of dummy bar is made of blocks of various cross-sections installed one into another. Cross-section of blocks corresponds to cross-sections of molds. Blocks are installed for mutual displacement along the dummy bar axis. Means for block displacement is made in form of one telescopic bar installed on dummy bar axle. Lower part of blocks is truncated pyramid in shape. Body of each block additionally has retainers of position of inflated blocks and centering devices in form of spring-loaded solid of revolution. EFFECT: higher efficiency. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к машинам непрерывного литья крупных слитков методом послойного наращивания их сечения в ряде последовательно расположенных кристаллизаторов и может быть использовано для сокращения металлоемкости и габаритов затравочного устройства. The invention relates to metallurgy, and in particular to continuous casting machines of large ingots by the method of layer-by-layer increasing of their cross-section in a series of consecutively placed molds and can be used to reduce the metal consumption and dimensions of the seed device.

Известна затравка слябовой криволинейной МНЛЗ, содержащая головку, контактирующую с расплавленным металлом, и средство перемещения головки по оси ручья, выполненное в виде взаимодействующей с роликами МНЛЗ гибкой цепи с жесткими звеньями (см. Кн. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 2. Машины и агрегаты сталеплавильных цехов. / Целиков А.И. и др./ М. Металлургия, 1988, с. 234, 2 абз. сверху). Недостатком данной затравки является ее высокая металлоемкость и значительная (5 7 м) длина. Кроме того, затравка описанной конструкции не может быть использована в МНЛЗ несколькими последовательно установленными кристаллизаторами. A known seed slab curved caster containing a head in contact with molten metal, and means for moving the head along the axis of the stream, made in the form of a flexible chain interacting with caster rollers with rigid links (see. Book. Machines and assemblies of metallurgical plants. In 3 volumes T. 2. Machines and assemblies of steelmaking workshops. / Tselikov A.I. et al. / M. Metallurgy, 1988, p. 234, 2 paragraph above). The disadvantage of this seed is its high metal consumption and a significant (5 7 m) length. In addition, the seed of the described design cannot be used in continuous casting machines by several sequentially installed molds.

Известна также затравка слябовой криволинейной МНЛЗ, содержащая головку и средство перемещения головки, реализованное в виде взаимодействующей с роликами МНЛЗ гибкой шарнирной цепи с раздвижными звеньями (см. там же, 3 абз. сверху). При этом каждое звено состоит из подвижной и неподвижной пластин, между которыми помещена воздушная камера, распирающая пластины при подаче в нее воздуха. Недостатками затравки являются сложность изготовления, значительные металлоемкость и размеры, а также ненадежность работы по причине быстрого выхода из строя воздушных камер и, как следствие, недостаточного сцепления затравки с тянущими роликами. Использование данной затравки для разливки слитков методом послойного наращивания не представляется возможным. Also known is a seed slab curvilinear caster containing a head and means for moving the head, implemented in the form of a flexible hinge chain with sliding links interacting with caster rollers (see ibid., 3 paragraph above). Moreover, each link consists of a movable and fixed plates, between which is placed an air chamber, bursting plate when air is fed into it. The disadvantages of the seed are the complexity of manufacture, significant metal consumption and size, as well as the unreliability of work due to the rapid failure of the air chambers and, as a result, insufficient adhesion of the seed to the pulling rollers. The use of this seed for casting ingots by the method of layering is not possible.

Известна также принятая за прототип затравка машины непрерывного литья с двумя расположенными на оси ручья кристаллизаторами, в которой головка затравки выполнена составной из блоков различного поперечного сечения, смонтированных последовательно один в полости другого с возможностью поступательного перемещения в направлении оси затравки (см. авт.св. СССР N 710768, кл. B 22 D 11/04, фиг. 1 и пример конкретного выполнения). При этом полость каждого последующего блока выполнена сквозной и одинакового по длине поперечного сечения, что предполагает обязательное использование индивидуальных средств перемещения для каждого блока. Недостатком известной конструкции затравочного устройства являются значительные габариты и металлоемкость устройства, обусловленные использованием индивидуальных средств перемещения блоков, а также трудность обеспечения синхронной работы блоков головки в момент начала вытягивания. Also known is the prototype seed of a continuous casting machine with two molds located on the axis of the stream, in which the seed head is made up of blocks of various cross sections mounted sequentially one in the cavity of the other with the possibility of translational movement in the direction of the seed axis (see auth. USSR N 710768, class B 22 D 11/04, Fig. 1 and an example of a specific implementation). In this case, the cavity of each subsequent block is made through and of the same cross-sectional length, which implies the mandatory use of individual means of movement for each block. A disadvantage of the known design of the seed device is the significant size and metal consumption of the device due to the use of individual means of moving blocks, as well as the difficulty of ensuring synchronous operation of the head blocks at the time of the start of the pull.

Задачей изобретения является создание компактного, с низкой металлоемкостью затравочного устройства, обеспечивающего синхронизацию работы последовательно установленных блоков головки в момент начала вытягивания. The objective of the invention is to create a compact, low metal consumption of the seed device, providing synchronization of the operation of sequentially installed head blocks at the time of the start of the pull.

Для решения поставленной задачи в затравке МНЛЗ, содержащей составную головку, выполненную из блоков различного поперечного сечения, смонтированных последовательно один в полости другого с возможностью поступательного перемещения в направлении оси затравки, а также средства перемещения блоков, полость каждого последующего блока выполняют глубиной, равной высоте предыдущего блока, а средства перемещения блоков заменяют одной, установленной на оси затравки тянущей штангой; кроме того, торцевую поверхность каждого предыдущего блока, обращенную к торцевой поверхности полости последующего блока, выполняют в форме усеченной пирамиды; при этом тянущую штангу выполняют раздвижной многозвенной телескопической; а блоки головки дополнительно снабжают фиксаторами в виде воздушной камеры, взаимодействующей с подвижным элементом, выходящим на наружную поверхность блока, и подпружиненными телами качения, выступающими за пределы этой поверхности. To solve the problem in the seed caster containing a composite head made of blocks of various cross sections mounted sequentially one in the cavity of the other with the possibility of translational movement in the direction of the axis of the seed, as well as means of moving blocks, the cavity of each subsequent block is performed with a depth equal to the height of the previous block, and the means of moving blocks are replaced by one pull rod installed on the axis of the seed; in addition, the end surface of each previous block facing the end surface of the cavity of the subsequent block is made in the form of a truncated pyramid; while the pulling rod perform a sliding telescopic multi-link; and the head blocks are additionally equipped with clamps in the form of an air chamber interacting with a movable element extending onto the outer surface of the block and spring-loaded rolling bodies protruding beyond this surface.

Известно, что одной из проблем разливки многослойных отливок в МНЛЗ является проблема синхронизации работы последовательно установленных кристаллизаторов в момент начале вытягивания. Решение проблемы упирается в создание простого и надежного затравочного устройства, обеспечивающего:
быструю установку его в кристаллизаторах МНЛЗ;
четкую и своевременную последовательность включения кристаллизаторов в момент начала вытягивания слитка;
наименьшие потери металла с головной обрезью слитка;
легкость в управлении процессом вытягивания головы слитка;
конструктивную компактность и малую металлоемкость устройства.It is known that one of the problems of casting multilayer castings in continuous casting machines is the problem of synchronizing the operation of sequentially installed molds at the beginning of drawing. The solution to the problem rests on the creation of a simple and reliable seed device that provides:
its quick installation in continuous casting molds;
a clear and timely sequence of turning on the crystallizers at the moment the ingot starts to be drawn;
the smallest metal loss with the head edge of the ingot;
ease in controlling the process of pulling the head of the ingot;
structural compactness and low metal consumption of the device.

Известные затравочные устройства в применении к МНЛЗ с последовательно установленными кристаллизаторами не отвечают указанным техническим требованиям, т.к. предполагают оснащение каждого из кристаллизаторов своей индивидуальной и независимой от других затравкой. Недостатки данного решения в плане конструктивного несовершенства и трудностей управления разрозненными затравками очевидны. Known seed devices as applied to continuous casting machines with sequentially installed molds do not meet the specified technical requirements, because suggest equipping each of the molds with their individual and independent from the other seed. The disadvantages of this solution in terms of constructive imperfection and difficulties in managing disparate seeds are obvious.

В отличие от известных затравочных устройств в заявленной затравке полость каждого последующего блока выполнена глубиной, равной высоте предыдущего блока, а средства перемещения блоков выполнены в виде одной, установленной на оси затравки тянущей штанги. Указанный признак позволяет обеспечить конструктивную простоту и низкую металлоемкость средств перемещения блоков, а также снижение до минимума головной обрези слитка. In contrast to the known seed devices in the claimed seed, the cavity of each subsequent block is made with a depth equal to the height of the previous block, and the means for moving the blocks are made in the form of one mounted on the axis of the seed rod of the pull rod. This feature allows to ensure structural simplicity and low metal consumption of the means of moving blocks, as well as reducing to a minimum the head trim of the ingot.

Выполнение торцевой поверхности каждого предыдущего блока, обращенной к торцевой поверхности полости последующего блока, в форме усеченной пирамиды обеспечивает самоцентрирование блоков при их взаимном перемещении, что исключает заклинивание устройства вследствие непопадания предыдущего блока в полость последующего. Данная форма блоков является не единственной, обеспечивающей центровку блоков (например, возможна форма конуса или др. тела качения), однако эта форма блоков наиболее экономична и проста в изготовлении, что снижает себестоимость устройства и ремонтные издержки. The execution of the end surface of each previous block, facing the end surface of the cavity of the subsequent block, in the form of a truncated pyramid ensures self-centering of the blocks during their mutual movement, which eliminates jamming of the device due to non-falling of the previous block into the cavity of the subsequent one. This form of blocks is not the only one that provides alignment of blocks (for example, a cone shape or other rolling body is possible), however, this form of blocks is the most economical and simple to manufacture, which reduces the cost of the device and repair costs.

Выполнение средств перемещения блоков головки в виде раздвижной телескопической штанги обеспечивает наибольшую компактность и низкую металлоемкость устройства. Применение альтернативных вариантов средств перемещения (например, жесткой штанги) лишает устройство этих преимуществ. The implementation of the means of moving the head blocks in the form of a telescopic telescopic rod provides the greatest compactness and low metal consumption of the device. The use of alternative means of transport (for example, a rigid bar) deprives the device of these advantages.

Заявленный признак оснащения каждого блока фиксаторами, выполненными в виде воздушной камеры, взаимодействующей с подвижным элементом, выходящим на наружную поверхность блока, оговаривает один из возможных вариантов фиксации блоков в кристаллизаторах и между собой. По мнению авторов, данный способ крепления блоков в сравнении с другими вариантами (например, механическими защелками, гидравлическими зажимами и т.д.) обеспечивает большую надежность, безопасность эксплуатации и относительно низкую себестоимость затравочного устройства. The claimed sign of equipping each block with latches made in the form of an air chamber interacting with a movable element facing the outer surface of the block stipulates one of the possible options for fixing the blocks in the molds and among themselves. According to the authors, this method of mounting blocks in comparison with other options (for example, mechanical latches, hydraulic clamps, etc.) provides greater reliability, safe operation and relatively low cost of the seed device.

Оснащение каждого блока подпружиненными телами качения, выступающими за пределы наружной поверхности блоков, позволяет облегчить ввод блоков головки в кристаллизаторы МНЛЗ за счет их самоцентрирования, а также исключить повреждения рабочих поверхностей кристаллизаторов при перемещениях в них блоков. Equipping each block with spring-loaded rolling bodies protruding beyond the outer surface of the blocks makes it easier to enter the head blocks into the continuous casting molds due to their self-centering, as well as to eliminate damage to the working surfaces of the molds when the blocks move in them.

На фиг. 1 чертежа показан общий вид затравки и схема расположения блоков головки в кристаллизаторах МНЛЗ; на фиг. 2 разрез блока по месту установки фиксатора; на фиг. 3 разрез блока по месту установки тела качения, а на фиг. 4 схема работы затравки в момент начала разливки металла. In FIG. 1 of the drawing shows a General view of the seed and the arrangement of the blocks of the head in the molds CCM; in FIG. 2 section of the block at the installation site of the latch; in FIG. 3 is a sectional view of the block at the installation site of the rolling body, and in FIG. 4 diagram of the operation of the seed at the time of the start of casting of metal.

Затравка (фиг. 1) содержит составную головку, набранную из блоков 1 3 различного поперечного сечения, установленных в кристаллизаторах 4 6 МНЛЗ с возможностью перемещения в направлении оси X затравки, а также средства перемещения блоков. Ось X затравки совпадает с осью ручья МНЛЗ. Каждый последующий блок головки снабжен полостью, допускающей свободное размещение в ней предыдущего блока. Глубина H_n+1 полости каждого последующего блока равна высоте h_n предыдущего блока. Средство перемещения блоков головки по оси ручья выполнено в виде раздвижной телескопической штанги 7, прикрепленной к блоку 1 наименьшего поперечного сечения. Торцевая поверхность каждого предыдущего блока, обращенная к торцевой поверхности полости последующего блока, имеет скосы 8, придающие нижней части блока форму усеченной пирамиды. Каждый блок дополнительно содержит фиксаторы 9 и подпружиненные тела качения 10, выходящие на наружную поверхность блоков, параллельную оси X.The seed (Fig. 1) contains a composite head, recruited from blocks 1 to 3 of different cross-sections installed in the molds 6 6 CCM with the possibility of movement in the direction of the X axis of the seed, as well as means of moving blocks. The X axis of the seed coincides with the axis of the caster. Each subsequent block of the head is equipped with a cavity allowing free placement of the previous block in it. The depth H _{n + 1 of the} cavity of each subsequent block is equal to the height h _{n of the} previous block. The means for moving the head blocks along the stream axis is made in the form of a telescopic telescopic rod 7 attached to the block 1 of the smallest cross section. The end surface of each previous block, facing the end surface of the cavity of the subsequent block, has bevels 8, giving the bottom of the block the shape of a truncated pyramid. Each block additionally contains clamps 9 and spring-loaded rolling elements 10 that extend onto the outer surface of the blocks parallel to the X axis.

Фиксаторы (фиг. 2) выполнены в виде размещенной в теле блока воздушной камеры 11, взаимодействующей с накладкой 12, установленной с возможностью перемещения в направлении нормали к наружной поверхности блока. Тела качения (фиг. 3) выполнены в форме роликов 13, установленных в проемах блоков подушками 14, взаимодействующими с пружиной 15, упирающейся в дно проема. Цилиндрическая поверхность роликов выступает за пределы наружной поверхности блока. The latches (Fig. 2) are made in the form of an air chamber 11 located in the body of the unit, interacting with the pad 12, which is mounted with the possibility of movement in the normal direction to the outer surface of the block. The rolling bodies (Fig. 3) are made in the form of rollers 13 installed in the apertures of the blocks by pillows 14 interacting with a spring 15 resting against the bottom of the aperture. The cylindrical surface of the rollers extends beyond the outer surface of the block.

Перед началом разливки производят установку затравки в рабочее положение. Для этого последовательным перемещением вверх звеньев раздвижной телескопической штанги 7 (фиг. 1) добиваются размещения блоков 1 3 затравочной головки на требуемых уровнях соответствующих кристаллизаторов 4 - 6. При этом центрирование блоков относительно рабочих поверхностей кристаллизаторов обеспечивается телами качения 10. Далее, при помощи фиксаторов 9 фиксируют блоки в рабочем положении, для чего подают воздух в воздушные камеры 11 (фиг. 2) и прижимают накладки 12 к стенкам кристаллизаторов. Возникшие в результате центровки щели между блоком и стенками кристаллизаторов устраняют асбестовой ветошью, после чего контактирующую с жидким металлом поверхность блоков во избежание приваривания к слитку, покрывают слоем сыпучего холодильника. Затравка готова к работе. Before casting, the seed is placed in the working position. To do this, by successive upward movement of the links of the telescopic sliding rod 7 (Fig. 1), the placement of the blocks 1 3 of the seed head at the required levels of the respective molds 4 to 6 is achieved. The centering of the blocks relative to the working surfaces of the molds is provided by the rolling bodies 10. Further, using clamps 9 the blocks are fixed in the working position, for which air is supplied to the air chambers 11 (Fig. 2) and the pads 12 are pressed against the walls of the molds. The gaps resulting from the alignment between the block and the walls of the molds are removed with an asbestos rag, after which the surface of the blocks in contact with liquid metal is covered with a layer of a loose refrigerator in order to avoid welding to the ingot. The seed is ready to go.

Устройство работает следующим образом. Жидкий металл 16 (фиг. 4) подают в полость первого по ходу разливки кристаллизатора 4, дно которого образовано блоком 1. После формирования необходимой для начала вытягивания слитка толщины твердой корки и затвердевания металла в районе замка затравки избыточное давление воздуха в камере 11 (фиг. 2) первого блока уменьшают. В результате этого подвижный элемент 12 перемещается внутрь блока, чем снимается блокировка блока 1 (фиг. 4) в кристаллизаторе 4. Далее, совместным перемещением блока 1 и верхнего звена штанги 7 производят вытягивание первичного слитка 17 из кристаллизатора 4. При необходимости слиток подвергают действию вторичного охлаждения. По достижении слитком 17 кристаллизатора 5 блок 1 головки вводят в полость следующего блока 2. В момент совмещения верхних краев блоков 1 и 2 производят временную остановку затравки, в период которой надувают воздушную камеру блока 1 и в полость кристаллизатора 5 подают жидкий металл первого наращиваемого слоя. The device operates as follows. Liquid metal 16 (Fig. 4) is fed into the cavity of the first mold 4 during casting, the bottom of which is formed by block 1. After forming the thickness of the solid crust necessary to start drawing the ingot and solidifying the metal in the region of the seed lock, the excess air pressure in chamber 11 (Fig. 2) the first block is reduced. As a result of this, the movable element 12 moves inside the block, thereby removing the blocking block 1 (Fig. 4) in the mold 4. Next, by jointly moving the block 1 and the upper link of the rod 7, the primary ingot 17 is pulled out of the mold 4. If necessary, the ingot is exposed to the secondary cooling. Upon reaching ingot 17 of crystallizer 5, head block 1 is inserted into the cavity of the next block 2. At the moment of combining the upper edges of blocks 1 and 2, the seed is temporarily stopped, during which the air chamber of block 1 is inflated and liquid metal of the first build-up layer is fed into the cavity of crystallizer 5.

Далее с блоком 2 производят те же операции, что и с блоком 1 (см. выше), в результате чего из кристаллизатора 5 вытягивают слиток более крупного поперечного сечения. Аналогично вытягивают слиток из последующих кристаллизаторов. Отсоединение затравки от головной части слитка производят после полного затвердевания "головы" с помощью гидравлического домкрата (не показан). Next, with the block 2, the same operations are performed as with the block 1 (see above), as a result of which an ingot of a larger cross section is pulled from the mold 5. Similarly, an ingot is drawn from subsequent crystallizers. The seed is disconnected from the head of the ingot after the head has completely hardened using a hydraulic jack (not shown).

Примером конкретного выполнения заявленного устройства является затравка машины непрерывного литья заготовок для производства слитков сечением 480х1220 мм. Слиток производят в трех последовательно установленных кристаллизаторах сечением 160х900 мм, 320х1060 мм и 480х1220 мм с рабочей скоростью вытягивания 0,3 м/мин. Затравочное устройство, обеспечивающее начало вытягивания слитка, содержит головку с тремя блоками, поперечное сечение которых соответствует сечению указанных кристаллизаторов. При этом каждый следующий блок имеет полость, позволяющую предыдущему блоку разместиться внутри полости. В качестве средства перемещения головки использована трехзвенная телескопическая штанга с диаметром выдвижных звеньев 100, 200 и 300 мм. Длина каждого звена составляет 4 м. Штанга приводится в движение посредством гидравлического механизма с осевым усилием 20 т. Кроме этого, каждый блок головки снабжен установленной по его периметру воздушной камерой с подвижными полиуретановыми накладками. Рабочее давление воздуха в камерах до 1 МПа. Нижняя часть блоков выполнена в форме усеченной пирамиды с углами наклона граней к оси ручья 20 25^o. Наряду с этим, каждый блок оснащен установленными в проемах блока подпружиненными полиуретановыми роликами диаметром 50 мм, выступающими за пределы наружной поверхности блока на 5 мм.An example of a specific implementation of the claimed device is the seed of the continuous casting machine for the production of ingots with a section of 480x1220 mm. The ingot is produced in three consecutively mounted molds with a section of 160x900 mm, 320x1060 mm and 480x1220 mm with a working draw speed of 0.3 m / min. The seed device, providing the beginning of the pulling of the ingot, contains a head with three blocks, the cross section of which corresponds to the cross section of these molds. Moreover, each subsequent block has a cavity, allowing the previous block to be placed inside the cavity. As a means of moving the head, a three-link telescopic rod with a diameter of extendable links of 100, 200 and 300 mm was used. The length of each link is 4 m. The rod is driven by a hydraulic mechanism with an axial force of 20 tons. In addition, each head unit is equipped with an air chamber installed along its perimeter with movable polyurethane linings. The working air pressure in the chambers is up to 1 MPa. The lower part of the blocks is made in the form of a truncated pyramid with angles of inclination of the faces to the axis of the stream 20 25 ^o . In addition, each block is equipped with spring-loaded polyurethane rollers with a diameter of 50 mm installed in the block openings, protruding 5 mm beyond the outer surface of the block.

Применение заявленной затравки на МНЛЗ с тремя кристаллизаторами позволяет обеспечить синхронизацию работы блоков головки в момент начала литья, сократить металлоемкость устройства в 1,5 раза и снизить габаритные размеры в направлении длины затравки в 3 раза. The application of the claimed seed for continuous casting machines with three molds allows to synchronize the operation of the head blocks at the time of casting, reduce the metal consumption of the device by 1.5 times and reduce the overall dimensions in the direction of the length of the seed by 3 times.

Таким образом, совокупность отличительных признаков заявленного устройства обеспечивает решение поставленных в изобретении задач. Thus, the set of distinctive features of the claimed device provides a solution to the tasks of the invention.

Claims

1. The seed of the continuous casting machine of large ingots with sequentially placed molds, containing a composite head made of blocks of different cross sections mounted sequentially one in the cavity of the other with the possibility of translational movement in the direction of the axis of the seed and means of moving blocks, characterized in that the depth of the cavity of each the next block is equal to the height of the previous block, and the means for moving the blocks are made in the form of one, installed along the axis of the seed, pulling th rod.

2. The seed according to claim 1, characterized in that the end surface of each previous block faces the end surface of the cavity of the subsequent block and is made in the form of a truncated pyramid.

3. The seed according to claim 1, characterized in that the pulling rod is made sliding, telescopic.

4. The seed according to claim 1, characterized in that each block has latches made in the form of an air chamber in which a movable element is located facing the outer surface of the block.

5. The seed according to claim 1, characterized in that each block has spring-loaded rolling bodies protruding beyond the outer surface of the block.