RU2125921C1

RU2125921C1 - Apparatus for making continuously cast deformed billets

Info

Publication number: RU2125921C1
Application number: RU98103917A
Authority: RU
Inventors: В.В. Стулов; В.И. Одиноков
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-02-10

Abstract

FIELD: metal continuous casting, namely, high-efficiency process of continuously casting deformed billets. SUBSTANCE: apparatus includes buildup mold having four arranged in pairs longitudinal working walls. First pair of walls has upper and vertical lower portions of working surface inclined relative to vertical line and mounted with possibility of rotation at casting process. Second pair of walls is mounted with possibility of reciprocation motion. Working surfaces of first and second wall pairs are provided with recesses. Recesses of first wall pair have radius R of curvature related with wall width by ratio R/b=0.1-0.2. Depth r of recesses of second wall pair is related with wall thickness δ by ratio r/δ=0.03-0.2. EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке заготовок из труднодеформируемых металлов и сплавов. The invention relates to metallurgy, namely to the continuous casting of workpieces from difficult to deform metals and alloys.

Прототипом заявляемого изобретения является устройство для непрерывного литья заготовок (1. RU, патент 2079390 B 22 D 11/04. 1997. Бюл. N 14), содержащее сборный кристаллизатор, состоящий из четырех расположенных попарно продольных рабочих стенок, в котором первая пара рабочих стенок выполнена с расширенным под углом α = 7-30^o к вертикали верхним и вертикальным нижним участками рабочей поверхности с возможностью совершения в процессе работы вращательного движения, а вторая пара рабочих стенок выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения.The prototype of the claimed invention is a device for continuous casting of workpieces (1. RU, patent 2079390 B 22 D 11/04. 1997. Bull. N 14), containing a precast mold, consisting of four arranged in pairs of longitudinal working walls, in which the first pair of working walls performed a spread angle α = 7-30 ^o to the vertical upper and lower portions of a vertical working surface, with a commit operation, rotational motion, and a second pair of working the wall is adapted to reciprocating displacements tions.

Недостатком известного устройства для непрерывного литья заготовок является возможность его использования только для получения изделий из пластических металлов и сплавов. Разливка в нем труднодеформируемых металлов и сплавов (свинец-сурьма, олово, алюминий и др.) приводит к растрескиванию и обрыву получаемых заготовок. A disadvantage of the known device for continuous casting of workpieces is the possibility of its use only for obtaining products from plastic metals and alloys. The casting of hardly deformed metals and alloys (lead-antimony, tin, aluminum, etc.) in it leads to cracking and breakage of the resulting workpieces.

Заявляемое устройство направлено на создание высокопроизводительного процесса получения непрерывно литых деформированных заготовок. The inventive device is aimed at creating a high-performance process for producing continuously cast deformed billets.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства, заключается в увеличении выхода годных заготовок, улучшении качества поверхности и внутренней структуры заготовок. The technical result obtained by the implementation of the inventive device is to increase the yield of billets, improving the quality of the surface and the internal structure of the billets.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками. The inventive device is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаки: сборный кристаллизатор с четырьмя расположенными попарно продольными рабочими стенками; первая пара рабочих стенок выполнена с расширенным под углом α = 7-30^o к вертикали верхним и вертикальным нижним участками рабочей поверхности с возможностью совершения в процессе работы вращательного движения; вторая пара рабочих стенок выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения.Limiting signs: prefabricated mold with four longitudinally working working walls arranged in pairs; the first pair of working walls is made with the upper and vertical lower sections of the working surface expanded at an angle α = 7-30 ^o to the vertical with the possibility of performing a rotational movement during operation; the second pair of working walls is made with the possibility of reciprocating movement.

Отличительные признаки: на рабочей поверхности каждой стенки первой пары выполнены углубления; углубления на стенках первой пары в местах примыкания к стенкам второй пары имеют кривизну радиусом R; радиус кривизны углубления R связан с шириной стенки первой пары b отношением R/b=0,1-0,20; на рабочей поверхности стенок второй пары выполнены углубления с глубиной r; углубления в стенках второй пары связаны с толщиной стенки δ соотношением r/δ =0,05-0,2. Distinctive features: recesses are made on the working surface of each wall of the first pair; recesses on the walls of the first pair at the junctions with the walls of the second pair have a curvature of radius R; the radius of curvature of the recess R is associated with the width of the wall of the first pair b by the ratio R / b = 0.1-0.20; recesses with depth r are made on the working surface of the walls of the second pair; the recesses in the walls of the second pair are associated with the wall thickness δ by the ratio r / δ = 0.05-0.2.

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.

Выполнение на рабочей поверхности каждой стенки первой пары углублений, которые в местах примыкания к стенкам второй пары имеют кривизну с радиусом R, обеспечивает формирование корочки по криволинейной поверхности и исключает ее растрескивание при деформации заготовки в угловых зонах, примыкающих к стенкам второй пары. The execution on the working surface of each wall of the first pair of recesses, which at the points of contact with the walls of the second pair have a curvature with radius R, ensures the formation of a crust along a curved surface and eliminates its cracking during deformation of the workpiece in the corner zones adjacent to the walls of the second pair.

Уменьшение отношения R/b<0,1, где b - ширина стенки первой пары, увеличивает вероятность возникновения при деформации заготовки в угловых зонах напряжений, превышающих допустимые значения, при которых происходит растрескивание корочки. The decrease in the ratio R / b <0.1, where b is the width of the wall of the first pair, increases the likelihood of stresses occurring during deformation of the workpiece in the corner zones exceeding the allowable values at which crust cracking occurs.

Увеличение отношения R/b>0,2 увеличивает толщину образующейся заготовки, что затрудняет получение изделий с качественной внутренней структурой и высокой прочностью (твердостью) по причине недостаточной степени деформации корочки. Кроме того, усложняется технология изготовления стенок первой пары и возрастают требования к равномерности охлаждения заготовки. An increase in the ratio R / b> 0.2 increases the thickness of the formed preform, which makes it difficult to obtain products with a high-quality internal structure and high strength (hardness) due to insufficient crust deformation. In addition, the manufacturing technology of the walls of the first pair is becoming more complicated and the requirements for uniformity of cooling the workpiece are increasing.

Выполнение на рабочей поверхности стенок второй пары углублений глубиной r уменьшает вероятность растрескивания деформируемой заготовки по причине более плавной кривизны рабочих поверхностей стенок, а также возможность получения качественных заготовок различной толщины. The execution on the working surface of the walls of the second pair of recesses of depth r reduces the likelihood of cracking of the deformable workpiece due to the smoother curvature of the working surfaces of the walls, as well as the possibility of obtaining high-quality workpieces of various thicknesses.

Уменьшение отношения r/ δ ≤0,05, где δ - толщина стенки второй пары, не позволяет в ряде случаев обеспечить плавную кривизну рабочих поверхностей стенок при получении качественной заготовки заданной толщины из труднодеформируемого сплава. A decrease in the ratio r / δ ≤ 0.05, where δ is the wall thickness of the second pair, does not allow in some cases to ensure a smooth curvature of the working surfaces of the walls when obtaining a quality workpiece of a given thickness from a hard-to-deform alloy.

Увеличение отношения r/ δ >0,2 приводит к необходимости увеличения толщины самих стенок второй пары и усложняет технологию их изготовления. Кроме этого, возрастают требования к равномерности охлаждения заготовки. An increase in the ratio r / δ> 0.2 leads to the need to increase the thickness of the walls of the second pair themselves and complicates the technology of their manufacture. In addition, increasing demands on the uniformity of cooling the workpiece.

На фиг. 1 приведен внешний вид заявляемого устройства, а на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1. In FIG. 1 shows the appearance of the inventive device, and in FIG. 2 is a section AA of FIG. 1.

Заявляемое устройство на фиг. 1 и 2 состоит из сборного кристаллизатора 1 с первой парой рабочих стенок 2, выполненных с расширенными под углом к вертикали верхним и вертикальным нижним участками рабочей поверхности с углублениями 3, второй пары рабочих стенок 4 с углублениями 5. The inventive device of FIG. 1 and 2 consists of a prefabricated crystallizer 1 with a first pair of working walls 2, made with upper and vertical lower sections of the working surface with recesses 3 expanded at an angle to the vertical, second pair of working walls 4 with recesses 5.

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

Перед началом разливки расплава нижняя часть кристаллизатора перекрывается специальным приспособлением-затравкой, предотвращающей выливание расплава. После этого жидкий металл поступает в кристаллизатор 1, где происходит его затвердевание. Формирование корочки заготовки осуществляется на рабочих поверхностях стенок 2 с углублениями 3 первой пары и поверхностях стенок 4 с углублениями 5 второй пары. В процессе работы кристаллизатора 1 первая пара рабочих стенок 2 совершает вращательное движение с обжатием корочки, а вторая пара рабочих стенок 4 - возвратно-поступательное перемещение с выталкиванием заготовки. Наличие углублений 3 и 5 обеспечивает равномерную деформацию корочки по периметру заготовки и исключает ее растрескивание. Before the casting of the melt, the lower part of the mold is blocked by a special device-seed, which prevents the pouring of the melt. After that, the liquid metal enters the mold 1, where it solidifies. The formation of the crust of the workpiece is carried out on the working surfaces of the walls 2 with recesses 3 of the first pair and the surfaces of the walls 4 with recesses 5 of the second pair. In the process of operation of the mold 1, the first pair of working walls 2 rotates with compression of the crust, and the second pair of working walls 4 reciprocates with pushing the workpiece. The presence of recesses 3 and 5 provides uniform deformation of the crust along the perimeter of the workpiece and eliminates its cracking.

Claims

1. Device for producing continuously cast deformed billets, comprising a prefabricated mold, consisting of four longitudinally arranged pairwise longitudinal working walls, in which the first pair of walls is made with the upper and vertical lower sections of the working surface expanded at an angle α = 7-30 ^° to the vertical making during the work of the rotational movement, and the second pair of working walls is made with the possibility of reciprocating movement, characterized in that on the working surface of each wall ki of the first pair are made recesses, which at the points of contact with the walls of the second pair have a curvature with a radius R associated with the width of the wall of the first pair with the ratio R / b = 0.1 - 0.20.

2. The device according to claim 1, characterized in that on the working surface of the walls of the second pair there are also recesses of depth r associated with the wall thickness δ with the ratio r / δ = 0.05 - 0.2.