RU2134180C1

RU2134180C1 - Draw-out equipment

Info

Publication number: RU2134180C1
Application number: RU97114613A
Authority: RU
Inventors: В.П. Кашуба; М.В. Кашуба
Original assignee: Кашуба Владимир Павлович; Кашуба Марина Владимировна
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-08-10

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: invention is meant to produce billets of large section from metals and alloys by method of horizontal continuous casting. Draw-out equipment of plant for continuous casting of billets of large section has drawing and stopping mechanism mounted on bed frame with supports and drive. Drawing mechanism is manufactured in the form of yoke freely put on ingot and is provided with fixture to grip ingots that is located under ingot. EFFECT: enhanced efficiency of process of casting of billets of large section, prolonged service life of mould in process of drawing ingots from mould by drawing equipment. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству и предназначено для производства заготовок крупного сечения из металлов и сплавов методом горизонтального непрерывного литья. The invention relates to foundry and is intended for the production of coarse sections from metals and alloys by continuous horizontal casting.

Тянущее устройство является одной из составляющих установок непрерывного горизонтального литья заготовок, включающих плавильную печь, миксер, кристаллизатор, пилу для резки слитка на мерные длины и штабелеукладчик. При этом известные литейные установки выполнены по жесткой схеме, в которой слиток прочно закреплен как минимум в трех точках - кристаллизаторе, тянущем устройстве и в гидрозажимах пилы, и предназначены для литья заготовок небольшого сечения. Важным звеном в этой схеме является тянущее устройство. The hauling device is one of the components of continuous horizontal casting installations, including a melting furnace, mixer, mold, a saw for cutting an ingot into measured lengths and a stacker. Moreover, the well-known foundry plants are made according to a rigid scheme, in which the ingot is firmly fixed at least at three points — the mold, the hauling device and the saw’s hydraulic clamps, and is designed for casting small sections. An important link in this scheme is the pulling device.

Известно тянущее устройство установки непрерывной разливки металлов горизонтального типа, содержащее подвижную головку с тянущими и реверсирующими зажимами. Для увеличения производительности тянущие и реверсирующие зажимы закреплены на подвижной головке вдоль горизонтальной оси установки один за другим и снабжены приводами фиксированных положений (aвторское свидетельство СССР N 825272, кл. B 22 D 11/128, 1981). Known pulling device installation of continuous casting of horizontal metals, containing a movable head with pulling and reversing clamps. To increase productivity, pulling and reversing clamps are mounted one after another on the movable head along the horizontal axis of the unit and are equipped with fixed position drives (USSR author's certificate N 825272, class B 22 D 11/128, 1981).

Известно тянущее устройство машины непрерывного литья заготовок, содержащее установленные на стационарной раме со стойками приводные нижние и верхние ролики и механизм прижима роликов. При этом верхние ролики расположены на траверсе и выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости (aвторское свидетельство СССР N 1440606, кл. B 22 D 11/128, 1988). A pulling device for a continuous casting machine is known, comprising drive lower and upper rollers and a roller clamp mechanism mounted on a stationary frame with uprights. In this case, the upper rollers are located on the traverse and are made with the possibility of movement in the vertical plane (USSR author's certificate N 1440606, class B 22 D 11/128, 1988).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для вытягивания прутков на многоручьевой установке непрерывного горизонтального литья, выполненное также с жесткими направляющими. Устройство содержит станину со стойками, тянущую и стопорную головки с зажимами и гидропривод. Улучшение качества прутков и повышение производительности достигается тем, что гидроцилиндр привода размещен в центральной полости тянущей головки соосно кристаллизатору (aвторское свидетельство СССР N 442884, кл. B 22 D 11/12, 1974). Closest to the technical nature of the present invention is a device for pulling rods on a multi-strand installation of continuous horizontal casting, also made with rigid guides. The device contains a bed with racks, pulling and locking heads with clamps and hydraulic drive. Improving the quality of the rods and increasing productivity is achieved by the fact that the hydraulic cylinder of the drive is placed in the central cavity of the pulling head coaxially with the mold (USSR author's certificate N 442884, class B 22 D 11/12, 1974).

При использовании известных тянущих устройств в установках непрерывного горизонтального литья для отливки слитков крупного сечения, например диаметром 50 мм и более, на участке кристаллизатор-тянущее устройство происходит следующее. Из кристаллизатора слиток выходит с температурой выше 500^oC, и охладить его одинаково по периметру не удается. Та сторона слитка, которая имеет наименьшую температуру, имеет наибольшую термическую усадку, в результате чего слиток деформируется (изгибается). Так как литейные установки выполнены по жесткой схеме, то закрепленный в трех точках слиток в результате деформации передает усилие на узлы крепления. Наиболее слабым узлом является графитовый кристаллизатор, срок службы которого резко понижается. Это является существенным недостатком установок при литье заготовок крупного сечения с использованием тянущих устройств, выполненных по жесткой схеме.When using known pulling devices in continuous horizontal casting installations for casting ingots of large cross section, for example, with a diameter of 50 mm or more, the following occurs in the mold-pulling section. The ingot leaves the crystallizer with a temperature above 500 ^o C, and it is not possible to cool it equally around the perimeter. The side of the ingot that has the lowest temperature has the greatest thermal shrinkage, as a result of which the ingot is deformed (bent). Since the foundry plants are made according to a rigid scheme, the ingot fixed at three points as a result of deformation transfers force to the attachment points. The weakest node is a graphite mold, the service life of which decreases sharply. This is a significant drawback of installations when casting large-section billets using pulling devices made according to a rigid scheme.

Таким образом, на участке кристаллизатор-тянущее устройство при охлаждении происходит деформация слитка в различные стороны и постоянное отклонение слитка от оси под действием термических напряжений. На практике, чтобы как-то уменьшить воздействие слитка на кристаллизатор при отливке заготовок крупного сечения, тянущее устройство располагают подальше от кристаллизатора, на 3-5 м и более, что приводит к увеличению производственных площадей и также является недостатком известных тянущих устройств. Thus, in the crystallizer-hauling section, during cooling, the ingot deforms in different directions and the ingot constantly deviates from its axis under the influence of thermal stresses. In practice, in order to somehow reduce the effect of the ingot on the mold during the casting of large cross-section billets, the pulling device is placed away from the mold by 3-5 m or more, which leads to an increase in production space and is also a disadvantage of the known pulling devices.

Задачей изобретения является разработка конструкции тянущего устройства, позволяющего уменьшить действие термических напряжений на отливаемый слиток в литейной установке. The objective of the invention is to develop the design of the pulling device, which allows to reduce the effect of thermal stresses on the cast ingot in the casting installation.

Технический результат заявленного устройства состоит в повышении эффективности процесса литья заготовок крупного сечения и увеличении срока службы кристаллизатора в процессе вытягивания из кристаллизатора слитков тянущим устройством. The technical result of the claimed device is to increase the efficiency of the casting process of large cross-section blanks and increase the life of the mold in the process of pulling ingots from the mold by a pulling device.

Для достижения этого технического результата в тянущем устройстве установки непрерывного горизонтального литья заготовок крупного сечения, содержащем установленные на станине со стойками вытягивающий механизм с приспособлением для захвата слитка, стопорный механизм и привод, вытягивающий механизм выполнен в виде свободно подвешенного ярма с возможностью надевания его на слиток, а приспособление для захвата слитка расположено под слитком. Причем приспособление для захвата слитка выполнено в виде гидроцилиндра и клинового устройства. Вытягивающий и стопорный механизмы шарнирно прикреплены к стойкам с возможностью отклонения в радиальном направлении. Привод выполнен гидравлическим, в другом варианте - электрическим. To achieve this technical result, a pulling device for continuous horizontal casting of large-sized workpieces containing a pulling mechanism mounted on a bed with racks with a device for gripping the ingot, a locking mechanism and a drive, a pulling mechanism is made in the form of a freely suspended yoke with the possibility of putting it on an ingot, and the ingot gripper is located under the ingot. Moreover, the device for gripping the ingot is made in the form of a hydraulic cylinder and a wedge device. The pulling and locking mechanisms are pivotally attached to the uprights with the possibility of deflection in the radial direction. The drive is made hydraulic, in another embodiment - electric.

В установке непрерывного горизонтального литья заготовок крупного сечения, например круглых слитков диаметром 50 мм и более, содержащей разработанное тянущее устройство, слиток крепится в кристаллизаторе и тисках пилы, т. е. в двух точках. При этом тянущее устройство снабжено свободно подвешенным ярмом с возможностью надевания его на слиток. При этом ярмо, периодически воздействуя вдоль оси слитка, перемещает его на заданные расстояния. На слиток в тянущем устройстве действует только вес ярма, который не превышает 1-2% от веса слитка. С точки зрения механики, если на рычаг действуют три силы, как в известных устройствах, мы имеем рычаг первого или второго рода. Если на стержень действует только две силы, как в предлагаемом решении, то он лишается разрушительной способности. In an installation for continuous horizontal casting of large-sized billets, for example, round ingots with a diameter of 50 mm or more, containing the developed pulling device, the ingot is mounted in the mold and in the vice of the saw, i.e., at two points. In this case, the pulling device is equipped with a freely suspended yoke with the possibility of putting it on an ingot. In this case, the yoke, periodically acting along the axis of the ingot, moves it at predetermined distances. The ingot in the hauling device is affected only by the weight of the yoke, which does not exceed 1-2% of the weight of the ingot. From the point of view of mechanics, if three forces act on a lever, as in known devices, we have a lever of the first or second kind. If only two forces act on the rod, as in the proposed solution, then it loses its destructive ability.

Таким образом повышение эффективности процесса литья заготовок крупного сечения достигается изменением схемы сил, действующих на отливаемый слиток, т. е. вместо трех сил, как в известных решениях, в предлагаемом действуют только две. Это обеспечивает слитку некоторую подвижность при его термической усадке и предотвращает его воздействие на стенки кристаллизатора, что позволяет использовать в литейных установках графитовые кристаллизаторы и увеличивает срок службы кристаллизаторов. Thus, an increase in the efficiency of the casting process of large section blanks is achieved by changing the pattern of forces acting on the cast ingot, i.e., instead of the three forces, as in the known solutions, only two act in the proposed one. This provides the ingot some mobility during its thermal shrinkage and prevents its action on the walls of the mold, which allows the use of graphite molds in foundry plants and increases the service life of molds.

Кроме этого сокращаются производственные площади, занимаемые установками непрерывного литья заготовок, так как возможно более близкое расположение тянущего устройства к кристаллизатору. In addition, the production space occupied by the continuous casting units is reduced, since a closer arrangement of the pulling device to the mold is possible.

Ниже изобретение поясняется более подробно чертежами. При этом показаны:
- на фиг. 1 - схема установки непрерывного горизонтального литья заготовок крупного сечения,
- на фиг. 2 - тянущее устройство.Below the invention is illustrated in more detail by the drawings. The following are shown:
- in FIG. 1 is a diagram of a continuous horizontal casting installation of large section blanks,
- in FIG. 2 - pulling device.

Установка для отливки заготовок крупного сечения (фиг. 1) состоит из индукционной канальной печи 1, графитового кристаллизатора 2, вмонтированного в стенку печи 1, вытягивающего устройства 3 и отрезного станка 4. Слиток 5 фиксируется в графитовом кристаллизаторе 2 и в зажимах отрезного станка 4. В тянущем устройстве 3 слиток может отклоняться от оси в любую сторону. The installation for casting billets of large cross-section (Fig. 1) consists of an induction channel furnace 1, graphite mold 2, mounted in the wall of the furnace 1, a drawing device 3 and a cutting machine 4. The ingot 5 is fixed in the graphite mold 2 and in the clamps of the cutting machine 4. In the pulling device 3, the ingot may deviate from the axis in any direction.

Тянущее устройство (фиг. 2) состоит из станины 1, на которой закреплены две стойки 2, и вытягивающего механизма, выполненного в виде ярма 4, свободно надетого на слиток 5 и снабженного гидравлическим захватом слитка, состоящим из гидроцилиндра 6 и клинового устройства 7, которые расположены под слитком. Тянущее устройство содержит также гидравлический привод, рабочие гидроцилиндры 3 которого крепятся шарнирно к стойке 2 и приводят в движение ярмо 4, а регулируемые упоры 8 закреплены к ярму 4 и воздействуют на рычаг 9 гидравлической коробки 10. Для регулировки скорости перемещения ярма 4 при рабочем и холостом ходах используются дроссели 11, 12. В случае изменения движения слитка в гидравлической системе установлен четырехходовой кран 13. С целью предотвращения движения слитка при работе в сторону кристаллизатора на стойке 2 с помощью шарниров крепится стопорный механизм 14, который имеет пружинный или гидравлический прижим 17, воздействующий на ролик 16. Ролик опирается на наклонную плоскость 15 и слиток 5, что позволяет слитку перемещаться только в одном направлении и не допускать движения в обратном направлении. The pulling device (Fig. 2) consists of a bed 1, on which two posts 2 are fixed, and a pulling mechanism made in the form of a yoke 4, freely worn on the ingot 5 and equipped with a hydraulic gripper for the ingot, consisting of a hydraulic cylinder 6 and a wedge device 7, which located under the ingot. The pulling device also contains a hydraulic drive, the working hydraulic cylinders 3 of which are pivotally mounted to the rack 2 and drive the yoke 4, and the adjustable stops 8 are fixed to the yoke 4 and act on the lever 9 of the hydraulic box 10. To adjust the speed of movement of the yoke 4 when working and idle the throttles use throttles 11, 12. In the event of a change in the movement of the ingot in the hydraulic system, a four-way valve 13 is installed. In order to prevent the ingot from moving when working towards the mold on the rack 2 using hinges to The locking mechanism 14, which has a spring or hydraulic clamp 17 acting on the roller 16, is repeated. The roller rests on the inclined plane 15 and the ingot 5, which allows the ingot to move in only one direction and not allow movement in the opposite direction.

При установке затравки перед началом литья слиток (затравка) упирается на регулируемый упор 18. В рабочем состоянии упор отводится от слитка. When setting the seed before casting, the ingot (seed) rests on the adjustable stop 18. In working condition, the stop is moved away from the ingot.

Работает тянущее устройство следующим образом. При подаче давления в гидравлическую систему происходит перемещение гидроцилиндром 6 клинового устройства 7, в результате чего слиток прочно захватывается ярмом 4. Затем ярмо 4 вместе со слитком 5 начинает перемещаться влево с помощью рабочих гидроцилиндров 3 привода, расположенных по обеим сторонам ярма. Скорость перемещения слитка регулируется дросселем 11. При перемещении ярма 4 упоры 8 воздействуют на рычаг 9 гидравлической коробки реверса 10, при этом происходит изменение движения масла в гидросистеме. Происходит остановка движения слитка и освобождения слитка 5 гидроцилиндром 6 от захвата ярмом 4. Ярмо возвращается в исходное положение с заданной дросселем 12 скоростью. Время движения ярма в исходное положение есть время остановки слитка, которое является технологическим параметром и колеблется от нескольких секунд до нескольких десятков секунд. Данная система позволяет плавно регулировать это время. При подходе в крайнее правое положение ярмо 4 воздействует на рычаг 9 и цикл повторяется. Величина перемещения слитка за один цикл находится в пределах от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров. В предлагаемом устройстве шаг может изменяться плавно во всем диапазоне с помощью регулируемых упоров 8. The pulling device operates as follows. When pressure is applied to the hydraulic system, the wedge device 7 moves by the hydraulic cylinder 6, as a result of which the ingot is firmly caught by the yoke 4. Then, the yoke 4 together with the ingot 5 begins to move to the left using the working hydraulic cylinders 3 of the drive located on both sides of the yoke. The speed of movement of the ingot is regulated by the throttle 11. When moving the yoke 4, the stops 8 act on the lever 9 of the hydraulic box of the reverse 10, while there is a change in the movement of oil in the hydraulic system. The ingot stops moving and the ingot 5 is released by the hydraulic cylinder 6 from being captured by the yoke 4. The yoke returns to its original position with the speed specified by the throttle 12. The time the yoke moves to its initial position is the ingot stop time, which is a technological parameter and ranges from several seconds to several tens of seconds. This system allows you to smoothly adjust this time. When approaching the far right position, the yoke 4 acts on the lever 9 and the cycle repeats. The value of the movement of the ingot in one cycle ranges from several millimeters to several tens of millimeters. In the proposed device, the step can be changed smoothly over the entire range using adjustable stops 8.

С использованием предлагаемой конструкции тянущего устройства непрерывного горизонтального литья были отлиты слитки:
круглого сечения диаметром 80 мм;
квадратного сечения 105 х 105 мм.Using the proposed design of the pulling device for continuous horizontal casting, ingots were cast:
circular cross section with a diameter of 80 mm;
square section 105 x 105 mm.

При этом срок службы графитового кристаллизатора по сравнению с известным решением увеличился в 3 раза. At the same time, the service life of the graphite mold compared to the known solution increased by 3 times.

Claims

1. A pulling device for the installation of continuous horizontal casting of billets of large cross section, comprising a pulling mechanism mounted on a bed with racks with a device for gripping the ingot, a locking mechanism and a drive, characterized in that the pulling mechanism is made in the form of a freely suspended yoke with the possibility of putting it on the ingot, and the ingot gripper is located under the ingot.

2. The device according to claim 1, characterized in that the ingot gripping device is made in the form of a hydraulic cylinder and a wedge device.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the pulling and locking mechanisms are pivotally attached to the uprights with the possibility of deflection in the radial direction.

4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that the drive is made hydraulic.

5. The device according to claims 1 to 3, characterized in that the drive is electric.