RU2143330C1 - Apparatus for continuous casting and deforming of blanks - Google Patents

Apparatus for continuous casting and deforming of blanks Download PDF

Info

Publication number
RU2143330C1
RU2143330C1 RU98102596A RU98102596A RU2143330C1 RU 2143330 C1 RU2143330 C1 RU 2143330C1 RU 98102596 A RU98102596 A RU 98102596A RU 98102596 A RU98102596 A RU 98102596A RU 2143330 C1 RU2143330 C1 RU 2143330C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
walls
insert
thermal conductivity
zone
ratio
Prior art date
Application number
RU98102596A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Стулов
В.И. Одиноков
Original Assignee
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН filed Critical Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority to RU98102596A priority Critical patent/RU2143330C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2143330C1 publication Critical patent/RU2143330C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: apparatus includes casting vessel and mold with working walls having drilled holes for cooling water. Mold has two vertical walls mounted with possibility of reciprocation motion, two walls inclined in their upper portions and mounted with possibility of rotation. Casting vessel is heated one, it has openings arranged circumferentially in bottom for spraying melt. Casting vessel is provided with rotary grate having openings. Inclined upper portions of wall have detachable cover plates made of materials with different values of heat conductivity factor in zone of freezing melt and in zone of reducing skin respectively. Said factors satisfy to relation λ1/λ2= 6-10. In addition detachable cover plate of wall with upper inclined portion has insert mounted in calibration zone. Ratio of heat conductance factors of insert and detachable cover plate λ1/λ2/λ3=(5-8). Ratio of height of insert and motion value of vertical walls λ2/λ3/λ2= (1.2-1.5). EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

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

Известно устройство для непрерывной разливки металла /Свидетельство на полезную модель N 2526. Устройство для непрерывной разливки металла/В.В. Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 16.08.96г. Бюл. N 8/, содержащее кристаллизатор с рабочими стенками, внутри которых просверлены сквозные отверстия для прохода охлаждающей воды, причем кристаллизатор выполнен с двумя вертикальными стенками, установленными с возможностью возвратно- поступательного движения, и двумя наклонными в верхней части стенками, установленными с возможностью вращательного движения, и снабжен съемными накладками, имеющими наклонный и вертикальный участки и установленными на внутренних поверхностях стенок с наклоном в верхней части. A device for continuous casting of metal / Certificate for utility model N 2526. A device for continuous casting of metal / Century B. Stulov, V.I. Odinokov. Publ. 08/16/96 Bull. N 8 /, containing a mold with working walls, inside of which through holes for the passage of cooling water are drilled, and the mold is made with two vertical walls mounted with the possibility of reciprocating motion, and two walls inclined in the upper part, mounted with the possibility of rotational movement, and equipped with removable linings having inclined and vertical sections and mounted on the inner surfaces of the walls with an inclination in the upper part.

Недостатком известного устройства для непрерывной разливки металла является неравномерный подвод расплава по периметру жидкой ванны, а также недостаточная эффективность его охлаждения в верхней части кристаллизатора в зоне намораживания. При этом возникают ограничения по скорости разливки, обусловленные проникновением жидкой фазы на значительную глубину. Неравномерный подвод расплава по периметру жидкой ванны кристаллизатора отрицательно сказывается на деформации корочки и калибровании поверхности металла, обусловливая трещины и разрывы заготовки. A disadvantage of the known device for continuous casting of metal is the uneven supply of the melt along the perimeter of the liquid bath, as well as the insufficient efficiency of its cooling in the upper part of the mold in the freezing zone. In this case, restrictions on the casting speed arise due to the penetration of the liquid phase to a considerable depth. Uneven supply of the melt around the perimeter of the liquid bath of the mold negatively affects the deformation of the crust and the calibration of the metal surface, causing cracks and ruptures of the workpiece.

Заявляемое устройство направленно 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:
- повышении производительности процесса получения непрерывно литых деформированных заготовок;
- увеличении выхода годного металла;
- улучшении качества поверхности и внутренней структуры заготовок.The technical result obtained by the implementation of the inventive device is:
- increasing the productivity of the process of producing continuously cast deformed billets;
- increase the yield of metal;
- improving the quality of the surface and the internal structure of the workpieces.

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

Ограничительные признаки: кристаллизатор с рабочими стенками, внутри которых просверлены сквозные отверстия для прохода охлаждающей воды; кристаллизатор выполнен с двумя вертикальными стенками, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения, и двумя наклонными в верхней части стенками, установленными с возможностью вращательного движения; кристаллизатор снабжен съемными накладками, имеющими накаченный и вертикальный участки и установленными на внутренних поверхностях стенок с наклоном в верхней части. Limiting signs: a mold with working walls, inside of which through holes were drilled for the passage of cooling water; the mold is made with two vertical walls installed with the possibility of reciprocating motion, and two walls inclined in the upper part, mounted with the possibility of rotational movement; the mold is equipped with removable overlays having inflated and vertical sections and mounted on the inner surfaces of the walls with an inclination in the upper part.

Отличительные признаки: разливочная емкость выполнена обогреваемой с отверстиями диаметром d=2-4 мм каждое, расположенными по периметру для распыливания расплава; разливочная емкость снабжена поворачивающейся решеткой с отверстиями с низким значением коэффициента теплопроводности; наклонные в верхней части стенки изготовлены из металлов с разливочным значением коэффициента теплопроводности: соотношение коэффициентов теплопроводности наклонной в верхней части стенки в зоне намораживания расплава λ1 и в зоне обжатия корочки λ2 равняется λ1/λ2 = 6-10; в съемной накладке на вертикальном участке в зоне калибрования устанавливается вставка; соотношение коэффициентов теплопроводности вставки λ3 и съемной накладки λ2 равняется λ3/λ2 = 5-8; высота вставки h связана с величиной подачи заготовки вертикальными стенками H соотношением h/H =1,2 - 1,5;
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков устройства и достигаемым техническим результатом достигается в следующем.Distinctive features: the casting tank is made heated with holes with a diameter of d = 2-4 mm each, located along the perimeter for spraying the melt; the filling tank is equipped with a rotating grid with holes with a low value of the coefficient of thermal conductivity; the walls inclined in the upper part are made of metals with a casting coefficient of thermal conductivity: the ratio of the thermal conductivity coefficients of the inclined in the upper part of the wall in the melt freezing zone λ 1 and in the compression zone of the crust λ 2 is λ 1 / λ 2 = 6-10; an insert is installed in a removable cover on a vertical section in the calibration zone; the ratio of the thermal conductivity of the insert λ 3 and the removable lining λ 2 is equal to λ 3 / λ 2 = 5-8; the insertion height h is related to the workpiece feed rate by the vertical walls H by the ratio h / H = 1.2 - 1.5;
A causal relationship between the set of essential features of the device and the achieved technical result is achieved in the following.

Выполнение разливочной емкости обогреваемой с отверстиями, расположенными по периметру, обеспечивает равномерное распыливание расплава в пристеночные слои кристаллизатора. The implementation of the casting tank heated with holes located around the perimeter, provides uniform spraying of the melt into the wall layers of the mold.

Уменьшение диаметра отверстий в разливочной емкости d<2 мм затрудняет истечение металлов с малой плотностью (алюминий и его сплавы) при уменьшении уровня расплава, а также металлов с высоким значением коэффициента теплопроводности (алюминий, медь, бронза) при уменьшении температуры расплава ниже допустимой. Кроме этого, увеличивается количество отверстий для обеспечения заданного расхода металла. A decrease in the diameter of the holes in the casting tank d <2 mm makes it difficult to flow out metals with a low density (aluminum and its alloys) while decreasing the melt level, as well as metals with a high thermal conductivity (aluminum, copper, bronze) when the melt temperature is lower than acceptable. In addition, the number of holes increases to ensure a given metal flow rate.

Увеличение диаметра отверстий в разливочной емкости D>4 мм приводит к вероятности проплавления корочки, формируемой вдоль наклонных в верхней части стенок, а также к недопустимой разнотолщности корочки по периметру, приводящий при деформации заготовки к растрескиванию. An increase in the diameter of the holes in the casting tank D> 4 mm leads to the probability of penetration of the crust formed along the walls inclined in the upper part, as well as to the unacceptable thickness difference of the crust along the perimeter, which leads to cracking upon deformation of the workpiece.

Выполнение в разливочной емкости поворачивающейся решетки с отверстиями с низким значением коэффициента теплопроводности обеспечивает надежное истечение расплава в нужный момент, а также прекращение его подачи. The execution in the filling tank of a rotating lattice with holes with a low value of the coefficient of thermal conductivity ensures reliable flow of the melt at the right time, as well as the termination of its supply.

Выполнение наклонных в верхней части стенок из материалов с различным значением коэффициента теплопроводности позволяет регулировать величину теплоотвода по высоте кристаллизатора, а соответственно глубину проникновения жидкой фазы при заданном уровне и скорости разливки. Performing sloping in the upper part of the walls of materials with different values of the coefficient of thermal conductivity allows you to adjust the heat sink according to the height of the mold, and accordingly the depth of penetration of the liquid phase at a given level and casting speed.

При уменьшении соотношения коэффициентов теплопроводности материалов стенки в зоне замораживания расплава λ1 и в зоне обжатия корочки λ2-λ1/λ2 <6 обеспечивает проникновение в ряде случаев на значительную глубину жидкой фазы (например, при разливке стали и сплавов с низким значением коэффициента теплопроводности) и формирование корочки недостаточной толщины, что отрицательно влияет на качество структуры заготовки и ее прочностные свойства.With a decrease in the ratio of thermal conductivity coefficients of the wall materials in the melt freezing zone λ 1 and in the compression zone of the crust, λ 2 -λ 1 / λ 2 <6 provides penetration in some cases to a significant depth of the liquid phase (for example, when casting steel and alloys with a low coefficient thermal conductivity) and the formation of crusts of insufficient thickness, which negatively affects the quality of the workpiece structure and its strength properties.

Увеличение соотношения коэффициентов теплопроводности металлов стенки в зоне намораживания расплава λ1 и в зоне обжатия корочки λ2-λ1/λ2 >10 приводит к необходимости изготовления съемной накладки с минимальным значением коэффициента λ2 (сталь) а, в зоне намораживания расплава из материала с максимальным значением λ1 (медь), что нежелательно по причине недостаточной прочности меди. Недостаточная прочность меди приводит к выходу из строя стенки, выполненной с наклоном в верхней части при нарушении режимов разливки и переполнении кристаллизатора расплавом.An increase in the ratio of thermal conductivity coefficients of wall metals in the freezing zone of the melt λ 1 and in the compression zone of the crust λ 2 -λ 1 / λ 2 > 10 leads to the need to make a removable lining with a minimum coefficient λ 2 (steel) a, in the freezing zone of the melt from material with a maximum value of λ 1 (copper), which is undesirable due to insufficient copper strength. Insufficient strength of copper leads to failure of the wall, made with a slope in the upper part when the casting regime is violated and the mold overflows with the melt.

Выполнение в съемной накладке на вертикальном участке в зоне калибрования вставки со значением коэффициента теплопроводности λ3 (λ3 > λ2) и соотношении λ3/λ2 <5 не позволяет регулировать теплопровод в зоне калибрования при нарушении режимов разливки и проникновении жидкой фазы в эту зону. Кроме этого, при λ3/λ2 <5 не обеспечивается достаточная скорость выравнивания температуры по ширине заготовки, обусловленная нарушением равномерного подвода расплава в кристаллизатор, а соответственно возможно растрескивание заготовки.Performing in a removable overlay on a vertical section in the calibration zone of the insert with the value of the thermal conductivity coefficient λ 3 (λ 3 > λ 2 ) and the ratio λ 3 / λ 2 <5 does not allow to regulate the heat conduit in the calibration zone in case of violation of the casting conditions and the penetration of the liquid phase into this zone. In addition, when λ 3 / λ 2 <5, a sufficient speed of temperature equalization along the width of the workpiece is not provided due to a violation of the uniform supply of melt to the mold, and, accordingly, cracking of the workpiece is possible.

При соотношении коэффициентов теплопроводности вставки и съемной накладки в зоне калибрования λ3/λ2 >8 приводит к необходимости изготовления вставки из материала с более высоким значением λ3 (например, из чистой меди), что нецелесообразно по причине недостаточной прочности вставки при сравнительно высоких температурах в случае частичного проникновения жидкой фазы в зону калибрования.When the coefficient of thermal conductivity of the insert and the removable lining in the calibration zone λ 3 / λ 2 > 8 leads to the need to manufacture the insert from a material with a higher value of λ 3 (for example, pure copper), which is impractical due to the insufficient strength of the insert at relatively high temperatures in case of partial penetration of the liquid phase into the calibration zone.

При выполнении вставки высотой h и соотношении h/H<1,2, где H-величина подачи металла вертикальными стенками, не обеспечивается получение заготовки с заданным качеством поверхности, особенно при высоких скоростях разливки, так как взаимодействует со вставкой только часть поверхности металла. When performing an insert with a height h and a ratio h / H <1.2, where H is the metal feed rate by vertical walls, it is not possible to obtain a workpiece with a given surface quality, especially at high casting speeds, since only a part of the metal surface interacts with the insert.

Увеличение соотношения h/H>1,5 приводит в ряде случаев к переохлаждению металла на поверхности вставки, а соответственно к снижению пластичности заготовки и ухудшению качества ее поверхности, особенно при получении изделий сложного профиля. An increase in the ratio h / H> 1.5 leads in some cases to overcooling of the metal on the surface of the insert, and, accordingly, to a decrease in the ductility of the workpiece and a deterioration in the quality of its surface, especially when producing products with a complex profile.

На фиг. 1 и 2 приведены внешний вид заявляемого устройства для непрерывного литья и деформации заготовок. In FIG. 1 and 2 show the appearance of the inventive device for continuous casting and deformation of workpieces.

Заявляемое устройство на фиг. 1 и 2 состоит из обогреваемой разливочной емкости 1 с отверстиями 2, поворачивающейся решетки 3 с отверстиями 4, кристаллизатора 5, с вертикальными стенками 6 и наклонными в верхней части стенками 7 со сквозными отверстиями 8, съемных накладок 9 со вставками 10. The inventive device of FIG. 1 and 2 consists of a heated casting tank 1 with holes 2, a rotating grate 3 with holes 4, a mold 5, with vertical walls 6 and walls 7 inclined in the upper part with through holes 8, removable linings 9 with inserts 10.

На фиг. 1 буквами A, B и C обозначены соответственно зоны намораживания расплава, обжатия корочки и калибрования поверхности заготовки. In FIG. The letters A, B, and C denote, respectively, the zones of freezing of the melt, compression of the crust, and calibration of the surface of the workpiece.

Предварительно перед разливкой металла нижняя часть кристаллизатора перекрывается специальным приспособлением-затравкой, предотвращающим выливание из него расплава, и включается подача охлаждающей воды в отверстия 8 стенок 7. Previously, before casting the metal, the lower part of the mold is blocked with a special seed device, which prevents the pouring of the melt from it, and the supply of cooling water to the holes 8 of the walls 7 is turned on.

Работа устройства на фиг. 1 и 2 заключается в следующем. The operation of the device in FIG. 1 and 2 is as follows.

Расплав из разливочной емкости 1 с отверстиями 2 в днище через поворачивающуюся решетку 3 с отверстиями в виде тонких струек равномерно поступает в кристаллизатор 5 и затвердевает на поверхности охлаждаемых накладок 9 и стенок 7. После заполнения зоны намораживания расплава A устройство включается в работу. В процессе работы вертикальные стенки 6 совершают возвратно-поступательное движение с выталкиванием заготовки, а наклонные в верхней части стенки 7 с накладками 9 и вставками 10 - вращательное движение с деформацией корочки в зоне B и калиброванием поверхности заготовки в зоне C. На поверхности вставки 10 происходит выравнивание температуры заготовки. Основное тепло перегрева и кристаллизации расплава отводится в зоне намораживания A охлаждающей водой, поступающей в отверстия 8 стенок 7. The melt from the casting tank 1 with holes 2 in the bottom through a rotating grate 3 with holes in the form of thin streams evenly enters the mold 5 and hardens on the surface of the cooled plates 9 and walls 7. After filling the freezing zone of melt A, the device is switched on. In the process, the vertical walls 6 make a reciprocating movement with the ejection of the workpiece, and the inclined movement in the upper part of the wall 7 with overlays 9 and inserts 10 rotates with deformation of the crust in zone B and calibration of the surface of the workpiece in zone C. On the surface of the insert 10, temperature equalization of the workpiece. The main heat of overheating and crystallization of the melt is removed in the freezing zone A with cooling water entering the holes 8 of the walls 7.

Claims (2)

1. Устройство для непрерывного литья и деформации заготовок, содержащее разливочную емкость и кристаллизатор с охлаждаемыми рабочими стенками, две из которых имеют возможность возвратно-поступательного движения и выполнены вертикальными, а две другие рабочие стенки имеют возможность вращательного движения и выполнены с наклонным верхним участком, имеющим зоны намораживания и обжатия, и вертикальным нижним калибровочным участком рабочей поверхности, на которых расположены съемные накладки, отличающееся тем, что разливочная емкость выполнена обогреваемой и с отверстиями 2 - 4 мм для распыливания металла, расположенными по периметру в днище емкости, и снабжена решеткой с отверстиями, имеющей возможность поворота относительно днища разливочной емкости и выполненной из материала с низким коэффициентом теплопроводности, а съемные накладки на рабочей поверхности наклонных участков стенок, имеющих возможность вращения, в зоне намораживания и обжатия выполнены из материалов с разными коэффициентами теплопроводности, при этом отношение коэффициента теплопроводности в зоне намораживания λ1 к коэффициенту теплопроводности в зоне обжатия λ2 равно 6 - 10.1. A device for continuous casting and deformation of preforms, comprising a casting container and a mold with cooled working walls, two of which have the ability to reciprocate and are made vertical, and the other two working walls have the possibility of rotational movement and are made with an inclined upper section having zones of freezing and compression, and the vertical lower calibration section of the working surface, on which are removable pads, characterized in that the filling tank filled with heated and with holes of 2 - 4 mm for spraying metal, located around the perimeter in the bottom of the tank, and equipped with a lattice with holes that can rotate relative to the bottom of the casting tank and made of material with a low coefficient of thermal conductivity, and removable pads on the working surface of inclined sections the walls with the possibility of rotation in the freezing and compression zone are made of materials with different coefficients of thermal conductivity, while the ratio of the thermal conductivity in e freezing 1 λ the thermal conductivity coefficient λ in the crimping zone 2 is 6 - 10. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что съемная накладка на нижнем вертикальном калибровочном участке плит, имеющих возможность вращательного движения, выполнена со вставкой, при этом отношение коэффициента теплопроводности материала, из которого выполнена вставка λ3, и коэффициента материала съемной накладки на вертикальном участке λ2 равно 5 - 8, а высота вставки h связана с величиной перемещения вертикальных стенок H соотношением h/H = 1,2 - 1,5.2. The device according to claim 1, characterized in that the removable pad on the lower vertical calibration section of the plates with the possibility of rotational movement is made with an insert, the ratio of the thermal conductivity of the material from which the insert is λ 3 and the coefficient of material of the removable pad the vertical portion λ 2 is 5 - 8, and the insertion height h is related to the displacement of the vertical walls H by the ratio h / H = 1.2 - 1.5.
RU98102596A 1998-02-16 1998-02-16 Apparatus for continuous casting and deforming of blanks RU2143330C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102596A RU2143330C1 (en) 1998-02-16 1998-02-16 Apparatus for continuous casting and deforming of blanks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102596A RU2143330C1 (en) 1998-02-16 1998-02-16 Apparatus for continuous casting and deforming of blanks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2143330C1 true RU2143330C1 (en) 1999-12-27

Family

ID=20202248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98102596A RU2143330C1 (en) 1998-02-16 1998-02-16 Apparatus for continuous casting and deforming of blanks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2143330C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1265914C (en) Integral easting method of cast steel supporting roller
CN1048667C (en) Method to control the deformations of the sidewalls of a crystalliser, and continuos-casting crystal liser
RU2310543C2 (en) Method for correlating heat transfer of molds, namely in zone of metal heel
JPH01170550A (en) Mold for continuously casting steel
CN103978170A (en) Semi-continuous casting crystallizer for aluminum alloy near net shape cast ingot
RU2240892C2 (en) Liquid-cooled mold
JP2001516284A (en) Improved continuous mold and continuous casting process
RU2143330C1 (en) Apparatus for continuous casting and deforming of blanks
CN203917841U (en) The nearly end form ingot casting of aluminium alloy Semi-continuous casting crystallizer
CN108246991A (en) A kind of semi-continuous casting device and method for inhibiting magnesium alloy ingot blank cracking
JP2000218345A (en) Mold plate equipped with funnel-like casting area for continuous casting of metal
RU2142862C1 (en) Device for production of continuous deformed castings
JPH0220645A (en) Mold for continuously casting steel
CN205236988U (en) Prepare even cooler of big specification aluminum alloy ingot casting
RU2154543C1 (en) Device for production of continuous shaped castings from forming metal
RU2145915C1 (en) Method for making continuously cast deformed billets
RU2151662C1 (en) Method and apparatus for producing continuously cast deformed billets
RU2290277C1 (en) Method for producing cast bimetallic steel-aluminum die sets
RU2371279C1 (en) Method and device for production of metal billers with globular structure
RU2148466C1 (en) Apparatus for producing continuously cast deformed billets
KR20040097142A (en) Adjustment of heat transfer in continuous casting moulds in particular in the region of the meniscus
RU2112622C1 (en) Process of manufacture of continuously cast billets and gear for its implementation
JP2000343200A (en) Method and machine for casting semi-solid material
RU2137570C1 (en) Method for making continuously cast deformed blank and apparatus for performing the same
RU2127651C1 (en) Method of producing intermediate product for metallurgical conversion