RU2151665C1

RU2151665C1 - Apparatus for pouring liquid metals and alloys into crystallizer in the process of continuous casting

Info

Publication number: RU2151665C1
Application number: RU97122029A
Authority: RU
Inventors: В.И. Бедарев
Original assignee: Бедарев Василий Иванович
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: metallurgy and mechanical engineering. SUBSTANCE: apparatus has pouring system, hollow spherical reflector, cooling water supplying and discharge pipes connected to reflector, and spherical refractory screen closing upper surface of crystallizer. Liquid metal is delivered from pouring system onto reflector to be cooled to temperature equal to or below metal solidifying point. Thus, three-dimensional metal solidification occurs in crystallizer. Spherical screen prevents metal from additional oxidation, when it is spread over reflector surface. Such construction allows ingots free of liquid and having single-zone structure to be produced. EFFECT: increased efficiency and improved quality of ingots. 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, в частности, к получению непрерывно литых заготовок из металлов и сплавов. The invention relates to metallurgy and mechanical engineering, in particular, to the production of continuously cast billets from metals and alloys.

Процесс получения непрерывной литой заготовки начинается, как правило, с заливки расплава в верхнюю часть кристаллизатора из ковша или промежуточной емкости, нижняя часть которого закрыта затравкой. При контакте жидкого металла с массивной затравкой и водоохлаждаемым кристаллизатором он интенсивно охлаждается и затвердевает с образованием прочной твердой фазы. Последнее является основанием для начала вытягивания затвердевшей заготовки из кристаллизатора с продолжающейся заливкой расплава в верхнюю его часть. Такое совмещение вытягивания заготовки с заливкой жидкого металла продолжается до полного расходования жидкого металла. The process of producing a continuous cast billet begins, as a rule, with pouring the melt into the upper part of the mold from a ladle or an intermediate tank, the lower part of which is closed by seed. Upon contact of the liquid metal with a massive seed and a water-cooled crystallizer, it is intensively cooled and solidifies to form a strong solid phase. The latter is the basis for starting the drawing of the hardened billet from the mold with the continuing pouring of the melt into its upper part. This combination of stretching the preform with the pouring of liquid metal continues until the liquid metal is completely consumed.

Однако в результате такого довольно простого способа получения литых заготовок металл имеет существенные дефекты, связанные с тем, что только из начальной стадии вытягивания заготовки жидкий металл уже затвердел по всему ее поперечному сечению. В течение всего последующего времени вытягивания заготовки в осевой ее части остается лунка жидкого, незатвердевшего металла, сохраняющаяся на длине 6,5 - 9,5 м (см. Явойский В.И. И др. Металлургия стали. М.Металлургиздат, 1983, с. 396). Затвердевание жидкого металла лунки происходит при вторичном охлаждении при явном дефекте питания. Поэтому металл осевой части заготовки по всей ее длине порист, содержит повышенное количество ликвидирующих компонентов, газов и неметаллических исключений. However, as a result of such a rather simple method for producing cast billets, the metal has significant defects due to the fact that only from the initial stage of drawing the billet the liquid metal has already hardened over its entire cross section. During the whole subsequent time of drawing the billet in its axial part, a hole of liquid, non-hardened metal remains, remaining on a length of 6.5 - 9.5 m (see Yavoisky V.I. et al. Metallurgy of steel. M. Metallurgizdat, 1983, p. . 396). The solidification of the liquid metal of the well occurs upon secondary cooling with a clear defect in nutrition. Therefore, the metal of the axial part of the preform along its entire length is porous, contains an increased amount of liquidating components, gases and non-metallic exceptions.

Следовательно, непрерывно литые заготовки на сегодняшний день по своему качеству едва ли пригодны для ответственного проката. Therefore, continuously cast billets today are hardly suitable for responsible rental in quality.

Известны устройства, направленные на устранение или уменьшение указанного выше дефекта металла непрерывно литых заготовок (см. А.С. N 506273, МПК B 22 D 11/00, 1976 и а.с. N 440203, МПК B 22 D 11/00, 1973). Known devices aimed at eliminating or reducing the aforementioned metal defect of continuously cast billets (see A.S. N 506273, IPC B 22 D 11/00, 1976 and A.S. N 440203, IPC B 22 D 11/00, 1973).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототип) является устройство (кн. Э.Германн "Непрерывное литье", М., Металлургиздат, 1961 г. , с. 379, рис. 1098) для получения непрерывно литых заготовок из металлов и сплавов, температура в жидком состоянии которых около 700^oC, содержащее литниковую систему и отражатель струи жидкого металла. При заливке жидкой стали с температурой около 1600^oC для получения стальных непрерывно литых заготовок такое устройство мгновенно выйдет из строя.The closest in technical essence to the claimed (prototype) is a device (Prince E. Hermann "Continuous casting", M., Metallurgizdat, 1961, S. 379, Fig. 1098) to produce continuously cast billets from metals and alloys, the temperature in the liquid state of which is about 700 ^o C, containing a sprue system and a reflector of a jet of liquid metal. When pouring liquid steel with a temperature of about 1600 ^o C to obtain continuously cast steel billets, such a device will instantly fail.

Задачей изобретения является создание такого устройства, с помощью которого обеспечивалось бы полное затвердевание металла заготовки, т.е. перед ее вытягиванием из кристаллизатора. The objective of the invention is the creation of such a device with which to ensure complete solidification of the metal of the workpiece, i.e. before pulling it out of the mold.

Сущность изобретения состоит в том, что на верхней торцевой поверхности основного кристаллизатора установлено устройство, имеющее литниковую систему и сферический экран, перекрывающий всю верхнюю поверхность кристаллизатора, под которым располагается полый водоохлаждаемый сферический отражатель струи жидкого металла. The essence of the invention lies in the fact that on the upper end surface of the main mold there is a device having a gating system and a spherical screen covering the entire upper surface of the mold, under which there is a hollow water-cooled spherical reflector of a jet of liquid metal.

В процессе заливки струя жидкого металла из литниковой системы плавно поступает на поверхность отражателя, и, растекаясь по ней, металл охлаждается до температуры его затвердевания или ниже нее и стекает в полость кристаллизатора. Слившийся охлажденный расплав, имея зародыши твердой фазы, интенсивно затвердевает в кристаллизаторе по всему объему, а затвердевшая заготовка вытягивается из кристаллизатора без лунки жидкого металла, с однозонной первичной кристаллической структурой металла, без наличия в металле зон ликвидации и с постоянными механическими свойствами металла по всему объему непрерывно литой заготовки. In the process of pouring, a stream of liquid metal from the gate system smoothly enters the reflector surface, and, spreading along it, the metal is cooled to its solidification temperature or lower and flows into the cavity of the mold. The merged cooled melt, having solid phase nuclei, intensively solidifies in the mold throughout the volume, and the hardened billet is drawn out of the mold without a liquid metal well, with a single-zone primary crystalline structure of the metal, without the presence of liquidation zones in the metal and with constant mechanical properties of the metal throughout the volume continuously cast billets.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство, которое состоит из цельного огнеупорного корпуса 1, защищенного металлическим кожухом 2, в котором предусмотрены литниковая воронка 3, вертикальный литниковый ход 4, раструб 5 и сферический экран 6, предотвращающий дополнительное окисление жидкого металла при увеличении его поверхности. В противоположных боковых стенках корпуса выполнены отверстия, через которые проходят стальные трубы 7, защищенные огнеупорными втулками 8 для подвода и отвода воды при охлаждении полого металлического отражателя 9. The drawing schematically shows the proposed device, which consists of a solid refractory body 1, protected by a metal casing 2, which provides a gate funnel 3, a vertical gate 4, a bell 5 and a spherical screen 6, which prevents additional oxidation of the liquid metal with an increase in its surface. Holes are made in opposite side walls of the housing through which steel pipes 7 pass, protected by refractory sleeves 8 for supplying and discharging water while cooling the hollow metal reflector 9.

Claims

A device for pouring metals and alloys into the mold during continuous casting, containing a gating system and a reflector of a jet of liquid metal, characterized in that it is equipped with a spherical refractory screen that overlaps the upper surface of the mold, while the reflector is made of spherical, hollow and cooled water.