RU2160649C2

RU2160649C2 - Method and plant for making continuously cast deformed bimetallic billets

Info

Publication number: RU2160649C2
Application number: RU98105942A
Authority: RU
Inventors: В.В. Стулов; В.И. Одиноков
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2000-12-20

Abstract

FIELD: foundry, namely production of bimetallic billets. SUBSTANCE: method comprises steps of casting melt metal into mold, forming skin broken on inclined faces of mold; solidifying bimetallic billet, calibrating its surface and knocking billet out of mold. Mold has two vertical and two paired faces having inclined upper portion and vertical lower portion; first two faces are subjected to reciprocation motion, second two faces are subjected to rotation. Alternatively melts of two metals are poured into mold for making billet having portions of predetermined length of metals with different temperature of crystallization. Initially melt metal with lower temperature of crystallization is cast into mold and then - melt metal with higher temperature of crystallization is cast. Plant is provided with two heated casting vessels arranged one over another. Stopper of lower casting vessel filled with melt metal having higher crystallization temperature has through opening. EFFECT: improved arrangement of plant units, enhanced efficiency of method. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к непрерывной разливке металлов. The invention relates to metallurgy, mainly to the continuous casting of metals.

Известен способ получения литых биметаллических заготовок /1. Патент N 2086346 RU, B 22 D 11/00, 11/04. Способ получения непрерывно литых биметаллических заготовок и устройство для его осуществления/ Стулов В.В., Одиноков В. И. Опубл. 10.08.97. Бюл. N 22/, заключающийся в заливке в кристаллизатор основного жидкого металла, деформирование корочки на гранях кристаллизатора, затвердевание биметаллической заготовки, причем кристаллизатор выполняют с двумя парными вертикальными и двумя парными с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, гранями, первым из которых сообщают возвратно-поступательное движение, а вторым - вращательное движение, при этом сформированную корочку разрушают на наклонных гранях кристаллизатора, калибрование поверхности биметаллической заготовки и ее выталкивание из кристаллизатора. A known method of producing cast bimetallic billets / 1. Patent N 2086346 RU, B 22 D 11/00, 11/04. A method of obtaining continuously cast bimetallic billets and a device for its implementation / Stulov V.V., Odinokov V.I. 08/10/97. Bull. N 22 /, which consists in pouring the base liquid metal into the mold, deforming the crust on the faces of the mold, solidifying the bimetallic billet, the mold being performed with two paired vertical and two paired with inclined upper and vertical lower sections, faces, the first of which are reciprocating movement, and the second - rotational movement, while the formed crust is destroyed on the inclined faces of the mold, the calibration of the surface of the bimetallic billet and its repulsion from the mold.

Недостатки известного способа заключаются в следующем:
1) ограниченные возможности регулирования толщины биметаллической заготовки;
2) дополнительные технологические операции получения лент;
3) высокие требования к чистоте поверхности ленты.The disadvantages of this method are as follows:
1) limited ability to control the thickness of the bimetallic billet;
2) additional technological operations of obtaining tapes;
3) high requirements for the cleanliness of the surface of the tape.

Предложенный способ направлен на создание высокопроизводительного процесса получения сплошных биметаллических заготовок. The proposed method is aimed at creating a high-performance process for producing continuous bimetallic billets.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого способа, заключается в
повышении производительности процесса получения биметаллических заготовок;
получении заготовок произвольной формы и толщины;
улучшении качества поверхности и внутренней структуры заготовки.The technical result obtained by the implementation of the proposed method is
increasing the productivity of the process of obtaining bimetallic billets;
receiving blanks of arbitrary shape and thickness;
improving surface quality and internal structure of the workpiece.

Заявляемый способ характеризуется следующими существенными признаками. The inventive method is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаки: заливка в кристаллизатор жидкого металла; формирование корочки с ее разрушением на наклонных гранях кристаллизатора; затвердевание биметаллической заготовки; калибрование поверхности и выталкивание заготовки из кристаллизатора; кристаллизатор с двумя парными вертикальными и двумя парными с наклонными верхним и вертикальным нижним участками гранями; первым граням кристаллизатора сообщают возвратно-поступательное движение, а вторым - вращательное движение. Limiting signs: pouring liquid metal into the mold; the formation of a crust with its destruction on the inclined faces of the mold; hardening of the bimetallic billet; surface calibration and pushing the workpiece from the mold; a mold with two paired vertical and two paired with inclined upper and vertical lower sections of the faces; the first faces of the mold are informed of reciprocating motion, and the second is rotational motion.

Отличительные признаки: попеременная заливка в кристаллизатор расплавов двух металлов в течение времени, необходимого для достижения заданной длины заготовки; первоначально в кристаллизатор заливают расплав металла с более низкой температурной кристаллизации, а затем с более высокой. Distinctive features: alternating pouring into the mold of the melts of two metals during the time necessary to achieve a given length of the workpiece; initially molten metal with lower temperature crystallization is poured into the mold, and then with a higher one.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом заключается в следующем. A causal relationship between the totality of the essential features of the proposed method and the achieved technical result is as follows.

Попеременная заливка в кристаллизатор расплавов двух металлов, например алюминий-медь, алюминий-сталь и др. , в течение времени, необходимого для достижения заданной длины заготовки, обеспечивает получение непрерывно литых деформированных биметаллических заготовок с надежным соединением в результате деформации на границе двух металлов в их хвостовой и головной части. Alternately pouring two metal melts into the mold, for example, aluminum-copper, aluminum-steel, etc., during the time required to achieve a given workpiece length, provides continuously cast deformed bimetallic workpieces with reliable connection as a result of deformation at the boundary of two metals in them tail and head.

Первоначальная заливка в кристаллизатор расплава металла с более низкой температурой кристаллизации обеспечивает более равномерный в течение времени разогрев стенок и улучшает качество поверхности и внутренней структуры биметаллической заготовки, а также повышает механические свойства соединения на границе двух металлов. The initial pouring of a metal melt with a lower crystallization temperature into the mold provides a more uniform heating of the walls over time and improves the quality of the surface and internal structure of the bimetallic billet, and also increases the mechanical properties of the joint at the border of two metals.

Для реализации заявляемого способа предлагается установка, уровень техники которой известен [1]. Известное устройство для получения непрерывно литых биметаллических заготовок содержит разливочную емкость со средством для дозирования металла и водоохлаждаемый кристаллизатор с двумя парными вертикальными гранями, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения, и двумя парными гранями с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, выполненные с возможностью вращательного движения. To implement the proposed method, the proposed installation, the prior art of which is known [1]. A known device for producing continuously cast bimetallic billets contains a casting container with a means for dispensing metal and a water-cooled mold with two paired vertical faces, made with the possibility of reciprocating motion, and two paired faces with an inclined upper and vertical lower sections, made with the possibility of rotational movement .

Недостатки устройства [1] заключаются в следующем:
1) невозможность получения биметаллической заготовки из расплавов двух металлов;
2) наличие дополнительного механизма подачи ленты.The disadvantages of the device [1] are as follows:
1) the inability to obtain a bimetallic billet from melts of two metals;
2) the presence of an additional tape feed mechanism.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой установки, заключается в повышении надежности работы устройства и повышении эффективности процесса получения биметаллических заготовок. The technical result obtained by the implementation of the inventive installation is to increase the reliability of the device and increase the efficiency of the process of obtaining bimetallic workpieces.

Заявляемая установка характеризуется следующими существенными признаками. The inventive installation is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаки: разливочная емкость со средством для дозирования металла; водоохлаждаемый кристаллизатор с двумя парными вертикальными гранями, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения, и двумя парными гранями с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, выполненные с возможностью вращательного движения. Limiting signs: pouring container with a means for dispensing metal; water-cooled mold with two paired vertical faces, made with the possibility of reciprocating motion, and two paired faces with an inclined upper and vertical lower sections, made with the possibility of rotational movement.

Отличительные признаки: две обогреваемые разливочные емкости, расположенные одна над другой; в стопоре второй разливочной емкости выполнено сквозное отверстие. Distinctive features: two heated filling containers located one above the other; a through hole is made in the stopper of the second pouring container.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой установки и достигаемым техническим результатом заключается в следующем. A causal relationship between the set of essential features of the claimed installation and the achieved technical result is as follows.

Наличие двух обогреваемых разливочных емкостей, расположенных одна над другой, обеспечивает непрерывную заливку в кристаллизатор расплавов двух металлов в течение времени, необходимого для получения заданной длины заготовки. The presence of two heated casting tanks located one above the other, provides continuous pouring into the mold of the melts of two metals for the time required to obtain a given length of the workpiece.

Выполнение в стопоре второй разливочной емкости сквозного отверстия обеспечивает равномерную заливку расплава в кристаллизатор, а также исключает его преждевременное затвердевание. The execution in the stopper of the second pouring capacity of the through hole ensures uniform pouring of the melt into the mold, and also eliminates its premature hardening.

На фиг. 1 изображена заявляемая установка; на фиг. 2 - сеч. А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the inventive installation; in FIG. 2 - section. AA in FIG. 1.

Заявляемая установка для получения непрерывно литых деформированных биметаллических заготовок состоит из обогреваемой первой разливочной емкости 1, содержащей расплав металла с более низкой температурой кристаллизации, средства для дозирования металла 2, второй разливочной емкости 3, содержащей расплав металла с более высокой температурой кристаллизации, стопора 4 со сквозным отверстием 5, механизма перемещения стопора 6, погружного разливочного стакана 7, водоохлаждаемого кристаллизатора 8 с двумя парными вертикальными гранями 9 с водоохлаждаемыми каналами 10 и двумя парными гранями 11 с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, водоохлаждаемых каналов 12. The inventive installation for producing continuously cast deformed bimetallic billets consists of a heated first casting tank 1 containing a molten metal with a lower crystallization temperature, means for dispensing metal 2, a second casting tank 3 containing a molten metal with a higher crystallization temperature, stopper 4 with through hole 5, the movement mechanism of the stopper 6, a submersible filling nozzle 7, a water-cooled mold 8 with two paired vertical faces 9 with water cooled channels 10 and two paired faces 11 with an inclined upper and vertical lower sections, water-cooled channels 12.

Способ осуществляется заявляемой установкой следующим образом. The method is carried out by the inventive installation as follows.

Предварительно в кристаллизатор 8 устанавливается специальное приспособление-затравка, предотвращающее выливание расплава. Включается подача воды в каналы 10 вертикальных граней 9 и в каналы 12 граней 11. Расплав с более низкой температурой кристаллизации из разливочной емкости 1 с использованием средства для дозирования металла 2 через сквозное отверстие 5 в стопоре 4 и погружной стакан 7 поступает в кристаллизатор 8. При достижении расплавом определенного уровня заливки включается привод граней кристаллизатора. При этом вертикальные грани 9 совершают возвратно-поступательное движение с выталкиванием заготовки, а грани 11 с наклонным верхним и вертикальным нижним участками - вращательное движение с обжатием корочки заготовки. После отливки заготовки определенной длины из металла с более низкой температурой кристаллизации подача расплава из первой разливочной емкости 1 прекращается. При помощи механизма перемещения 6 поднимается стопор 4 и расплав металла с более высокой температурой кристаллизации через погружной разливочный стакан 7 поступает в кристаллизатор 8 с образованием при деформации надежного соединения с кристаллизующимся металлом с более низкой температурой кристаллизации. После отливки заготовки определенной длины из металла с более высокой температурой кристаллизации стопор 4 в разливочной емкости 3 опускается и подача расплава прекращается. Далее процесс разливки повторяется получением заготовки из расплава металла с более низкой температурой кристаллизации. Previously, a special seed device is installed in the mold 8, which prevents the pouring of the melt. Turns on the water supply to the channels 10 of the vertical faces 9 and to the channels 12 of the faces 11. The melt with a lower crystallization temperature from the casting tank 1 using means for dispensing metal 2 through the through hole 5 in the stopper 4 and the immersion nozzle 7 enters the mold 8. When when the melt reaches a certain level of filling, the drive of the mold faces is turned on. In this case, the vertical faces 9 perform a reciprocating movement with the ejection of the workpiece, and the faces 11 with an inclined upper and vertical lower sections rotate with compression of the crust of the workpiece. After casting a workpiece of a certain length from a metal with a lower crystallization temperature, the melt supply from the first casting tank 1 is stopped. Using the movement mechanism 6, the stopper 4 rises and the molten metal with a higher crystallization temperature passes through the immersion nozzle 7 into the mold 8 with the formation of a reliable connection with the crystallizing metal with a lower crystallization temperature upon deformation. After casting a workpiece of a certain length from a metal with a higher crystallization temperature, the stopper 4 in the casting tank 3 is lowered and the flow of the melt is stopped. Next, the casting process is repeated by obtaining a workpiece from a molten metal with a lower crystallization temperature.

Claims

1. A method of producing continuously cast deformed bimetallic billets, including pouring liquid metal into a mold containing pairwise arranged faces, two of which are vertical and have the ability to reciprocate, and the other two are made with inclined upper and vertical lower sections and have the possibility of rotational movement , the formation of a crust with its destruction on the inclined sections of the faces of the mold, the solidification of the workpiece, the calibration of its surface and you alkali of the billet from the crystallizer, characterized in that alternating pouring of the two metal melts is carried out in the crystallizer with the formation of the billet with sections of a certain length of metals with different crystallization temperatures, while first the molten metal with a lower and then higher crystallization temperature is poured into the crystallizer .

2. Installation for producing continuously cast deformed bimetallic billets, containing a casting container with a means for dosing metal and a water-cooled mold with pairwise arranged faces, two of which are made vertical and with the possibility of reciprocating movement, and the other two with inclined upper and vertical lower sections and the possibility of rotational movement, characterized in that it is equipped with a second filling tank located under the first filling tank In this case, both containers are made heated, the upper casting tank is designed to receive metal with a lower crystallization temperature, and the lower one is for receiving molten metal with a higher crystallization temperature and is made with a stopper with a through hole.