RU2198763C1 - Ingot mold for casting widened downward ingot and method for casting such ingot - Google Patents
Ingot mold for casting widened downward ingot and method for casting such ingot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2198763C1 RU2198763C1 RU2001135375A RU2001135375A RU2198763C1 RU 2198763 C1 RU2198763 C1 RU 2198763C1 RU 2001135375 A RU2001135375 A RU 2001135375A RU 2001135375 A RU2001135375 A RU 2001135375A RU 2198763 C1 RU2198763 C1 RU 2198763C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- mold
- metal
- height
- ingot mold
- Prior art date
Links
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению стальных слитков. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of steel ingots.
Оно может быть использовано в цехах металлургических заводов при разливке расплавленного металла. It can be used in the shops of metallurgical plants in the casting of molten metal.
Предшествующий уровень техники
Известно устройство для отливки уширенного книзу слитка (патенту SU 393525, кл. В 223 D 7/06), содержащее тонкостенную изложницу с переменной толщиной стенки по граням и высоте, массивный плавающим поддон и установочное кольцо для регулирования высоты слитка.State of the art
A device is known for casting an ingot broadened downward (patent SU 393525, class B 223 D 7/06), containing a thin-walled mold with a variable wall thickness along the edges and height, a massive floating tray and an adjusting ring for adjusting the height of the ingot.
Нижняя часть тонкостенной изложницы быстро прогревается при разливке стали. В зазор между корочкой и изложницей подсасывается холодный воздух, который, нагреваясь, проходит к прибыли и поддерживает ее в более горячем состоянии до конца кристаллизации. При этом сохраняется принцип направленности затвердевания снизу вверх, обеспечивая высокий выход годного металла. The lower part of the thin-walled mold quickly warms up when casting steel. Cold air is sucked into the gap between the crust and the mold, which, when heated, passes to profit and maintains it in a hotter state until the end of crystallization. At the same time, the principle of directivity of solidification from bottom to top is maintained, providing a high yield of metal.
Однако направленная кристаллизация снизу вверх не устраняет внеосевую и осевую ликвацию в слитке, а химический состав, структура и качество металла в донной и подприбыльной частях слитка - вдоль его высоты будут различные. Известное устройство не дает возможности получить слиток с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка. However, directed crystallization from the bottom up does not eliminate off-axis and axial segregation in the ingot, and the chemical composition, structure and quality of the metal in the bottom and sub-profit parts of the ingot will be different along its height. The known device does not make it possible to obtain an ingot with a minimum development of segregation phenomena in the cross section and minimal heterogeneity of the metal along the height of the ingot.
Известно еще одно устройство - "Изложница, уширяющаяся книзу" (авторское свидетельство СССР 283519, кл. В 22 D 7/00), которая выполнена из нескольких сегментов с отношением радиуса вогнутого элемента к радиусу выпуклого элемента внутренней поверхности больше единицы. Another device is known - “Mold Expanding Bottom” (USSR copyright certificate 283519, class B 22 D 7/00), which is made of several segments with a ratio of the radius of the concave element to the radius of the convex element of the inner surface of more than one.
При кристаллизации металла в изложнице слиток движется книзу, а изложница движется кверху, при этом уменьшается температурная неравномерность затвердевающего слитка, т.к. уменьшается продолжительность соприкосновения слитка с изложницей. During crystallization of the metal in the mold, the ingot moves downward, and the mold moves upward, while the temperature unevenness of the solidified ingot decreases, since the duration of the ingot contact with the mold decreases.
Однако с учетом того, что теплопроводность воздуха меньше теплопроводности изложницы, кристаллизация в горизонтальной плоскости подавляется и развиваются ликвационные процессы - внеосевая и осевая ликвации. Известное устройство не дает возможности получить слиток с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка; конструкция изложницы - сложная в изготовлении, а в эксплуатации покажет пониженную стойкость. However, taking into account the fact that the thermal conductivity of air is less than the thermal conductivity of the mold, crystallization in the horizontal plane is suppressed and segregation processes develop - off-axis and axial segregation. The known device does not make it possible to obtain an ingot with a minimum development of segregation phenomena in the cross section and minimal heterogeneity of the metal along the height of the ingot; the mold design is difficult to manufacture, and in operation will show reduced durability.
Согласно другому устройству в составной изложнице получают кузнечный слиток (авторское свидетельство СССР 1586843, кл. В 22 D 7/00), по форме представляющий собой две усеченные пирамиды, соединенные большими основаниями, причем пирамиды образованы овалами с разным соотношением осей по высоте слитка. According to another device, a forging ingot is obtained in the composite mold (USSR author's certificate 1586843, class B 22 D 7/00), which in shape is two truncated pyramids connected by large bases, and the pyramids are formed by ovals with different axle ratios along the height of the ingot.
Такая кострукция слитка дает возможность сконцентрировать дефекты усадочного присхождения в центральной части слитка. Затвердевание периферийных слоев по торцам слитка происходит ускоренно, что уменьшает степень развития и проявления ликвационных дефектов. Сконцентрированную в центральной части слитка усадочную раковину заваривают путем ковки-протяжки. This construction of the ingot makes it possible to concentrate the shrinkage defects in the central part of the ingot. Hardening of the peripheral layers at the ends of the ingot is accelerated, which reduces the degree of development and manifestation of segregation defects. Concentrated in the Central part of the ingot shrink shell is brewed by forging broach.
Однако ускоренное затвердевание по торцам слитка предопределяет различную структуру и свойства металла по высоте слитка, а сконцентрированная в центре слитка усадочная раковина вынуждает применять предварительную ковку-протяжку, т. е. усложнять применение слитка в производстве; кроме того, составная изложница сложна в эксплуатации, а при транспортировке на поддоне серьезно нарушаются условия безопасности работ; при разрезке слитка на мерные заготовки возникают большие трудности с его установкой в кулачки патрона отрезного станка. Известное устройство не дает возможности получения слитка с минимальным развитием неоднородности металлa в поперечном сечении и по высоте при максимально возможной простоте конструкции изложницы и простоте ее применения. However, accelerated solidification at the ends of the ingot determines the different structure and properties of the metal along the height of the ingot, and the shrinkage shell concentrated in the center of the ingot forces the use of preliminary forging-broaching, i.e., complicates the use of the ingot in production; in addition, the composite mold is difficult to operate, and when transporting on a pallet, the work safety conditions are seriously violated; when cutting an ingot into measured billets, great difficulties arise with its installation in the cams of the cutting machine chuck. The known device does not make it possible to obtain an ingot with a minimum development of metal inhomogeneity in the cross section and in height with the maximum possible simplicity of the mold design and its ease of use.
Известна изложница для получения слитка, уширяющегося книзу до половины высоты, по авторскому свидетельству СССР 1017432, кл. В 22 D 7/00. Known mold for receiving the ingot, expanding down to half the height, according to the author's certificate of the USSR 1017432, class. B 22 D 7/00.
Это известное устройство предназначено для того, чтобы вытянуть несплошности вдоль оси слитка и не получить сильного развития их в горизонтальной плоскости. При практическом использовании такого слитка обязательно применение операций ковки или удаление дефектной зоны по оси слитка в выдру при прошивке (при изготовлении полых изделий). This known device is designed to stretch discontinuities along the axis of the ingot and not to get a strong development in the horizontal plane. In the practical use of such an ingot, it is necessary to use forging operations or remove the defective zone along the axis of the ingot into the otter during flashing (during the manufacture of hollow products).
Однако, устройство для получения такого слитка весьма сложно по конструкции, отличается большой трудоемкостью при сборке, низкой устойчивостью при транспортировке на поддоне, низкой стойкостью при эксплуатации и высокой трудоемкостью при раздевании слитка; кроме того, металл в верхнем и нижней частях слитка окажется неоднородным. Известное устройство не дает возможности получить слиток с минимальной неоднородностью по высоте при максимально возможной простоте конструкции изложницы и простоте ее применения. However, the device for producing such an ingot is very difficult in design, it is very labor-intensive during assembly, has low stability during transportation on a pallet, low resistance during operation, and high labor-intensive when undressing the ingot; in addition, the metal in the upper and lower parts of the ingot will be heterogeneous. The known device does not make it possible to obtain an ingot with minimal heterogeneity in height with the maximum possible simplicity of the mold design and its ease of use.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является уширенная книзу изложница для разливки стали (патент SU 1817879, кл, В 22 D 7/00), у которой соотношение толщины стенки верха к толщине стенки низа составляет 1,3-4,0, а прибыль выполнена в виде конфузора, предназначена для управления процессом кристаллизации расплавленного металла в горизонтальной плоскости. Closest to the technical nature of the present invention is a widened downward mold for casting steel (patent SU 1817879, class B 22 D 7/00), in which the ratio of the top wall thickness to the bottom wall thickness is 1.3-4.0, and the profit is made in the form of a confuser, designed to control the crystallization of molten metal in a horizontal plane.
Однако увеличенная толщина стенки изложницы в верхней части с меньшим диаметром поперечного сечения не обеспечивает одинаковых условий кристаллизации металла в горизонтальных плоскостях по высоте изложницы: возможно появление "перехватов" металла по высоте слитка и концентрация усадочной раковины в средней части по высоте слитка. Известное устройство не дает возможности получить слиток с минимальной неоднородностью металла по высоте слитка. However, the increased wall thickness of the mold in the upper part with a smaller cross-sectional diameter does not provide the same conditions for metal crystallization in horizontal planes along the mold height: it is possible that metal “intercepts” along the ingot height and a concentration of the shrink shell in the middle part along the ingot height are possible. The known device does not make it possible to obtain an ingot with minimal metal heterogeneity along the height of the ingot.
Таким образом, ни одно из существующих устройств для отливки слитков, уширяющихся книзу, не дает возможности получения слитка высокого качества: с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка при максимально возможной простоте конструкции изложницы и простоте ее применения. Thus, none of the existing devices for casting ingots, broadening downwards, makes it possible to obtain a high quality ingot: with minimal development of segregation phenomena in the cross section and minimal heterogeneity of the metal along the height of the ingot with the maximum possible simplicity of the mold design and its ease of use.
Известен способ сифонной разливки стали и получения слитка без прибыли (В. А. Ефимов. Стальной слиток. Металлургиздат, М. 1961, с. 349), включающий разливку стали в сквозные уширенные книзу изложницы, приостановку разливки и заливку водой открытой поверхности металла в изложницы, а также допрессовку слитка медленной непрерывной подкачкой стали через некоторый промежуток времени, определяемый опытным путем. A known method of siphon casting of steel and obtaining an ingot without profit (V. A. Efimov. Steel ingot. Metallurgizdat, M. 1961, p. 349), comprising casting steel into through molds widened downward, stopping the casting and pouring water on the open metal surface into the molds , as well as prepressing the ingot by slow continuous pumping of steel after a certain period of time, determined experimentally.
При использовании названного способа в слитке получается закрытая усадочная раковина, которую необходимо заварить при дальнейшей пластической деформации с большими степенями обжатия. When using the above method, a closed shrink shell is obtained in the ingot, which must be brewed during further plastic deformation with high compression ratios.
Однако известный способ обеспечивает только закрытие усадочной раковины, а не условия горизонтальной кристаллизации металла в изложнице. Кроме того, способ очень сложен и содержит опасную для персонала операцию по заливке воды на открытую поверхность металла в изложнице. Известный способ не дает возможности получить слиток с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечение и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка. However, the known method provides only the closure of the shrink shell, and not the conditions for horizontal crystallization of the metal in the mold. In addition, the method is very complex and contains a dangerous operation for personnel to pour water on the exposed metal surface in the mold. The known method does not make it possible to obtain an ingot with a minimum development of segregation phenomena in the cross section and minimal heterogeneity of the metal along the height of the ingot.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению аналогом (т. е. прототипом) является способ сифонной отливки слитков, при котором низ слитка отливают с умеренной скоростью, а верх - с несколько большей (М. Н. Колосов и др. Качество слитка спокойной стали. М. Металлургия, 1973, с. 337). Этот прием изменения скорости при отливке слитка используют для предупреждения образования заворотов металла. The closest in technical essence to the proposed invention analogue (i.e., prototype) is a method for siphon ingots casting, in which the bottom of the ingot is cast at a moderate speed and the top is slightly higher (MN Kolosov et al. Quality of the ingot of mild steel M. Metallurgy, 1973, p. 337). This technique of changing the speed during casting of an ingot is used to prevent the formation of inversion of metal.
Однако известный способ не дает возможности получить слиток высокого качества: с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка. However, the known method does not make it possible to obtain a high quality ingot: with a minimum development of segregation phenomena in the cross section and minimal heterogeneity of the metal along the height of the ingot.
Таким образом, ни один из способов получения слитка, уширяющегося книзу, не дает возможности получить слиток высокого качества: с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка. Thus, none of the methods for producing an ingot broadening downward makes it possible to obtain a high-quality ingot: with minimal development of segregation phenomena in the cross section and minimal heterogeneity of the metal along the height of the ingot.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание изложницы для отливки слитка, уширяющегося книзу, и способа его получения, обеспечивающих получение слитка высокого качества: с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении с минимальной неоднородностью металла по высоте слитка при максимально возможной простоте конструкции изложницы и простоте ее применения.Disclosure of Invention
The objective of the present invention is to provide a mold for casting an ingot broadening downward and a method for its preparation, which provides a high quality ingot: with minimal development of segregation phenomena in cross section with minimal metal heterogeneity along the ingot height with the maximum possible simplicity of the mold construction and its ease of use.
Эта задача решается тем, что у изложницы для отливки слитка, уширяющегося книзу, согласно изобретению толщина стенки изложницы выполнена равной 0,40-0,55 радиуса внутренней ее полости в каждом поперечном сечении по ее высоте. Это соотношение дает возможность создать условия для горизонтальной кристаллизации металла слитка и добиться минимального развития ликвационных явлений в поперечном сечении. This problem is solved in that the mold for casting an ingot broadening downward, according to the invention, the wall thickness of the mold is made equal to 0.40-0.55 of the radius of its inner cavity in each cross section along its height. This ratio makes it possible to create conditions for horizontal crystallization of the ingot metal and to achieve a minimum development of segregation phenomena in the cross section.
Имея ввиду наличие теплоотвода в осевом направлении от нижнего и верхнего торцов слитка, оптимальные условия для горизонтальной кристаллизации слитка во всем его объеме (за исключением приторцевых областей, где металл получается заведомо плотный) создаются при симметричном относительно половины высоты изложницы распределении температур по ее поверхности. Симметричного распределения температур достигают путем изменения скорости наполнения изложницы металлом, увеличивая или уменьшая ее. Bearing in mind the presence of heat removal in the axial direction from the lower and upper ends of the ingot, optimal conditions for horizontal crystallization of the ingot in its entire volume (with the exception of the edge regions where the metal is obviously dense) are created when the temperature distribution is symmetrical with respect to half the mold height. Symmetric temperature distribution is achieved by changing the rate of filling the mold with metal, increasing or decreasing it.
Известны различные мнения об оптимальной толщине стенки изложницы. Одни считают, что в тонкостенных изложницах затвердевание слитка происходит быстрее, чем в толстостенных, другие, что при получении слитков малой массы (0,5-2,5 т) применение тонкостенных изложниц уменьшает скорость затвердевания (см., например, М.Н. Колосов и др. Качество слитка спокойной стали. М. Металлургия. 1973, с.48). There are various opinions on the optimal wall thickness of the mold. Some believe that in thin-walled molds, the solidification of the ingot occurs faster than in thick-walled molds, others that when producing small-weight ingots (0.5-2.5 t), the use of thin-walled molds reduces the rate of solidification (see, for example, M.N. Kolosov et al. Quality of an ingot of calm steel. M. Metallurgy. 1973, p. 48).
Оптимальность заявленного диапазона соотношений толщины стенки изложницы 0,40-0,55 радиуса внутренней ее полости в каждом поперечном сучении по ее высоте подтверждается расчетным путем с помощью математической модели, разработанной заявителем (В. А. Тюрин. Теория и процессы ковки слитков на прессах. М. Машиностроение, 1979, с. 172-183), а также экспериментально. При толщине стенки изложницы менее 0,40 радиуса внутренней полости ее изложница разогревается быстрее. Зона максимальной температуры располагается в верхней части изложницы; кристаллизация металла в горизонтальном направлении имеет место только в поверхностных слоях слитка; преобладает кристаллизация металла в вертикальном направлении, структура слитка по высоте получается неоднородной. Температура по поверхности изложницы - высокая (экспериментально зафиксирована температура тонкостенных изложниц 740oС), что может привести к снижению стойкости изложницы при эксплуатации. При толщине стенки изложницы более 0,55 радиуса внутренней ее полости скорость кристаллизации металла в горизонтальном направлении возрастает настолько, что вдоль оси слитка по его высоте появляются "перехваты" металла, что снижает качество слитка.The optimality of the claimed range of wall thickness ratios of the mold 0.40-0.55 of the radius of its inner cavity in each cross-section along its height is confirmed by calculation using a mathematical model developed by the applicant (V. A. Tyurin. Theory and processes of forging of ingots on presses. M. Engineering, 1979, pp. 172-183), as well as experimentally. When the wall thickness of the mold is less than 0.40 of the radius of the inner cavity, its mold is heated faster. The maximum temperature zone is located in the upper part of the mold; horizontal crystallization of metal occurs only in the surface layers of the ingot; crystallization of the metal in the vertical direction predominates; the structure of the ingot in height is heterogeneous. The temperature on the surface of the mold is high (experimentally fixed temperature of thin-walled molds is 740 o C), which can lead to a decrease in the resistance of the mold during operation. When the wall thickness of the mold is more than 0.55 of the radius of its inner cavity, the crystallization rate of the metal in the horizontal direction increases so much that along the axis of the ingot along its height “intercepts” of metal appear, which reduces the quality of the ingot.
Это дает возможность получить слиток высокого качества: с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка при максимально возможной простоте конструкции изложницы и простоте ее применения. This makes it possible to obtain a high quality ingot: with a minimum development of segregation phenomena in the cross section and minimal metal heterogeneity along the height of the ingot with the maximum possible simplicity of the mold design and its ease of use.
Поставленная в предлагаемой группе изобретений задача решается также тем, что в способе получения слитка, уширенного книзу, используют изложницу, выполненную, как было описано выше (с толщиной стенки 0,40-0,55 радиуса внутренней ее полости в каждом поперечном сечении по ее высоте), измеряют температуру по всей ее поверхности в период времени от заполнения изложницы до момента достижения максимальной температуры, затем слиток извлекают из изложницы, операции наполнения изложницы металлом и измерения температуры повторяют и изменяют скорость наполнения изложницы металлом до получения симметричного относительно половины высоты изложницы распределения температур по ее поверхности. The problem posed in the proposed group of inventions is also solved by the fact that in the method of producing an ingot broadened down, a mold is used, made as described above (with a wall thickness of 0.40-0.55 radius of its inner cavity in each cross section along its height ), measure the temperature over its entire surface in the period from the filling of the mold to the moment of reaching the maximum temperature, then the ingot is removed from the mold, the operations of filling the mold with metal and temperature measurements are repeated and the speed is changed filling the mold with metal to obtain relatively symmetrical half the height of the mold temperature distribution on its surface.
Измерение температуры одновременно по всей поверхности изложницы дает возможность надежно установить характер распределения температуры по высоте изложницы. Непрерывное измерение температуры по всей поверхности изложницы можно осуществить, например, с помощью тепловизора или видеокамеры, работающей как в видимом, так к в инфракрасном диапазоне спектра. Измерение температуры проводят до момента достижения максимальной температуры на поверхности изложницы, что соответствует примерно моменту окончания кристаллизации слитка. Temperature measurement simultaneously over the entire surface of the mold makes it possible to reliably establish the nature of the temperature distribution over the mold height. Continuous temperature measurement over the entire surface of the mold can be carried out, for example, using a thermal imager or a video camera operating both in the visible and in the infrared range of the spectrum. Temperature measurement is carried out until the maximum temperature on the surface of the mold is reached, which corresponds approximately to the moment the ingot crystallizes.
Таким образом, заявленное соотношение толщины стенки изложницы создает условия для горизонтальной кристаллизации металла, т.е. для минимального развития ликвационных явлений в поперечном сечении слитка, а заявленные операции измерения температуры по всей поверхности изложницы в период времени от ее заполнения до момента достижения максимальной температуры, повторение измерений при повторных отливках слитков и изменение скорости наполнения изложницы металлом до получения симметричного относительно половины высоты изложницы распределения температур по ее поверхности обеспечивают определение скоростного режима для реализации преимуществ оптимальной толщины стенки изложницы, т. е. для горизонтальной кристаллизации металла и минимальной неоднородности металла по высоте слитка. Thus, the claimed ratio of the wall thickness of the mold creates the conditions for horizontal crystallization of the metal, i.e. for the minimum development of segregation phenomena in the cross section of the ingot, and the declared operations of measuring the temperature over the entire surface of the mold in the period of time from its filling until the maximum temperature is reached, repeating the measurements during repeated casting of ingots and changing the speed of filling the mold with metal until a mold is symmetrical about half the height temperature distributions over its surface determine the speed regime to realize the benefits of optimal thicknesses us wall of the mold, ie. e. horizontal metal crystallization and minimal metal inhomogeneity adjustment ingot.
В дальнейшем патентуемая изложница для отливки слитка, уширенного книзу и способ его получения поясняются конкретным примером их осуществления и прилагаемым чертежом, на котором схематично изображена конструкция изложницы. In the future, the patented mold for casting an ingot broadened downward and the method for its preparation are illustrated by a specific example of their implementation and the attached drawing, which schematically shows the design of the mold.
Лучший вариант осуществления изобретения
Патентуемую изложницу для отливки слитка, уширенного книзу, и способ его получения выполняют и осуществляют следующим образом.The best embodiment of the invention
Patented mold for casting an ingot broadened downward, and the method for its production is carried out and is carried out as follows.
Для заданных геометрических размеров высоты Н, радиуса нижнего основания RН и радиуса верхнего основания RВ слитка, уширенного книзу, изложница выполнена с внутренней полостью 1, соответствующей форме и размерам слитка с учетом тепловой усадки металла при кристаллизации и охлаждении, а толщина Δ (Δн - внизу и Δв - вверху) стенки 2 изложницы выполнена равной 0,40-0,55 радиуса R (RН - внизу и RВ - вверху) внутренней полости 1 ее в каждом поперечном сечении по ее высоте Н.For the given geometric dimensions of the height H, the radius of the lower base R H and the radius of the upper base R B of the ingot, broadened downward, the mold is made with an internal cavity 1 corresponding to the shape and dimensions of the ingot, taking into account the heat shrinkage of the metal during crystallization and cooling, and the thickness Δ (Δ n - at the bottom and Δ in - at the top) of the wall 2 of the mold is made equal to 0.40-0.55 of radius R (R H at the bottom and R B at the top) of its internal cavity 1 in each cross section along its height N.
Для получения слитка, уширенного книзу, изложницу наполняют расплавленным металлом снизу, измеряют температуру по всей ее поверхности 3, например, с помощью тепловизора или видеокамеры в период времени от заполнения изложницы до момента достижения максимальной температуры, затем слиток извлекают из изложницы, а операции наполнения изложницы расплавленным металлом, измерения температуры повторяют, изменяя скорость наполнения, до получения симметричного относительно половины высоты Н изложницы распределения температур по ее поверхности 3. To obtain an ingot broadened down, the mold is filled with molten metal from below, the temperature is measured over its entire surface 3, for example, using a thermal imager or a video camera from the time the mold is filled until the maximum temperature is reached, then the ingot is removed from the mold and the mold is filled molten metal, the temperature measurements are repeated, changing the speed of filling, until a mold of temperature distribution is symmetrical with respect to half the height H on its surface ty 3.
При толщине Δ (Δн - внизу и Δв - вверху) стенки 2 менее 0,40 радиуса R (RН - внизу и RВ - вверху) внутренней полости 1 изложница разогревается по поверхности 3 выше 740oС, что может привести к снижению ее стойкости при эксплуатации.When the thickness Δ (Δ n is at the bottom and Δ at the top) of the wall 2 is less than 0.40 of radius R (R H is at the bottom and R B is at the top) of the inner cavity 1, the mold is heated on the surface 3 above 740 o C, which can lead to reduce its durability during operation.
При толщине Δ ( Δн - внизу и Δв - вверху) стенки 2 более 0,55 радиуса R (RН - внизу и RВ - вверху) внутренней полости 1 скорость кристаллизации металла в горизонтальном направлении возрастает настолько, что вдоль оси слитка по высоте Н появляются "перехваты" металла, что может снизить качество металла слитка.When the thickness Δ (Δ n is at the bottom and Δ at the top) of the wall 2 is more than 0.55 of radius R (R H is at the bottom and R B is at the top) of the internal cavity 1, the crystallization rate of the metal in the horizontal direction increases so much that along the axis of the ingot along At height H, metal “intercepts” appear, which can reduce the quality of the ingot metal.
Пример
Для получения слитка высотой 1000 мм, с диаметрами верхнего основания 150 мм и нижнего основания 200 мм из стали 60Г2 изготовили изложницу с толщиной стенки 30 мм вверху и 40 мм внизу. С помощью сифона изложницу наполнили снизу расплавленным металлом при температуре 1560oС за 40 с. В момент заполнения изложницы металлом начали съемку всей поверхности изложины видеокамерой "Sony": сначала в инфракрасном диапазоне, а затем - в видимом диапазоне спектра. Съемку вели до достижения максимальной температуры поверхности изложницы, которая получилась на нижней трети высоты изложницы. Через 60 мин после разливки слиток извлекли из изложницы. Повторно изложницу наполнили снизу расплавленным металлом при температуре 1560oC за 120 с. В этом случае максимальная температура на поверхности изложницы получилась на верхней трети высоты изложницы. Через 60 мин после разливки слиток извлекли из изложницы. В третий раз изложницу наполнили снизу расплавленным металлом при температуре 1560oС за 80 с. В этом случае получено симметричное относительно половины высоты изложницы с максимумом температур на этом участке распределение температур по ее поверхности. Исследование качества металла слитков показало: у первого слитка обнаружена усадочная раковина на нижней трети высоты слитка; у второго слитка обнаружена усадочная раковина на верхней трети высоты слитка; у третьего слитка усадочной раковины не обнаружено - пористость сосредоточена в осевой зоне и равномерно распределена по высоте слитка (за исключением приторцевых зон, где пористость вообще отсутствует); зон внеосевой и осевой ликвации в поперечных сечениях слитка не обнаружено. Конструкция изложницы максимально проста: представляет собой одну деталь с гладкими наружной к внутренней поверхностями; для применения изложницы достаточно одного грузоподъемного устройства - крана.Example
To obtain an ingot with a height of 1000 mm, with diameters of the upper base 150 mm and the lower base 200 mm, a mold was made of 60G2 steel with a wall thickness of 30 mm at the top and 40 mm at the bottom. Using a siphon, the mold was filled from below with molten metal at a temperature of 1560 o C for 40 s. When the mold was filled with metal, they started shooting the entire surface of the mold with a Sony camcorder: first in the infrared range, and then in the visible range of the spectrum. The survey was conducted until the maximum surface temperature of the mold was reached, which was obtained on the lower third of the mold height. 60 minutes after casting, the ingot was removed from the mold. The mold was re-filled from the bottom with molten metal at a temperature of 1560 o C for 120 s. In this case, the maximum temperature on the surface of the mold was obtained on the upper third of the mold height. 60 minutes after casting, the ingot was removed from the mold. For the third time, the mold was filled from below with molten metal at a temperature of 1560 o C for 80 s. In this case, a temperature distribution symmetrical with respect to half the height of the mold with a maximum of temperatures in this section was obtained over its surface. A study of the quality of the ingot metal showed: a shrinkage shell was found in the first ingot at the lower third of the ingot height; a shrinkage shell was found in the second ingot on the upper third of the ingot height; no shrinkage shell was found in the third ingot — porosity is concentrated in the axial zone and evenly distributed over the height of the ingot (with the exception of the near-end zones, where there is no porosity at all); no off-axis and axial segregation zones were found in the cross sections of the ingot. The design of the mold is as simple as possible: it is one part with smooth outer to inner surfaces; for the application of the mold one lifting device is enough - a crane.
Таким образом, заявленная изложница для отливки слитка, уширенного книзу, и способ его получения дают возможность при толщине стенки изложницы, равной 0,40-0,55 радиуса внутренней ее полости, в каждом поперечном сечении ее по высоте и при изменении скорости наполнения изложницы расплавленным металлом до получения симметричного относительно половины высоты изложницы распределения температур по ее поверхности, измеренного с помощью видеокамеры, получить слиток высокого качества: с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении и минимальной неоднородностью металла по высоте слитка при максимально возможной простоте конструкции изложницы и простоте ее применения. Thus, the claimed mold for casting an ingot broadened downward, and the method for its preparation make it possible for a mold wall thickness equal to 0.40-0.55 radius of its inner cavity, in each cross section of it in height and when the mold filling speed changes with molten metal to obtain a temperature distribution symmetrical with respect to half the mold temperature distribution over its surface, measured using a video camera, to obtain a high quality ingot: with minimal development of segregation phenomena in the transverse value and minimal heterogeneity of the metal along the height of the ingot with the maximum possible simplicity of the design of the mold and the simplicity of its application.
Использование заявленной изложницы для отливки слитка, уширенного книзу, и способа его получения позволяет обеспечить оптимальные условия горизонтальной кристаллизации металла и на этой основе повысить качество слитка. Using the inventive mold for casting an ingot broadened downward and the method for producing it allows to provide optimal conditions for horizontal crystallization of the metal and on this basis to improve the quality of the ingot.
Промышленная применимость
Заявленная изложница для отливки слитка, уширенного книзу, и способ его получения дают возможность получить слиток с минимальным развитием ликвационных явлений в поперечном сечении: внеосевая и осевая ликвации не обнаруживаются металлографическими средствами испытания качества.Industrial applicability
The claimed mold for casting an ingot broadened downwards and the method for its preparation make it possible to obtain an ingot with a minimum development of segregation phenomena in the cross section: off-axis and axial segregations are not detected by metallographic quality testing tools.
Совершенно очевидно, что, используя заявленную изложницу для отливки слитка и способ его получения, удается минимизировать неоднородность металла по высоте слитка. It is obvious that, using the claimed mold for casting the ingot and the method for its preparation, it is possible to minimize the heterogeneity of the metal along the height of the ingot.
Заявленная изложница для отливки слитка, уширенного книзу, и способ его получения отличаются простотой как конструкции изложницы, так и операции по достижению симметричного относительно половины высоты изложницы распределения температур. The claimed mold for casting an ingot broadened downward and the method for its preparation are distinguished by the simplicity of both the design of the mold and the operation to achieve a temperature distribution symmetrical with respect to half the height of the mold.
Совершенно очевидно, что, используя заявленную изложницу для отливки слитка, уширенного книзу, и способ его получения, не потребуется специальное оборудование и оснастка в сталеплавильном цехе металлургического завода, а тепловизорная и видеотехника дают возможность значительно повысить точность расчета скорости наполнения изложницы расплавленным металлом. It is quite obvious that using the declared mold for casting the ingot broadened down and the method for its production, special equipment and equipment will not be required in the steelmaking shop of the metallurgical plant, and thermal imaging and video equipment make it possible to significantly increase the accuracy of calculating the rate of filling the mold with molten metal.
Заявленная конструкция изложницы для отливки слитка, уширенного книзу, и способ его получения пригодны для получения слитков любого соотношения H/D, встречающегося в металлургической промышленности, для слитков, отливаемых с прибылью, без прибыли или с холодильником в верхней чести, для слитков круглого или многогранного (24, 18, 12 или 8 граней) поперечного сечения. The claimed design of the mold for casting an ingot broadened downward, and the method of its preparation are suitable for producing ingots of any H / D ratio found in the metallurgical industry, for ingots cast with profit, without profit or with a refrigerator in the upper honor, for ingots of round or multifaceted (24, 18, 12 or 8 faces) of the cross section.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001135375A RU2198763C1 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Ingot mold for casting widened downward ingot and method for casting such ingot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001135375A RU2198763C1 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Ingot mold for casting widened downward ingot and method for casting such ingot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2198763C1 true RU2198763C1 (en) | 2003-02-20 |
Family
ID=20254949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001135375A RU2198763C1 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Ingot mold for casting widened downward ingot and method for casting such ingot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2198763C1 (en) |
-
2001
- 2001-12-27 RU RU2001135375A patent/RU2198763C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЛОСОВ М.Н. и др. Качество слитка спокойной стали. - М.: Металлургия, 1973, с. 337. ЕФИМОВ. В.А. Стальной слиток. - М.: Металлургиздат, 1961, с. 349. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2460607C2 (en) | Device and method for subsequent casting of metals having equal or similar shrinkage factors | |
| JP2021514840A (en) | Equipment and method to realize core reduction processing technology in the solidification process of continuous casting of circular billets | |
| KR810001555B1 (en) | Method for continuous casting | |
| RU2198763C1 (en) | Ingot mold for casting widened downward ingot and method for casting such ingot | |
| RU2713666C2 (en) | Continuous steel casting method | |
| RU2687112C2 (en) | Oxide control system for compression mold for continuous casting of molten metal | |
| JPH06297101A (en) | Mold and method for continuous casting of steel | |
| JPH0220645A (en) | Mold for continuously casting steel | |
| EP2292350A1 (en) | Mould for continous casting of long or flat products, cooling jacket designed to cooperate with such a mould and assembly comprising such a mould and such cooling jacket | |
| RU2741876C1 (en) | Method for continuous casting of slab bills | |
| ABDULLAYEV et al. | Effect of linear final electromagnetic stirrer operational parameters on continuous cast high carbon steel billet quality | |
| SU1507519A1 (en) | Method of casting hollow ingots | |
| ACHARYA PALYA VENKATESH | Evolution of effect of final linear electromagnetic stirrer on (140mm X 140mm) continuous cast carbon steel billet | |
| RU2184009C1 (en) | Steel continuous casting method | |
| RU2323062C1 (en) | Slab continuous casting mold | |
| SU1740119A1 (en) | Apparatus for casting cone-shaped ingot molds | |
| RU2308348C1 (en) | Liner type mold for continuous casting of round billets | |
| SU1537355A1 (en) | Continuously-cast ingot | |
| SU789213A1 (en) | Ingot continuous casting method | |
| KR200337464Y1 (en) | Non-Turbulent Mold Casting M/C | |
| SU573256A1 (en) | Mould die for casting articles under controlled pressure | |
| JPH02247054A (en) | Method for detecting abnormality of powder involution in continuous casting | |
| SU1496912A1 (en) | Arrangement for manufacturing forging ingots | |
| RU2364466C1 (en) | Ingot casting mould | |
| RU2241573C1 (en) | Mold for continuous casting of slabs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121228 |