RU2232665C1 - Method for continuous casting of metallic rectangular cross-section billets and apparatus for performing the same - Google Patents
Method for continuous casting of metallic rectangular cross-section billets and apparatus for performing the same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232665C1 RU2232665C1 RU2003123207/02A RU2003123207A RU2232665C1 RU 2232665 C1 RU2232665 C1 RU 2232665C1 RU 2003123207/02 A RU2003123207/02 A RU 2003123207/02A RU 2003123207 A RU2003123207 A RU 2003123207A RU 2232665 C1 RU2232665 C1 RU 2232665C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wall
- cooling
- grooves
- mold
- width
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывному литью заготовок.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to continuous casting.
Известен способ непрерывного литья стальных заготовок прямоугольного сечения, заключающийся в формировании и кристаллизации стали в рабочей полости кристаллизатора, образованной его стенками, посредством их охлаждения с расчетной интенсивностью. Интенсивность внутренней системы охлаждения рассчитывается исходя из обеспечения теплоотвода Q, необходимого для кристаллизации на длине кристаллизатора l при заданной скорости литья ν, толщины корки δ. Если считать среднюю температуру затвердевшего металла t, то удельная теплота, отдаваемая элементарной массой расплава при затвердевании:A known method of continuous casting of steel billets of rectangular cross section, which consists in the formation and crystallization of steel in the working cavity of the mold formed by its walls, by cooling them with a calculated intensity. The intensity of the internal cooling system is calculated based on the heat sink Q necessary for crystallization along the length of the mold l at a given casting speed ν and the thickness of the crust δ. If we consider the average temperature of the solidified metal t, then the specific heat given off by the elementary mass of the melt during solidification:
где ср, см - удельная теплоемкость соответственно расплава и затвердевшего металла;where c p , c m - specific heat, respectively, of the melt and hardened metal;
ΔН - теплота затвердевания, кДж/кг.ΔН is the heat of solidification, kJ / kg.
При заданной скорости литья (δ) удельный расход затвердевающего металла через кристаллизатор длиной l и сторонами стенок В и b составляет:At a given casting speed (δ), the specific consumption of the hardened metal through a mold of length l and sides of walls B and b is:
Суммарный тепловой поток, отводимый в кристаллизаторе:The total heat flux discharged in the mold:
Охлаждающая вода внутренней системы кристаллизатора с теплоемкостью сох [кДж/кг·К], нагреваясь на Δtox, может отвести этот тепловой поток с расходом:The cooling water of the internal system of the mold with a specific heat with oh [kJ / kg · K], heating at Δt ox , can divert this heat flux with a flow rate of:
[м3/ч]. [m 3 / h].
В соответствии с геометрическими размерами рабочей полости (В, b) этот расход равномерно распределяется по стенкам. Конструктивно это реализуется равномерным по ширине каждой стенки шагом и размерами охлаждающих каналов (2).In accordance with the geometric dimensions of the working cavity (B, b), this flow rate is evenly distributed over the walls. Structurally, this is realized by a uniform step across the width of each wall and the dimensions of the cooling channels (2).
Недостатком известного способа является то, что согласно опытным данным при равномерном по ширине стенки кристаллизатора охлаждении толщина корки слитка неравномерна в пределах 25...40%, увеличиваясь от минимального значения по центру до максимального по углам кристаллизатора.A disadvantage of the known method is that according to experimental data, with cooling uniform in the width of the mold wall, the thickness of the ingot crust is uneven within 25 ... 40%, increasing from the minimum value in the center to the maximum in the corners of the mold.
Создающаяся при этом разнотолщинность затвердевающей корки слитка и, как следствие, образующиеся вследствие этого поперечные градиенты температур в корке заготовки являются причиной образования продольных трещин, которые возникают как по поверхности, так и по фронту кристаллизации.The resulting thickness variation of the solidified crust of the ingot and, as a result, the resulting transverse temperature gradients in the crust of the billet are the cause of the formation of longitudinal cracks that arise both along the surface and along the crystallization front.
Желаемым техническим результатом заявленного способа непрерывного литья заготовок и устройства для его осуществления является устранение указанных выше недостатков за счет обеспечения равномерности охлаждения кристаллизатора и получения равномерной по толщине корки заготовки.The desired technical result of the claimed method for continuous casting of billets and a device for its implementation is to eliminate the above disadvantages by ensuring uniform cooling of the mold and obtaining a uniform billet crust thickness.
Это достигается тем, что в известном способе непрерывного литья металлических заготовок прямоугольного сечения, включающем подвод металла в рабочую полость кристаллизатора, охлаждение заготовки водоохлаждаемыми стенками кристаллизатора с расчетной интенсивностью и плотностью теплоотвода по изобретению, охлаждение заготовки в кристаллизаторе осуществляют с изменением плотности теплоотвода по шиpинe каждой водоохлаждаемой cтeнки за счет понижения интенсивности охлаждения от максимального значения в центральной части стенок до минимального значения к их краям по следующей зависимости:This is achieved by the fact that in the known method of continuous casting of metal billets of rectangular cross section, including supplying metal to the working cavity of the mold, cooling the billet with water-cooled walls of the mold with the calculated intensity and density of the heat sink according to the invention, cooling the billet in the mold is carried out with a change in the density of the heat sink along the width of each water-cooled walls by lowering the cooling intensity from the maximum value in the central part of the walls to mini minimum value to their edges according to the following relationship:
где Р - расход воды на охлаждение стенки кристаллизатора, м3/ч,where P is the flow rate of water for cooling the mold wall, m 3 / h,
mmin=(0,6...0,85) m - величина минимальной интенсивности охлаждения стенки с меньшими значениями для больших ширин стенок и с большими значениями для меньших ширин, м3/ч,m min = (0.6 ... 0.85) m is the value of the minimum wall cooling intensity with smaller values for large wall widths and with large values for smaller widths, m 3 / h,
М - текущее значение интенсивности охлаждения стенки в пределах: mmin ≤ М ≤ m, м3/ч.M - the current value of the intensity of the cooling wall within: m min ≤ M ≤ m, m 3 / h
Для осуществления способа непрерывного литья заготовок предложено устройство, содержащее кристаллизатор, в стенках которого выполнены пазы для циркуляции охлаждающей воды, при этом в каждой стенке выполнены пазы с различными шагами, отношения суммарной ширины пазов по участкам к длинам этих участков переменно по ширине стенки от максимального значения по центральному участку стенки до минимального значения по краям стенки по следующей зависимости:To implement the continuous casting method, a device is proposed that contains a mold, in the walls of which grooves are made for cooling water circulation, grooves are made in each wall with different steps, the ratio of the total width of the grooves in sections to the lengths of these sections is variable in width from the maximum value along the central section of the wall to the minimum value along the edges of the wall according to the following relationship:
где Н - отношение суммарной ширины пазов по всей стенке к ее ширине,where H is the ratio of the total width of the grooves along the entire wall to its width,
bmin=(0,6...0,85)·b - отношение суммарной ширины пазов участка по краям стенки к его ширине с меньшими значениями для больших Н и большими значениями для меньших Н;b min = (0.6 ... 0.85) · b is the ratio of the total width of the grooves of the section along the edges of the wall to its width with smaller values for large H and large values for smaller H;
R - текущее значение отношения суммарной ширины пазов по участку к протяженности этого участка в пределах: bmin ≤ R ≤ b.R is the current value of the ratio of the total width of the grooves in the section to the length of this section in the range: b min ≤ R ≤ b.
Для практической реализации предлагаемого способа ширина охлаждения стенки разбита на участки, по каждому из которых обеспечена своя интенсивность охлаждения. Минимальное значение плотности теплоотвода обеспечивается по краям стенки, максимальное - в средней части.For the practical implementation of the proposed method, the cooling width of the wall is divided into sections, each of which has its own cooling intensity. The minimum value of the heat sink density is provided at the edges of the wall, the maximum - in the middle part.
Как следует из предлагаемой взаимосвязи интенсивности охлаждения по ширине стенки (Δb=b-bmin):As follows from the proposed relationship of the cooling intensity along the wall width (Δb = bb min ):
где α - угол, соответствующий половине ширины стенки (фиг.2).where α is the angle corresponding to half the width of the wall (figure 2).
Подставляя значения в (1), получим:Substituting Values in (1), we obtain:
Возведем обе части в квадрат, получим уравнение:We square both sides, we get the equation:
решение которого:whose solution:
С учетом того, что технологическим выражением значения Δb можно считать значение Δm=m-mmin и ширины стенки b - значения М и Н, то полученное выражение (4) может быть представлено в двух вариантах:Considering that the technological expression of the Δb value can be considered the value Δm = mm min and the wall width b are the values of M and H, the resulting expression (4) can be presented in two versions:
что обосновывает предлагаемые изобретением зависимости.which justifies the dependencies proposed by the invention.
Предлагаемый способ может быть реализован различными путями, так как варьировать охлаждение по ширине грани слитка можно за счет соответствующей дифференциации скорости движения охладителя, изменения расчетных проходных сечений каналов, размеров теплопередающих граней стенок кристаллизаторов.The proposed method can be implemented in various ways, since it is possible to vary the cooling along the width of the face of the ingot due to the corresponding differentiation of the speed of movement of the cooler, changes in the calculated passage sections of the channels, and the sizes of the heat transferring faces of the walls of the molds.
Изложенная сущность предлагаемого изобретения ниже поясняется прилагаемыми чертежами.The essence of the invention is explained below by the accompanying drawings.
Фиг.1 - общий вид кристаллизатора.Figure 1 - General view of the mold.
Фиг.2 - разрез А-А, фиг.1.Figure 2 - section aa, figure 1.
Фиг.3 - разрез Б-Б, фиг.2.Figure 3 is a section bB, figure 2.
Фиг.4 - вид по Г фиг.2, стенки кристаллизатора в разрезе.Figure 4 is a sectional view of Figure 2, sectional view of the mold wall.
Предлагаемый кристаллизатор содержит теплопередающие рабочие стенки: широкие 1 и узкие 2 из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например меди или бронзы. Относительно середины каждая из стенок разбита на участки: B1, В2, В3, В4, B5, В6 - для широкой стенки и b1, b2 - для узкой.The proposed mold contains heat transfer working walls: wide 1 and narrow 2 of a material with a high coefficient of thermal conductivity, such as copper or bronze. Relative to the middle, each of the walls is divided into sections: B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 for a wide wall and b 1 , b 2 for a narrow one.
На каждом из участков обеспечивается различная интенсивность теплоотвода.At each site, a different heat sink intensity is provided.
Тепловой поток, отводимый через теплопередающую стенку толщиной δ, пропорционален площади теплоотвода:The heat flux diverted through a heat transfer wall of thickness δ is proportional to the heat sink area:
Интенсивность теплоотвода зависит от того, какова в общей величине площади F площадь, орошаемая охладителем. Если исходить из единичной высоты кристаллизатора, то допустимо оперировать только поперечными размерами теплоотводящей стенки. В этом случае изменение интенсивности теплоотвода, выраженное в виде отношения суммарной ширины охлаждающих пазов, измеренной вдоль стенки на любых смежных участках (bi, bi+1), к их длинам показано на фиг.2 в виде эпюры, т.е. заштрихованной зоны под кривой 3 - по широкой грани (ширина В) и под кривой 4 - по узкой грани (ширина b).The heat sink intensity depends on what the total area F is the area irrigated by the cooler. Based on the unit height of the mold, it is permissible to operate only with the transverse dimensions of the heat sink wall. In this case, the change in the heat sink intensity, expressed as the ratio of the total width of the cooling grooves, measured along the wall in any adjacent sections (b i , b i + 1 ), to their lengths is shown in figure 2 in the form of a diagram, i.e. the shaded area under curve 3 is along a wide face (width B) and under curve 4 is along a narrow face (width b).
Как установлено экспериментально, наибольшая равномерность толщины кристаллизующейся корки достигается для больших значений интенсивности (Р) охлаждения стенки (расхода воды) и отношения (Н) суммарной ширины пазов по всей стенке к ее ширине - при меньших значениях соотношений m и mmin, также b и bmin и наоборот.As experimentally established, the greatest uniformity of the thickness of the crystallizing crust is achieved for large values of the intensity (P) of cooling the wall (water flow) and the ratio (H) of the total width of the grooves along the entire wall to its width - at lower ratios m and m min , also b and b min and vice versa.
На каждом из участков осуществляется некоторый постоянный расход воды, пропорциональный суммарной ширине пазов. Изменение расхода воды по ширине стенки, как показано на фиг.2, характеризуется кривыми 3, 4, проходящими через середины каждого из участков. Однако этот характер распространяется на любые другие адекватные точки, например кривая может быть построена по крайним точкам на участках.At each site, a certain constant flow of water is carried out, proportional to the total width of the grooves. The change in water flow along the width of the wall, as shown in figure 2, is characterized by curves 3, 4, passing through the middle of each of the sections. However, this character extends to any other adequate points, for example, a curve can be built at the extreme points in the sections.
Каждая из стенок 1, 2 стянута шпильками 5 и гайками 6 с соответствующей стальной стенкой 7, 8, 9, 10 с использованием по периметру уплотнения 11. Вместе стенки стянуты болтами 12 с применением пружин 13 и гаек 14. Регулирование положения узких стенок осуществляется с помощью резьбовых тяг 15, фиксируемых относительно корпуса гайками 16.Each of the
На фиг.2 условно выполнены разрезы по зоне с коллекторными пазами 17 в стальных стенках для подвода и отвода воды через отверстия 18.Figure 2 conditionally made cuts in the area with
Предложенный способ и кристаллизатор для его осуществления позволит получить заготовку с равномерной по толщине коркой, что обеспечит повышение качества заготовки.The proposed method and the mold for its implementation will allow to obtain a workpiece with a uniformly thick crust, which will improve the quality of the workpiece.
Источники информацииSources of information
1. А.с. №952422, кл. B 22 D 11/055, 1982 г.1. A.S. No. 952422, cl. B 22 D 11/055, 1982
2. А.с. №1329897, кл. B 22 D 11/055, 1987 г. - прототип.2. A.S. No. 1329897, cl. B 22 D 11/055, 1987 - prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123207/02A RU2232665C1 (en) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Method for continuous casting of metallic rectangular cross-section billets and apparatus for performing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123207/02A RU2232665C1 (en) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Method for continuous casting of metallic rectangular cross-section billets and apparatus for performing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2232665C1 true RU2232665C1 (en) | 2004-07-20 |
Family
ID=33414655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003123207/02A RU2232665C1 (en) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Method for continuous casting of metallic rectangular cross-section billets and apparatus for performing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2232665C1 (en) |
-
2003
- 2003-07-22 RU RU2003123207/02A patent/RU2232665C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4635702A (en) | Mold for continuous casting of steel strip | |
US3511305A (en) | Method for cooling a continuous casting | |
RU2240892C2 (en) | Liquid-cooled mold | |
ZA923712B (en) | Thermometry slab mould | |
US6315030B1 (en) | High speed continuous casting device and relative method | |
MXPA04010647A (en) | Adjustment of heat transfer in continuous casting moulds in particular in the region of the meniscus. | |
RU2232665C1 (en) | Method for continuous casting of metallic rectangular cross-section billets and apparatus for performing the same | |
US3450188A (en) | Continuous casting method and arrangement | |
US3519062A (en) | Apparatus for producing strip metal by continuous casting | |
EP0686446A1 (en) | Continuous-casting crystalliser with increased heat exchange and method to increase the heat exchange in a continuous-casting crystalliser | |
US20040256080A1 (en) | Method and device for optimizing the cooling capacity of a continuous casting mold for liquid metals, particularly for liquid steel | |
US20090199993A1 (en) | Cooled continuous casting mold | |
SU835614A1 (en) | Metal continuous casting mould | |
RU2006338C1 (en) | Continuous-casting machine crystallizer | |
JPH03453A (en) | Continuous casting mold for restraining corner crack in casting billet | |
RU2422242C2 (en) | Method of cooling billets at continuous casting machines | |
KR20040097142A (en) | Adjustment of heat transfer in continuous casting moulds in particular in the region of the meniscus | |
SU373084A1 (en) | CRYSTALLIZER FOR INSTALLATIONS OF CONTINUOUS STEEL CASTING | |
RU2149074C1 (en) | Method for continuous casting of thin flat metallic ingots | |
RU2085325C1 (en) | Method for continuous casting of rectangular ingots | |
JPH06292946A (en) | Method and device for vertical continuous casting of metal hot top | |
SU789213A1 (en) | Ingot continuous casting method | |
UA135698U (en) | METHOD FOR COOLING INGROUND IN ROTARY FOUNDRY MACHINE | |
Kandeil et al. | Solidification of steel billets in continuous casting | |
SU561611A1 (en) | Method for continuous casting of bimetallic ingots |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170723 |