RU2241573C1 - Mold for continuous casting of slabs - Google Patents

Mold for continuous casting of slabs

Info

Publication number
RU2241573C1
RU2241573C1 RU2003125551/02A RU2003125551A RU2241573C1 RU 2241573 C1 RU2241573 C1 RU 2241573C1 RU 2003125551/02 A RU2003125551/02 A RU 2003125551/02A RU 2003125551 A RU2003125551 A RU 2003125551A RU 2241573 C1 RU2241573 C1 RU 2241573C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mold
working surface
narrow
walls
section
Prior art date
Application number
RU2003125551/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003125551A (en
Inventor
А.В. Куклев (RU)
А.В. Куклев
Ю.М. Айзин (RU)
Ю.М. Айзин
С.В. Зарубин (RU)
С.В. Зарубин
А.А. Макрушин (RU)
А.А. Макрушин
В.Л. Данилов (RU)
В.Л. Данилов
А.М. Ламухин (RU)
А.М. Ламухин
А.Г. Лунев (RU)
А.Г. Лунев
В.Г. Ордин (RU)
В.Г. Ордин
А.Я. Груздев (RU)
А.Я. Груздев
С.Н. Бюльгер (RU)
С.Н. Бюльгер
Г.В. Панин (RU)
Г.В. Панин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Северсталь"
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 Открытое акционерное общество "Северсталь" filed Critical Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority to RU2003125551/02A priority Critical patent/RU2241573C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2241573C1 publication Critical patent/RU2241573C1/en
Publication of RU2003125551A publication Critical patent/RU2003125551A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy, namely designs of molds for continuous casting of slabs.
SUBSTANCE: mold includes narrow and wide cooled walls. Narrow walls have two portions with length l1, l2 respectively. In first upper portion working surface of wall is rectilinear, it is made according to expression y = (a - ω) x. In lower portion there is curvilinear working surface made according to expression
Figure 00000007
where y - difference between thickness values of wall in upper portion of mold and in portion spaced by distance x from mold top, mm; x - spacing from mold top, mm; a, b - coefficients depending upon kind of cast steel, modes and conditions of casting process, size of billet cross section; ω - coefficient of turning working surface. All other terms of expression are determined according to condition of gradual transition of rectilinear working surface to curvilinear one.
EFFECT: improved design, enhanced heat exchange between narrow faces of slab and narrow walls of mold, increased strength of mold walls.
3 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к конструкции кристаллизаторов, и предназначено для производства непрерывнолитых слябов.The invention relates to metallurgy, and more particularly to the design of molds, and is intended for the production of continuously cast slabs.

Наиболее близким по технической сущности является охлаждаемая изложница (кристаллизатор), выполненная с конусностью, по крайней мере, на одном участке, представленная в способе непрерывной разливки перитектических сталей (см. патент RU № 2142861 С1, кл. 6 В 22 D 11/04). Кристаллизатор имеет широкие стенки и узкие боковые стенки, которые могут быть выполнены подвижными, и включает сквозную центральную заливочную камеру для введения выпускного сопла. Начальный сегмент изложницы имеет конусность от 2 до 6% на 1 м. Аналитически под конусностью формы понимают значение [(la-LB)/(LB · hi)]· 100, в котором hi является высотой сегмента литейной формы, конусность которой должна быть определена, la является эффективной шириной на входе сегмента, имеющего высоту hi с учетом получаемого расширения, определяемого любой литейной камерой, и lb является шириной на выходе сегмента, имеющего высоту hi с учетом расширения, определяемого литейной камерой.The closest in technical essence is a cooled mold (mold), made with tapering in at least one section, presented in the method of continuous casting of peritectic steels (see patent RU No. 2142861 C1, CL 6 B 22 D 11/04) . The mold has wide walls and narrow side walls, which can be made movable, and includes a through central filling chamber for introducing the exhaust nozzle. The initial mold segment has a taper of 2 to 6% per 1 m. Analytically, the shape taper is understood to mean [(l a -L B ) / (L B · h i )] · 100, in which h i is the height of the mold segment, whose taper is to be determined, l a is the effective width at the inlet of a segment having a height h i taking into account the resulting expansion determined by any casting chamber, and l b is the width at the outlet of a segment having a height h i taking into account the expansion determined by a casting chamber.

Недостатком известного кристаллизатора (в том числе с двойной и тройной конусностью) является образование зазора рядом с серединой прямолинейного участка в силу несоответствия прямолинейности криволинейной усадке заготовки, особенно в верхней части кристаллизатора. Образовавшийся зазор в кристаллизаторе уменьшал теплоотвод и приводил к нагреву корочки сляба. В связи с этим существовала проблема возможности возникновения подвисания или прорыва. Зазор уменьшали, увеличивая конусность, и таким образом увеличивая величину контактного давления между поверхностями заготовки и рабочими стенками в местах контакта. Увеличение давления приводило к росту износа в этих областях.A disadvantage of the known mold (including double and triple taper) is the formation of a gap near the middle of the straight section due to the mismatch of the straightness of the curved shrinkage of the workpiece, especially in the upper part of the mold. The resulting gap in the mold reduced the heat sink and led to the heating of the slab crust. In this regard, there was a problem of the possibility of a freeze or breakthrough. The clearance was reduced by increasing the taper, and thus increasing the contact pressure between the surfaces of the workpiece and the working walls at the contact points. The increase in pressure led to increased wear in these areas.

Рабочую поверхность прототипа на i-м участке можно математически описать следующим образом:The working surface of the prototype in the i-th plot can be mathematically described as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

где х - расстояние от верха кристаллизатор;where x is the distance from the top of the mold;

y - разность между толщиной стенки вверху кристаллизатора и на расстоянии х от верха кристаллизатора;y is the difference between the wall thickness at the top of the mold and at a distance x from the top of the mold;

lj - длина j-го участка;l j is the length of the j-th section;

аi – коэффициент, характеризующий наклон i-го участка.and i is the coefficient characterizing the slope of the i-th section.

Желаемым техническим результатом заявленного устройства является увеличение стойкости узких стенок кристаллизатора (снижение износа в нижней части кристаллизатора) и улучшение теплообмена между ними и узкими гранями сляба.The desired technical result of the claimed device is to increase the resistance of the narrow walls of the mold (reducing wear in the lower part of the mold) and improving heat transfer between them and the narrow faces of the slab.

Указанный технический результат достигается созданием кристаллизатора для непрерывного литья слябов, содержащего широкие и узкие стенки, в котором узкие стенки содержат два участка: верхний I с прямолинейной рабочей поверхностью и нижний II с криволинейной рабочей поверхностью, причем прямолинейная рабочая поверхность плавно переходит в криволинейную, протяженностью соответственно l1 и l2 (см. фиг.2).The specified technical result is achieved by creating a mold for continuous casting of slabs containing wide and narrow walls, in which the narrow walls contain two sections: the upper I with a rectilinear working surface and the lower II with a curved working surface, and the rectilinear working surface smoothly passes into a curvilinear, respectively l 1 and l 2 (see figure 2).

На участке I рабочая поверхность узкой стенки выполнена прямолинейной по следующей зависимости:In section I, the working surface of the narrow wall is made rectilinear according to the following relationship:

Figure 00000004
Figure 00000004

а криволинейный участок рабочей поверхности выполнен по зависимостиand the curved section of the working surface is made according to

Figure 00000005
Figure 00000005

где х - расстояние от верха кристаллизатора, мм;where x is the distance from the top of the mold, mm;

y - разность между толщиной узкой стенки вверху кристаллизатора и на расстоянии х от верха кристаллизатора, мм;y is the difference between the thickness of the narrow wall at the top of the mold and at a distance x from the top of the mold, mm;

a, b – коэффициенты, зависящие от марки стали, режима и условий разливки, размера сечения заготовки;a, b - coefficients depending on the steel grade, casting conditions and conditions, size of the workpiece section;

ω - безразмерный коэффициент поворота рабочей поверхности.ω is the dimensionless coefficient of rotation of the working surface.

Остальные члены зависимости (2) определялись из условия плавного перехода линейной части в криволинейную.The remaining terms of dependence (2) were determined from the condition of a smooth transition of the linear part to the curvilinear.

Металл, поступая в кристаллизатор, кристаллизуется по периметру. В области линейного участка образовавшаяся корочка отходит от стенок кристаллизатора. Благодаря этому температура меди не превышает критического значения, при котором происходит разупрочнение. В этой области происходит интенсивный рост корочки. Чуть выше середины кристаллизатора скорость роста корочки значительно уменьшается. Но корочка уже приобрела достаточную толщину для прочности. Далее уже происходит плотный контакт поверхности заготовки и рабочей поверхности кристаллизатора.The metal entering the crystallizer crystallizes around the perimeter. In the region of the linear portion, the formed crust departs from the walls of the mold. Due to this, the temperature of copper does not exceed the critical value at which softening occurs. Intensive growth of the crust occurs in this area. Just above the middle of the mold, the growth rate of the crust decreases significantly. But the crust has already acquired sufficient thickness for strength. Next, there is already a tight contact between the surface of the workpiece and the working surface of the mold.

Предложенный кристаллизатор обеспечивает необходимые зазоры и плотность контакта между узкими рабочими стенками и заготовкой по всей длине кристаллизатора. Увеличение стойкости узких стенок (снижение износа) обеспечивается снижением давления контакта между поверхностями рабочих стенок и заготовкой за счет увеличения площади контакта и отсутствия необходимости использования дополнительного увеличения конусности.The proposed mold provides the necessary gaps and contact density between the narrow working walls and the workpiece along the entire length of the mold. An increase in the resistance of narrow walls (reduced wear) is provided by a decrease in the contact pressure between the surfaces of the working walls and the workpiece due to an increase in the contact area and the absence of the need to use an additional increase in taper.

Изложенная сущность устройства поясняется чертежами, где:The essence of the device is illustrated by drawings, where:

фиг.1 - разрез кристаллизатора, где 1 - широкая стенка кристаллизатора; 2 -корпус кристаллизатора; 3 – каналы;figure 1 is a section of the mold, where 1 is a wide wall of the mold; 2 - crystallizer housing; 3 - channels;

фиг.2. - вид сбоку от рабочей поверхности узкой стенки кристаллизатора. Вид I - форма рабочей поверхности узкой стенки кристаллизатора.figure 2. - side view from the working surface of the narrow wall of the mold. Type I - the shape of the working surface of the narrow wall of the mold.

Коэффициент а является безразмерным, а коэффициент b имеет размерность мм. Коэффициенты а и b меняются в широких пределах. Но диапазоны изменения этих коэффициентов ограничены различного рода условиями. Для a>0,025 при незначительном изменении уровня мениска сильно меняется величина зазора между заготовкой и стенками кристаллизатора. Поэтому для данных значений а появляется необходимость точно поддерживать уровень металла на заданном уровне. Минимально возможное значение коэффициента а ограничено максимально возможной скоростью разливки и максимальным размером сечения сляба, применяемыми на металлургических комбинатах (при скорости разливки 2 м/мин и ширине сечения сляба 1000 мм а составляет не менее 0,0005). Таким образом, диапазон изменения а составляет 0,0005... 0,025.The coefficient a is dimensionless, and the coefficient b has the dimension mm. Coefficients a and b vary widely. But the ranges of variation of these coefficients are limited by various conditions. For a> 0.025, with a slight change in the meniscus level, the gap between the workpiece and the walls of the mold changes significantly. Therefore, for these values of a, it becomes necessary to precisely maintain the metal level at a given level. The minimum possible value of coefficient a is limited by the maximum possible casting speed and the maximum slab cross-sectional size used at metallurgical plants (with a casting speed of 2 m / min and a slab cross-section width of 1000 mm a not less than 0.0005). Thus, the range of variation of a is 0.0005 ... 0.025.

Минимальное значение b коэффициента стремится к нулю. Максимальное значение коэффициента определяется применяемыми скоростями разливки и размерами сечения сляба на металлургических комбинатах и не может превышать на данный момент значения 1000 мм.The minimum value b of the coefficient tends to zero. The maximum value of the coefficient is determined by the casting speeds used and the dimensions of the slab cross section at metallurgical plants and cannot currently exceed 1000 mm.

Выбор величины коэффициента ω производится исходя из различного рода условий: равенства толщины стенки вверху и внизу кристаллизатора; снижение затрат меди при строжке и т.п. Величина ω может быть любой (даже отрицательной), но имеет смысл использовать стенки с диапазоном изменения значения этого коэффициента от 0 до 0,025.The choice of the coefficient ω is based on various conditions: equality of wall thickness at the top and bottom of the mold; reduction of copper costs during gouging, etc. The value of ω can be any (even negative), but it makes sense to use walls with a range of changes in the value of this coefficient from 0 to 0.025.

Поскольку в верхней части кристаллизатора температура корочки близка к температуре солидуса, а толщина ее еще достаточно маленькая, плотный контакт стенок кристаллизатора с заготовкой может привести к значительной деформации корки. Для того, чтобы избежать этого, в верхней части кристаллизатора необходимо обеспечить “безопасный” зазор (см. фиг.3). Величина этого зазора ограничена сверху условием требуемого теплоотвода. Этот зазор в заявленном устройстве обеспечивается прямолинейной конусностью. Длина прямолинейного участка определяется маркой стали и режимом разливки. Для марок сталей, обладающих сильной ползучестью при высоких скоростях разливки, криволинейный участок может начинаться с мениска (0,05L, где L - длина кристаллизатора).Since the temperature of the crust in the upper part of the mold is close to the solidus temperature, and its thickness is still quite small, tight contact of the mold walls with the workpiece can lead to significant crust deformation. In order to avoid this, it is necessary to provide a “safe” gap in the upper part of the mold (see FIG. 3). The size of this gap is limited from above by the condition of the required heat sink. This gap in the claimed device is provided by a straight taper. The length of the straight section is determined by the grade of steel and the casting mode. For steel grades with strong creep at high casting speeds, the curved section can begin with the meniscus (0.05L, where L is the length of the mold).

В нижней части кристаллизатора корка приобретает достаточную прочность для того, чтобы выдержать плотный контакт со стенками кристаллизатора. Длина криволинейного участка определяется маркой стали и режимом разливки. Для того, чтобы получить эффект, целесообразно использовать криволинейный участок длиной не менее протяженности области контакта слитка со стенками кристаллизатора в прототипе (по опытным данным он составляет не менее 0,3L). Длины участков можно определять экспериментально по характеру износа узких стенок с прямолинейной рабочей поверхностью.In the lower part of the mold, the crust acquires sufficient strength to withstand close contact with the walls of the mold. The length of the curved section is determined by the grade of steel and the casting mode. In order to obtain the effect, it is advisable to use a curved section with a length not less than the length of the contact area of the ingot with the walls of the mold in the prototype (according to experimental data, it is at least 0.3L). The lengths of the sections can be determined experimentally by the nature of the wear of narrow walls with a rectilinear working surface.

Таким образом, длина прямолинейного участка I составляет l1=0,05... 0,7· L, а длина криволинейного участка II соответственно l2=0,3... 0,95· L.Thus, the length of the straight section I is l 1 = 0.05 ... 0.7 · L, and the length of the curved section II, respectively, l 2 = 0.3 ... 0.95 · L.

В конвертерном цехе ОАО “Северсталь” на УНРС № 2 и № 3 прошли испытания криволинейного кристаллизатора со следующими параметрами: а=0,00675; b=89 мм; ω =0; l1=400 мм. Для сравнения использовали соседние ручьи, на которых стояли кристаллизаторы с прямолинейными узкими стенками. В течение испытания разливали слябы из различных марок стали (17Г1СУ, 17ГС, 17ГСУ, 08ПС, 1ПС, 2ПС, 10СП, 20СП, ДЗЮ, 2ДЗЮ, Ч09СФ, 08Ю, ДХ51Д, 08Э, 20ЮУ, 20ЮА, S1006, S1008, S235, SPSS1D, SPCC1D, DS01, W400-50A, SPHC, SPHT1, SPHT2, SGCC, SPCC, ST12) сечением 1070× 250 мм, скорость разливки менялась от 0,6 до 1,0 м/мин. В условиях конвертерного цеха при разливке сляба сечением 1070× 250 мм узкие стенки кристаллизатора снимают по причине износа в среднем после 156 плавок. Максимальная наблюдаемая стойкость узких прямолинейных стенок составила 222 плавки. Опытные криволинейные узкие стенки отстояли 308 плавок. Таким образом, стойкость стенок увеличилась за счет применения криволинейной поверхности как минимум на 40%.In the converter shop of OJSC Severstal at UNRS No. 2 and No. 3, the curved crystallizer was tested with the following parameters: a = 0.00675; b = 89 mm; ω = 0; l 1 = 400 mm. For comparison, we used neighboring streams on which crystallizers stood with rectilinear narrow walls. During the test, slabs were poured from various steel grades (17G1SU, 17GS, 17GSU, 08PS, 1PS, 2PS, 10SP, 20SP, DZYU, 2DZU, Ch09SF, 08Yu, DKh51D, 08E, 20YUU, 20YuA, S1006, S1008, S235, SPSSD1 SPCC1D, DS01, W400-50A, SPHC, SPHT1, SPHT2, SGCC, SPCC, ST12) with a cross section of 1070 × 250 mm, the casting speed varied from 0.6 to 1.0 m / min. Under the conditions of the converter shop, when casting a slab with a cross section of 1070 × 250 mm, the narrow walls of the mold are removed due to wear on average after 156 melts. The maximum observed resistance of narrow rectilinear walls was 222 heats. Experienced curved narrow walls defended 308 heats. Thus, the resistance of the walls increased due to the use of a curved surface by at least 40%.

Claims (1)

Кристаллизатор для непрерывного литья слябов, содержащий охлаждаемые широкие и узкие медные стенки, отличающийся тем, что узкие стенки содержат два участка - верхний с прямолинейной рабочей поверхностью и нижний с криволинейной рабочей поверхностью, причем прямолинейная рабочая поверхность плавно переходит в криволинейную, при этом прямолинейный участок рабочей поверхности узкой стенки выполнен по следующей зависимости:A mold for continuous casting of slabs containing cooled wide and narrow copper walls, characterized in that the narrow walls contain two sections - the upper with a rectilinear working surface and the lower with a curved working surface, and the rectilinear working surface smoothly transforms into a curved, while the rectilinear portion of the working the surface of the narrow wall is made according to the following relationship: y=(а-ω)·х,y = (a-ω) а криволинейный участок рабочей поверхности выполнен по зависимости:and the curved section of the working surface is made according to:
Figure 00000006
Figure 00000006
где y - разность между толщиной узкой стенки в верхней части кристаллизатора и на расстоянии х от верха кристаллизатора, мм;where y is the difference between the thickness of the narrow wall in the upper part of the mold and at a distance x from the top of the mold, mm; х - расстояние от верха кристаллизатора, мм;x is the distance from the top of the mold, mm; а - безразмерный коэффициент, зависящий от свойств разливаемой марки стали, режима и условий разливки, размера сечения заготовки и равный - 0,0005...0,025;a is a dimensionless coefficient depending on the properties of the cast steel grade, casting conditions and conditions, the size of the billet cross section and equal to 0.0005 ... 0.025; ω - безразмерный коэффициент поворота рабочей поверхности, равный 0...0,025;ω is the dimensionless coefficient of rotation of the working surface, equal to 0 ... 0,025; b - коэффициент, зависящий от свойств разливаемой марки стали, режима разливки, размера сечения заготовки и равный - 0...1000 мм;b is a coefficient depending on the properties of the cast steel grade, casting mode, the size of the cross section of the workpiece and equal to 0 ... 1000 mm; l1 - длина прямолинейного участка узкой стенки, мм,l 1 - the length of the rectilinear section of the narrow wall, mm, при этом длина l1 прямолинейного участка составляет 0,05...0,7 длины кристаллизатора, а длина l2 участка с криволинейной поверхностью составляет 0,3...0,95 длины кристаллизатора.the length l 1 of the rectilinear section is 0.05 ... 0.7 of the length of the mold, and the length l 2 of the section with a curved surface is 0.3 ... 0.95 of the length of the mold.
RU2003125551/02A 2003-08-18 2003-08-18 Mold for continuous casting of slabs RU2241573C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125551/02A RU2241573C1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 Mold for continuous casting of slabs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125551/02A RU2241573C1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 Mold for continuous casting of slabs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2241573C1 true RU2241573C1 (en) 2004-12-10
RU2003125551A RU2003125551A (en) 2005-02-20

Family

ID=34388501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003125551/02A RU2241573C1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 Mold for continuous casting of slabs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2241573C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003125551A (en) 2005-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2060604C (en) Mould for continuous casting of metals, particularly steel
RU2082544C1 (en) Ingot continuous casting apparatus
JP2008049385A (en) Continuous casting mold
PL179859B1 (en) Permanent mould for use in continuous casting processes
KR810001555B1 (en) Method for continuous casting
KR20070095982A (en) Shaped direct chill aluminum ingot
KR0159181B1 (en) Continuous casting method
RU2414322C2 (en) Crystalliser for continuous metal casting
RU2241573C1 (en) Mold for continuous casting of slabs
EP0931608A1 (en) Continuous casting mold
KR100253135B1 (en) Method of continuous casting of billet and casting mold therefor
RU2544978C2 (en) Casting mould
EP2858773B1 (en) Mould for the continuous casting of metals
KR100654889B1 (en) Nozzle for continuous casting
RU2323062C1 (en) Slab continuous casting mold
JPH026037A (en) Method for continuously casting steel
RU2203158C2 (en) Pipe of mold for continuous casting of steels, namely peritectic steels and mold with such pipe
US5348075A (en) The manufacture of thin metal slab
JPH06297101A (en) Mold and method for continuous casting of steel
JP2950152B2 (en) Continuous casting mold for slab
JP3179069B2 (en) Mold for continuous casting of steel
JP2004506520A (en) Cooling continuous casting mold for metal casting
CA2255279C (en) Funnel geometry of a mold for the continuous casting of metal
US20160311014A1 (en) Casting Mould for Casting Steel Melt
JPH0220645A (en) Mold for continuously casting steel