RU2262411C1

RU2262411C1 - Permanent casting mold

Info

Publication number: RU2262411C1
Application number: RU2004102558/02A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Караник (RU); Ю.А. Караник; О.В. Гольдман (RU); О.В. Гольдман
Original assignee: Караник Юрий Апполинарьевич; Гольдман Олег Витальевич
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2005-10-20
Also published as: RU2004102558A

Abstract

FIELD: foundry, possibly manufacture of ingots and continuously cast billets.

SUBSTANCE: mold has working layer of refractory metal and outer layer of cast metal. Structure of metal of outer layer includes grains oriented normally relative to working layer of mold. Anisotropy of outer layer properties improves heat removal of mold.

EFFECT: lowered costs for making mold, enhanced efficiency of casting process.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении отливок, слитков из черных и тугоплавких металлов и сплавов, в том числе при непрерывном литье, ЭШП и ЭШЛ, изготовлении слитков в вакуумно-дуговых, плазменно-дуговых и электронно-лучевых печах с медным водоохлаждаемым кристаллизатором.The invention relates to the field of foundry and can be used in the manufacture of castings, ingots of ferrous and refractory metals and alloys, including continuous casting, ESR and ESHL, the manufacture of ingots in vacuum-arc, plasma-arc and electron-beam furnaces with copper water-cooled crystallizer.

Известны постоянные литейные водоохлаждаемые формы для изготовления отливок из чугуна и стали, выполненные из алюминиевого сплава, на рабочей поверхности которых имеется тугоплавкое теплозащитное покрытие из Al₂O₃, образованное электрохимическим окислением алюминия в электролите (Вейник А.И. «Кокиль». - Минск: Наука и техника, 1972 г., стр.86).There are known constant water-cooled foundry molds for the manufacture of castings of cast iron and steel made of aluminum alloy, on the working surface of which there is a refractory heat-proof coating of Al ₂ O ₃ formed by electrochemical oxidation of aluminum in an electrolyte (A. Veinik, “Kokil.” - Minsk : Science and Technology, 1972, p. 86).

Алюминий имеет недостаточную теплопроводность, температуру плавления и прочность для получения в таких формах-кристаллизаторах непрерывно-литых стальных заготовок или слитков из тугоплавких металлов, например титана.Aluminum has insufficient thermal conductivity, melting point, and strength to produce continuously cast steel billets or ingots from refractory metals, such as titanium, in such molds.

Известна постоянная литейная форма-кристаллизатор, выполненная в виде многослойной водоохлаждаемой медной гильзы (размеры 150×150×1000 мм). Рабочий слой гильзы выполнен из хрома толщиной 0,1 мм, а наружный слой - из деформированной меди в виде прессованной трубы толщиной 15 мм (черт. 15М9770, 10.00.401 ОАО «ЗСМК»).A constant mold is known as a mold made in the form of a multilayer water-cooled copper sleeve (dimensions 150 × 150 × 1000 mm). The liner working layer is made of chrome 0.1 mm thick, and the outer layer is made of deformed copper in the form of a pressed pipe 15 mm thick (drawing. 15M9770, 10.00.401 of ZSMK OJSC).

Внутренняя полость гильзы выполнена с уклонами (в сторону выхода слитка), что связано с технологическими параметрами получения изделий и оптимальной скоростью вытяжки.The inner cavity of the sleeve is made with slopes (towards the exit of the ingot), which is associated with the technological parameters of obtaining products and the optimal drawing speed.

Изготовление таких гильз кристаллизатора сложно, требует использования мощного дорогостоящего прессового оборудования, а технология производства их характеризуется низкой производительностью и вследствие этого высокой себестоимостью продукции.The manufacture of such mold shells is difficult, requires the use of powerful expensive press equipment, and their production technology is characterized by low productivity and, as a result, the high cost of production.

Задача, выполняемая заявленным техническим решением, заключается в устранении отмеченных недостатков.The task performed by the claimed technical solution is to eliminate the noted deficiencies.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в постоянной литейной форме, преимущественно водоохлаждаемой для непрерывного литья стали, выполненной многослойной с рабочим слоем из тугоплавкого износостойкого материала и наружного слоя из беспористого металла, например, меди, наружный слой выполнен из литого металла, структура которого состоит из зерен, ориентированных перпендикулярно рабочему слою формы.The essence of the invention lies in the fact that in a constant casting mold, mainly water-cooled for continuous casting of steel, made multilayer with a working layer of refractory wear-resistant material and the outer layer of non-porous metal, for example, copper, the outer layer is made of cast metal, the structure of which consists from grains oriented perpendicular to the working layer of the form.

Предложенная конструкция постоянной литейной формы кристаллизатора позволяет упростить технологию ее изготовления за счет возможности применения способа литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД) и недорогостоящего оборудования, а специально ориентированная структура литого металла, обладающая анизотропией свойств, обеспечивает улучшенный теплоотвод при охлаждении и высокую степень надежности литой гильзы.The proposed design of a permanent mold of the mold allows to simplify the technology of its manufacture due to the possibility of using the squeeze casting method with crystallization under pressure (LVCD) and low-cost equipment, and a specially oriented structure of the cast metal with anisotropic properties provides improved heat dissipation during cooling and a high degree of reliability of the cast sleeves.

Введение ребер на поверхности наружного слоя, особенно зигзагообразной формы, обеспечивает увеличение поверхности охлаждения и повышает отбор тепла от заливаемого в форму металла, что позволяет повысить производительность литья, снизить вес формы и расход, например, дорогостоящей меди.The introduction of ribs on the surface of the outer layer, especially in a zigzag shape, provides an increase in the cooling surface and increases the heat removal from the metal being poured into the mold, which makes it possible to increase casting productivity, reduce mold weight and consumption, for example, expensive copper.

На фиг.1 представлен общий вид литейной формы-кристаллизатора, на фиг.2 - форма с прямолинейными ребрами, на фиг.3 - форма с зигзагообразными ребрами.Figure 1 presents a General view of the mold-mold, figure 2 is a form with straight ribs, figure 3 is a form with zigzag ribs.

Литейная водоохлаждаемая форма состоит из рабочего слоя 1, выполненного из тугоплавкого износостойкого материала, например хрома, наружного слоя 2 из беспористой литой меди с ориентированными перпендикулярно рабочему слою 1 зернами 3.The water-cooled foundry mold consists of a working layer 1 made of a refractory wear-resistant material, for example chromium, an outer layer 2 of non-porous cast copper with grains 3 oriented perpendicular to the working layer 1.

Продольные прямолинейные ребра 4 выполнены высотой, равной 1/3 от общей толщины стенки формы, а зигзагообразные ребра 5 (как вариант) выполнены длиной, в 2 раза превышающей высоту формы.Longitudinal straight ribs 4 are made with a height equal to 1/3 of the total thickness of the mold wall, and zigzag ribs 5 (as an option) are made with a length 2 times the height of the form.

Форма-кристаллизатор работает следующим образом.Mold-crystallizer works as follows.

Снизу в кристаллизатор вводится затравками (на чертеже не показана), а сверху производится заливка стала, которая соприкасается с рабочим тугоплавким хромовым слоем 1 (t плавления 1875°С) и передает через него тепло в наружный водоохлаждаемый слой 2, имеющий анизотропию свойств, способствующую лучшему отводу тепла, чем при структуре с зернами, вытянутыми вдоль образующей формы при изготовлении ее из деформированного (прессованного) металла.Bottom is introduced into the mold from the bottom (not shown in the drawing), and steel is cast on top, which is in contact with the working refractory chrome layer 1 (melting t 1875 ° C) and transfers heat through it to the outer water-cooled layer 2, which has an anisotropy of properties that contributes to better heat removal than with a structure with grains elongated along the generatrix in the manufacture of it from a deformed (pressed) metal.

При наличии ребер 4 поверхность теплосъема увеличивается в 2 раза, а при зигзагообразных ребрах 5 - в 4 раза, что позволяет увеличить производительность непрерывного литья.In the presence of ribs 4, the heat removal surface increases by 2 times, and with zigzag ribs 5 - by 4 times, which allows to increase the productivity of continuous casting.

Использование изобретения позволяет удешевить выпускаемую продукцию за чет снижения издержек на изготовление литейной формы-кристаллизатора, повысить производительность литья за счет улучшения теплоотвода от заливаемого в кристаллизатор расплава.The use of the invention allows to reduce the cost of manufactured products by reducing the cost of manufacturing a mold-mold, to increase casting productivity by improving heat dissipation from the melt poured into the mold.

Claims

1. Permanent casting mold, mainly water-cooled for continuous casting of steel, made multilayer with a working layer of refractory wear-resistant material and the outer layer of non-porous metal, characterized in that the outer layer is made of cast metal, the structure of which consists of grains oriented perpendicular to the working layer forms.

2. The permanent mold according to claim 1, characterized in that the ribs are made on the surface of the outer layer.

3. The permanent mold according to claim 2, characterized in that the ribs are made zigzag.