RU2323062C1 - Slab continuous casting mold - Google Patents
Slab continuous casting mold Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323062C1 RU2323062C1 RU2006123655/02A RU2006123655A RU2323062C1 RU 2323062 C1 RU2323062 C1 RU 2323062C1 RU 2006123655/02 A RU2006123655/02 A RU 2006123655/02A RU 2006123655 A RU2006123655 A RU 2006123655A RU 2323062 C1 RU2323062 C1 RU 2323062C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- narrow
- walls
- distance
- working surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
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 кристаллизатор для непрерывной разливки слябов, патент RU №2241573 С1, кл. 7 В22D 11/043. Кристаллизатор имеет охлаждаемые узкие и широкие стенки. Узкие стенки содержат два участка l1 и l2. На первом верхнем участке рабочая поверхность стенки выполнена прямолинейной согласно зависимости у=(а-ω)·х, а на нижнем участке рабочая поверхность криволинейная и выполнена в соответствии с зависимостьюThe closest in technical essence is a mold for continuous casting of slabs, patent RU No. 2241573 C1, class. 7 B22D 11/043. The mold has cooled narrow and wide walls. Narrow walls contain two sections l 1 and l 2 . In the first upper section, the working surface of the wall is made rectilinear according to the dependence y = (a-ω) · x, and in the lower section, the working surface is curved and made in accordance with the dependence
где у - разность между толщиной стенки в верхней части кристаллизатора и на расстоянии х от верха кристаллизатора, мм; х - расстояние от верха кристаллизатора, мм; a, b - коэффициенты, зависящие от марки разливаемой стали, режима и условий разливки, размера сечения заготовки; ω - коэффициент поворота рабочей поверхности.where y is the difference between the wall thickness in the upper part of the mold and at a distance x from the top of the mold, mm; x is the distance from the top of the mold, mm; a, b - coefficients depending on the grade of cast steel, casting mode and conditions, size of the workpiece section; ω is the rotation coefficient of the working surface.
Остальные члены зависимости определены из условий плавного перехода прямолинейной рабочей поверхности в криволинейную.The remaining members of the dependence are determined from the conditions of a smooth transition of a rectilinear working surface to a curved one.
Недостатком известного кристаллизатора является интенсивный износ рабочей поверхности узкой стенки в углах. Поскольку форма рабочей поверхности узкой стенки соответствует усадке сляба и тем самым обеспечивает плотный контакт между поверхностями сляба и узкой стенки по всей высоте кристаллизатора, зона интенсивного износа начинается сразу за мениском (местом образования твердой корочки) и имеет длину, по величине близкую к высоте кристаллизатора. Интенсивный износ вызван тем, что углы сляба достаточно жесткие и между поверхностями сляба и узкой стенки возникает достаточно большое контактное давление. Согласно целому ряду исследований появление поверхностных дефектов на слитке связано с диффузионным внедрением материала стенки на отдельных участках поверхности слитка, в результате чего механические свойства стали резко снижаются. Кроме этого большое контактное давление приводит к увеличению силы трения между слябом и рабочей поверхностью стенок кристаллизатора. Все это приводит к увеличению вероятности образования поперечных, ребровых трещин и образованию прорыва.A disadvantage of the known mold is the intensive wear of the working surface of the narrow wall in the corners. Since the shape of the working surface of the narrow wall corresponds to the shrinkage of the slab and thereby provides tight contact between the surfaces of the slab and the narrow wall over the entire height of the mold, the zone of intense wear begins immediately after the meniscus (the place where a hard crust forms) and has a length that is close to the height of the mold. Intense wear is caused by the fact that the corners of the slab are quite rigid and a sufficiently large contact pressure arises between the surfaces of the slab and the narrow wall. According to a number of studies, the appearance of surface defects on the ingot is associated with the diffusion penetration of the wall material in separate sections of the surface of the ingot, as a result of which the mechanical properties of steel are sharply reduced. In addition, a large contact pressure leads to an increase in the friction force between the slab and the working surface of the mold walls. All this leads to an increase in the probability of the formation of transverse, rib cracks and the formation of a breakthrough.
Техническим результатом заявленного устройства является увеличение стойкости узких стенок кристаллизатора, снижение трения в кристаллизаторе, улучшение качества поверхности разливаемых слябов и уменьшение вероятности прорывов.The technical result of the claimed device is to increase the resistance of narrow walls of the mold, reduce friction in the mold, improve the surface quality of the cast slabs and reduce the likelihood of breakthroughs.
Указанный технический результат достигается созданием кристаллизатора для непрерывного литья слябов, с широкими и узкими стенками, узкие стенки которого выполнены с двумя участками, верхним I и нижним II протяженностью соответственно l1, и l2.The specified technical result is achieved by creating a mold for continuous casting of slabs, with wide and narrow walls, the narrow walls of which are made with two sections, the upper I and lower II length respectively l 1 and l 2 .
На участке I рабочая поверхность стенки выполнена прямолинейнойIn section I, the working surface of the wall is made rectilinear
на участке II в соответствии с зависимостьюin section II in accordance with the dependence
где х - расстояние от верха кристаллизатора, мм; у - разность между толщиной стенки вверху кристаллизатора и на расстоянии х от верха кристаллизатора, мм; а и b - коэффициенты, зависящие от марки стали, режима и условий разливки, размера сечения заготовки; ω - коэффициент. Остальные члены зависимости (2) определялись из условия плавного перехода линейной части в криволинейную.where x is the distance from the top of the mold, mm; 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, mm; a and b are coefficients depending on the steel grade, casting regime and conditions, and the size of the cross section of the workpiece; ω is the coefficient. The remaining terms of dependence (2) were determined from the condition of a smooth transition of the linear part to the curvilinear.
На расстоянии l3 от верха стенки кристаллизатора на ребрах, прилегающих к рабочей поверхности стенок, выполнена выборка. Ширина выборки (расстояние от границы выборки на рабочей поверхности до торца узкой стенки) непрерывно возрастает при удалении от верха кристаллизатора. Глубина выборки может быть постоянной или переменной по ширине и длине выборки.At a distance of l 3 from the top of the mold wall on the ribs adjacent to the working surface of the walls, a selection is made. The width of the sample (the distance from the border of the sample on the working surface to the end of the narrow wall) increases continuously with distance from the top of the mold. The depth of the sample can be constant or variable in width and length of the sample.
Металл, поступая в кристаллизатор, кристаллизуется по периметру. В области линейного участка формируется корочка и происходит интенсивный рост ее толщины. 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. A crust forms in the region of the linear portion and an intensive increase in its thickness occurs. 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 за счет формы рабочей поверхности обеспечивает необходимые зазоры и плотность контакта между узкими рабочими стенками и заготовкой по всей длине кристаллизатора. Также устраняет интенсивное взаимодействие между заготовкой и рабочей поверхностью кристаллизатора в области углов. Увеличение стойкости узких стенок и снижение величины трения в кристаллизаторе обеспечивается перераспределением контактного давления между заготовкой и рабочей поверхностью кристаллизатора. Снижение вероятности образования поперечных трещин обеспечивается уменьшением трения. Снижение вероятности образования ребровых трещин обеспечивается устранением процесса разупрочнения стали из-за грубого взаимодействия между рабочей поверхностью стенки и жесткими углами заготовки. Снижение вероятности прорыва металла обеспечивается уменьшением трения в кристаллизаторе между заготовкой и рабочей поверхностью кристаллизатора, снижением уровня пораженности поверхности заготовки дефектами.The proposed mold due to the shape of the working surface provides the necessary gaps and contact density between the narrow working walls and the workpiece along the entire length of the mold. It also eliminates the intense interaction between the workpiece and the working surface of the mold in the corner region. An increase in the resistance of narrow walls and a decrease in the amount of friction in the mold is ensured by the redistribution of contact pressure between the workpiece and the working surface of the mold. Reducing the likelihood of transverse cracking is provided by a decrease in friction. Reducing the likelihood of formation of rib cracks is provided by eliminating the process of softening of steel due to the rough interaction between the working surface of the wall and the hard corners of the workpiece. The reduction in the probability of metal breakthrough is provided by a decrease in friction in the mold between the workpiece and the working surface of the mold, and a decrease in the level of damage to the workpiece surface by defects.
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 - mold body; 3 - channels;
фиг.2 - фото снизу узкой стенки кристаллизатора с выборкой на ребрах;figure 2 is a photo from below a narrow wall of the mold with a sample on the ribs;
фиг.3 - чертеж узкой стенки кристаллизатора с выборкой.figure 3 is a drawing of a narrow wall of the mold with sampling.
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 а>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 level of the meniscus, 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 the 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 is at least 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; снижения 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.4). 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 (0,05 L, 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, in the upper part of the mold it is necessary to provide a "safe" gap (see figure 4). 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 (0.05 L, 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 0,3 L).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 0.3 L).
Во избежание прорывов выборка на ребрах узких стенок кристаллизатора должны начинаться тогда, когда угол сляба достаточно хорошо сформировался, и корка приобрела требуемую прочность. Ширина и длина выборки на узких стенках определяется маркой разливаемой стали и технологическими параметрами разливки.To avoid breakthroughs, sampling on the edges of the narrow walls of the mold should begin when the angle of the slab is well formed and the crust has acquired the required strength. The width and length of the sample on narrow walls is determined by the grade of cast steel and the technological parameters of the cast.
Глубина выборки определяется технологией ее изготовления. Единственным ограничением, которое накладывается на глубину выборки является то, что выборка должна обеспечивать достаточный зазор, гарантирующий отсутствие контакта между поверхностью сляба и стенок.The depth of the sample is determined by the technology of its manufacture. The only limitation that is imposed on the depth of the sample is that the sample must provide sufficient clearance to ensure that there is no contact between the surface of the slab and the walls.
Длины участков и выборки, ширину выборки можно определять экспериментально по характеру износа узких стенок с прямолинейной рабочей поверхностью.The lengths of sections and samples, the width of the sample can be determined experimentally by the nature of the wear of narrow walls with a rectilinear working surface.
Таким образом, длина прямолинейного участка I составит l1=0,05...0,7 L, длина криволинейного участка II соответственно l2=0,3...0,95 L, расстояние от верха стенки кристаллизатора до точки начала выборки ребер l3=0,05...0,7 L (соответственно длина выборки 0,3...0,95 L).Thus, the length of the straight section I will be l 1 = 0.05 ... 0.7 L, the length of the curved section II, respectively, l 2 = 0.3 ... 0.95 L, the distance from the top of the mold wall to the point where the sample begins ribs l 3 = 0.05 ... 0.7 L (respectively, the sample length is 0.3 ... 0.95 L).
В конвертерном цехе ОАО «Северсталь» на УНРС №2÷4 прошли испытания криволинейного кристаллизатора с выборкой (см. фиг.2 и 3). Применялись следующие значения параметров: а=0,01025; b=83,3 мм; ω=0,00515; l1=400 мм; l2=400 мм. Ширина выборки внизу стенки доходила до значения 30 мм, глубина до 10 мм. Для сравнения использовали соседние ручьи, на которых стояли кристаллизаторы с прямолинейными узкими стенками. В течение испытаний разливали слябы из различных марок стали (01ЮТ, 08ПС, 50, S1006, 08Ю, А36, САЕ1016, 10ХСНД, САЕ1012, САЕ1022, G50, Х56, 20СП, S235, Х70, S420MC, S420, 50(345)TYPE2, СТЗСП, SPCEN) сечением 1540×250 мм, скорость разливки менялась от 0,6 до 1,0 м/мин. В условиях конвертерного цеха узкие стенки кристаллизатора снимают по причине износа в среднем после 160 плавок. Опытные узкие стенки отстояли 378 плавок. За время испытаний было осмотрено 1276 слябов, разлитых через опытный кристаллизатор, и 1311 слябов с ручьев для сравнения. Отмечено, что слябов с поперечной трещиной с опытного ручья вышло примерно на 60% меньше по отношению к ручьям для сравнения. За все время испытаний на слябах с опытного ручья не было ребровых трещин, в то время как с ручьев для сравнения обнаружили 16 слябов с этим дефектом.In the converter shop of OJSC Severstal at UNRS No. 2 ÷ 4, tests of a curved crystallizer with a sample were performed (see FIGS. 2 and 3). The following parameter values were used: a = 0.01025; b = 83.3 mm; ω = 0.00515; l 1 = 400 mm; l 2 = 400 mm. The width of the sample at the bottom of the wall reached 30 mm, the depth up to 10 mm. For comparison, we used neighboring streams on which crystallizers with rectilinear narrow walls stood. During the tests, slabs were poured from various grades of steel (01YUT, 08PS, 50, S1006, 08Yu, A36, CAE1016, 10HSND, CAE1012, CAE1022, G50, X56, 20SP, S235, X70, S420MC, S420, 50 (345) TYPE2, STZSP, SPCEN) with a cross section of 1540 × 250 mm, the casting speed varied from 0.6 to 1.0 m / min. In the conditions of the converter shop, the narrow walls of the mold are removed due to wear on average after 160 heats. Experienced narrow walls defended 378 heats. During the tests, 1276 slabs poured through the experimental mold and 1311 slabs from streams were examined for comparison. It was noted that slabs with a transverse crack from the experimental stream came out approximately 60% less in comparison with the streams for comparison. For all the time of testing on slabs from the experimental stream there were no rib cracks, while 16 slabs with this defect were found from streams for comparison.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123655/02A RU2323062C1 (en) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Slab continuous casting mold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123655/02A RU2323062C1 (en) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Slab continuous casting mold |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006123655A RU2006123655A (en) | 2008-01-27 |
| RU2323062C1 true RU2323062C1 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=39109278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006123655/02A RU2323062C1 (en) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Slab continuous casting mold |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2323062C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103447493A (en) * | 2013-09-05 | 2013-12-18 | 东北大学 | Control method of soft-reduction depressed region of wide and thick plate continuous casting blank |
-
2006
- 2006-07-04 RU RU2006123655/02A patent/RU2323062C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103447493A (en) * | 2013-09-05 | 2013-12-18 | 东北大学 | Control method of soft-reduction depressed region of wide and thick plate continuous casting blank |
| CN103447493B (en) * | 2013-09-05 | 2015-06-17 | 东北大学 | Control method of soft-reduction depressed region of wide and thick plate continuous casting blank |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006123655A (en) | 2008-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2718442C1 (en) | Continuous casting method | |
| KR20070095982A (en) | Shaped direct chill aluminum ingot | |
| RU2323062C1 (en) | Slab continuous casting mold | |
| KR100253135B1 (en) | Method of continuous casting of billet and casting mold therefor | |
| CN209753957U (en) | Wide-surface copper plate of continuous casting crystallizer and continuous casting crystallizer with same | |
| RU2544978C2 (en) | Casting mould | |
| KR100654889B1 (en) | Nozzle for continuous casting | |
| JPH026037A (en) | Method for continuously casting steel | |
| JPH09276994A (en) | Mold for continuous casting | |
| RU2241573C1 (en) | Mold for continuous casting of slabs | |
| RU2203158C2 (en) | Pipe of mold for continuous casting of steels, namely peritectic steels and mold with such pipe | |
| RU2308353C2 (en) | Submersible dead-bottom nozzle | |
| RU2325969C1 (en) | Liner high-speed continuous-casting crystalliser | |
| JPH0220645A (en) | Mold for continuously casting steel | |
| JP4047241B2 (en) | Billet continuous casting method | |
| RU2336970C2 (en) | Tubular mold for continuous casting of profile work material | |
| Stolyarov et al. | Non-metallic impurities in continuous cast billets | |
| JPH03453A (en) | Continuous casting mold for restraining corner crack in casting billet | |
| RU2446911C1 (en) | Catalyst cartridge for continuous casting of rectangular billets | |
| US6176298B1 (en) | Continuous casting mould | |
| JP5148472B2 (en) | Continuous casting mold | |
| ABDULLAYEV et al. | Effect of linear final electromagnetic stirrer operational parameters on continuous cast high carbon steel billet quality | |
| JPH0616930B2 (en) | Immersion nozzle for continuous casting | |
| GB2311029A (en) | Continuous casting of metal slabs with concave faces | |
| JP2024035081A (en) | Mold for continuous casting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090324 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130705 |