RU2374032C2 - Ingot-forming equipment - Google Patents

Ingot-forming equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2374032C2
RU2374032C2 RU2007128516/02A RU2007128516A RU2374032C2 RU 2374032 C2 RU2374032 C2 RU 2374032C2 RU 2007128516/02 A RU2007128516/02 A RU 2007128516/02A RU 2007128516 A RU2007128516 A RU 2007128516A RU 2374032 C2 RU2374032 C2 RU 2374032C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rods
mold
ingot
cooling medium
casing
Prior art date
Application number
RU2007128516/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007128516A (en
Inventor
Алексей Владиславович Кушнарев (RU)
Алексей Владиславович Кушнарев
Анатолий Александрович Киричков (RU)
Анатолий Александрович Киричков
Юрий Петрович Петренко (RU)
Юрий Петрович Петренко
Юрий Анатольевич Данилин (RU)
Юрий Анатольевич Данилин
Наталья Михайловна Александрова (RU)
Наталья Михайловна Александрова
Олег Владимирович Травин (RU)
Олег Владимирович Травин
Александр Владимирович Супов (RU)
Александр Владимирович Супов
Евгений Христофорович Шахпазов (RU)
Евгений Христофорович Шахпазов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина"
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 "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина" filed Critical Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК")
Priority to RU2007128516/02A priority Critical patent/RU2374032C2/en
Publication of RU2007128516A publication Critical patent/RU2007128516A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2374032C2 publication Critical patent/RU2374032C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to continuous metal casting. Ingot-forming equipment of machinery for metal continuous casting contains external casing and copper bushing installed open separated by partitions for vertical channels with undependable supplying and withdrawal of cooling medium. Between external casing and copper bushing it is installed internal casing. On external and internal sides of copper bushing there are coated heat-insulating coatings, thickness of which is strictly increasing to bottom part of ingot-forming equipment. On internal side of copper bushing contacting to melt there are applied antiwear coatings of variable thickness. Internal casing is connected to external casing and copper bushing by rods from materials with different thermal conduction with heat-insulating wave-like coating of variable thickness at sections located in channels of cooling medium withdrawal. In rods there are implemented holes for hollow bushes. Between external and internal casings there are installed bearing sleeves centred by rods.
EFFECT: elimination of walls caving in of ingot-forming equipment, it is excluded boiling of cooling medium, it is reduced wear rate of ingot-forming equipment walls.
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов, и может быть использовано при выплавке сплавов, в том числе высоколегированных, требующих управляемого регулирования интенсивностью отвода тепла от кристаллизующегося слитка, а также для сплавов с широком диапазоном температур начала и окончания кристаллизации.The invention relates to metallurgy, in particular to continuous casting of metals, and can be used in the smelting of alloys, including high alloy, requiring controlled control of the intensity of heat removal from the crystallizing ingot, as well as for alloys with a wide range of temperatures of the beginning and end of crystallization.

Кристаллизаторы машин непрерывного литья металлов предназначены для отвода тепла от расплава и первоначального формирования наружного слоя - корочки непрерывнолитой заготовки.Crystallizers of continuous metal casting machines are designed to remove heat from the melt and the initial formation of the outer layer - the crust of continuously cast billets.

Известны кристаллизаторы для непрерывной разливки стали, содержащие плиты-стенки, изготовленные из меди или ее сплавов и имеющие на рабочих поверхностях износостойкие и теплостойкие покрытия. При этом рабочая поверхность плит-стенок выполнена с регулярным микрорельефом, гребни которого ориентированы перпендикулярно направлению движения слитка. Фактически рабочая (охлаждающая) площадь стенок оказывается в 1,2-1,5 раза больше номинальной. Расстояние между гребнями микрорельефа равно 0,3-2,0 мм, а глубина впадин возрастает с увеличением расстояния от мениска металла в кристаллизаторе от 20 до 200 мкм. Микрорельеф на поверхности медной стенки кристаллизатора защищен от износа нанесением покрытия переменной толщины.Crystallizers for the continuous casting of steel are known, containing wall plates made of copper or its alloys and having wear-resistant and heat-resistant coatings on the working surfaces. In this case, the working surface of the wall plates is made with a regular microrelief, the ridges of which are oriented perpendicular to the direction of movement of the ingot. In fact, the working (cooling) area of the walls is 1.2-1.5 times larger than the nominal. The distance between the ridges of the microrelief is 0.3-2.0 mm, and the depth of the depressions increases with increasing distance from the meniscus of the metal in the mold from 20 to 200 microns. The microrelief on the surface of the copper wall of the mold is protected from wear by coating with a variable thickness.

Конструкция кристаллизатора позволяет повысить эффективность охлаждения слитка за счет образования между изнашиваемыми поверхностями плита-слиток разделительного смазочного слоя, а также снизить потери на трение (Патент РФ №2141884 МПК В22D 11/04, опубл. 27.11.1999 г.).The design of the mold allows to increase the cooling efficiency of the ingot due to the formation of a separating lubricating layer between the wearing surfaces of the plate-ingot, as well as to reduce friction losses (RF Patent No. 2141884 IPC B22D 11/04, published on November 27, 1999).

В качестве недостатка кристаллизатора следует отметить, что увеличение площади поверхности его стенок за счет рифления не увеличивает величину фактической площади контакта гильзы с расплавом, так как металл не затекает в углубления.As a disadvantage of the mold, it should be noted that an increase in the surface area of its walls due to corrugation does not increase the actual contact area of the sleeve with the melt, since the metal does not flow into the recesses.

Известен кристаллизатор для непрерывной разливки металлов, обеспечивающий высокое качество отливаемого прутка, позволяющий оптимизировать теплоотвод от прутка, находящегося частично в расплавленном состоянии. Кристаллизатор выполнен с многократно повторяющейся конусной фасонной полостью, открытой с двух противоположных сторон. При этом поверхность полости со стороны, контактирующей с охладителем, выполнена, по меньшей мере, с одной зоной из материала с повышенным коэффициентом теплопроводности. Полости, содержащие углубления с треугольным, трапециевидным или круглым поперечным сечением, расположены поперечно к направлению разливки. Расстояние между серединами углублений составляет 1-10 мкм, то есть часть поверхности полости со стороны охлаждения выполнена шероховатой. Сами углубления на поверхности полости, со стороны охлаждения охлаждающими средами, имеют различные формы и/или глубины и, предпочтительно, расположены в зоне наибольшей теплоотдачи (Патент РФ №2171730 МПК B22D 11/04, опубл. 27.05.1998 г.).A known mold for continuous casting of metals, providing high quality cast bar, allowing to optimize heat removal from the bar, which is partially in the molten state. The mold is made with repeatedly repeating conical shaped cavity, open from two opposite sides. Moreover, the surface of the cavity from the side in contact with the cooler is made with at least one zone of material with a high coefficient of thermal conductivity. Cavities containing cavities with a triangular, trapezoidal or circular cross-section are located transverse to the casting direction. The distance between the middle of the recesses is 1-10 microns, that is, part of the surface of the cavity on the cooling side is made rough. The depressions themselves on the surface of the cavity, on the cooling side by cooling media, have various shapes and / or depths and are preferably located in the zone of greatest heat transfer (RF Patent No. 2171730 IPC B22D 11/04, published on 05.27.1998).

Недостатком многоконусного кристаллизатора является то, что шероховатость турбулизует лишь потоки охладителя в малой степени и не очень существенно, так как поток и без нанесения шероховатостей турбулизован. Кроме того, углубления создают застойные зоны охлаждающей жидкости и приводят к ее кипению, а также образованию накипи, снижающей теплоотвод.The disadvantage of a multicone mold is that the roughness turbulates only the coolant flows to a small extent and is not very significant, since the flow without turbulence is turbulized. In addition, the recesses create stagnant zones of the coolant and lead to its boiling, as well as the formation of scale, which reduces heat dissipation.

Известен кристаллизатор машин непрерывного литья заготовок, содержащий корпус с медными рабочими стенками, в которых выполнены продольные каналы для пропуска охлаждающей среды с формой поперечного сечения в виде трапеции, при этом большое основание трапеции обращено в сторону рабочей поверхности стенки и направлено параллельно ей, а соотношение ширины большого основания трапеции к ее высоте составляет 0,3÷3,0 и, кроме того, на поверхности каналов выполнены продольные ребра. Использование кристаллизатора с такими охлаждающими каналами обеспечивает значительное снижение максимальной температуры его рабочей поверхности за счет увеличения интенсивности теплоотвода, снижения уровня температурных напряжений, которые могут привести к короблению стенок, а также за счет снижения скорости отложения накипи и улучшения охлаждения омываемой стенки канала (Патент РФ №2120347 МПК B22D 11/057, опубл. 20.10.1998 г.).A known mold of continuous casting machines comprising a case with copper working walls, in which longitudinal channels are made for passing a cooling medium with a cross-sectional shape in the form of a trapezoid, with the large base of the trapezoid facing the working surface of the wall and directed parallel to it, and the width ratio the large base of the trapezoid to its height is 0.3 ÷ 3.0 and, in addition, longitudinal ribs are made on the surface of the channels. The use of a mold with such cooling channels provides a significant reduction in the maximum temperature of its working surface due to an increase in the heat sink intensity, a decrease in the level of temperature stresses that can lead to warping of the walls, and also due to a decrease in the scale deposition rate and an improvement in the cooling of the washed channel wall (RF Patent No. 2120347 IPC B22D 11/057, publ. 10/20/1998).

Недостаток этого кристаллизатора состоит в том, что имеются периодичность изменения интенсивности теплоотвода по периметру кристаллизатора и повышение сопротивления движению потока охладителя, а также образование застойных зон в углах трапеции, приводящее к искривлению формы стенки кристаллизатора.The disadvantage of this mold is that there is a frequency of changes in the intensity of heat removal along the perimeter of the mold and an increase in resistance to the flow of the cooler, as well as the formation of stagnant zones in the corners of the trapezoid, which leads to a distortion of the mold wall shape.

Известно устройство для интенсификации охлаждения кристаллизатора непрерывной разливки стали и сплавов, позволяющее повысить производительность и стойкость кристаллизатора за счет увеличения интенсивности отвода тепла от рабочих стенок кристаллизатора. В рабочих стенках кристаллизатора выполнены цилиндрические охлаждающие каналы с вставленными в них элементами, имеющими возможность вращения вдоль своей продольной оси при движении охлаждающей жидкости. Элементы выполнены в виде полос прямоугольной формы, толщина которых является соотнесенной с диаметром круглого отверстия канала. Полосы закручены вдоль продольных осей каналов на заданное количество оборотов, необходимых для максимального использования охлаждающей способности среды (Патент РФ №2203150 МПК B22D 11/04, опубл. 27.04.2003 г.).A device is known for intensifying cooling of a crystallizer of continuous casting of steel and alloys, which makes it possible to increase the productivity and durability of the mold by increasing the intensity of heat removal from the working walls of the mold. Cylindrical cooling channels are made in the working walls of the mold with elements inserted into them, which can rotate along their longitudinal axis when the coolant moves. Elements are made in the form of strips of rectangular shape, the thickness of which is correlated with the diameter of the circular opening of the channel. The bands are twisted along the longitudinal axis of the channels for a given number of revolutions necessary for maximum use of the cooling ability of the medium (RF Patent No. 2203150 IPC B22D 11/04, published on April 27, 2003).

Недостаток этого кристаллизатора состоит в том, что повышение интенсивности теплоотвода достигается за счет уменьшения объема циркулирующей в канале жидкости. По этой причине ее температура повышается и может превзойти температуру кипения охладителя, при этом вновь возникает проблема образования накипи.The disadvantage of this mold is that an increase in the intensity of heat removal is achieved by reducing the volume of fluid circulating in the channel. For this reason, its temperature rises and can exceed the boiling point of the cooler, and again the problem of scale formation arises.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является кристаллизатор, содержащий охлаждаемую гильзу для формирования узкой и широкой граней заготовки, которая скреплена с корпусом посредством втулок и болтов. К втулкам прикреплены вертикальные и горизонтальные разделительные перегородки. В корпусе напротив каждой камеры, образованной разделительными перегородками, выполнены окна с форсунками для подачи охладителя от коллектора. По периметру гильзы размещены вертикальные и горизонтальные ребра для снятия нагрузок с крепежных элементов. Зазор между гильзой и корпусом регулируется высотой втулок и ребер и составляет 0,04-0,10 доли периметра полости. Конструкция кристаллизатора обеспечивает регулируемое охлаждение по его высоте и периметру (Авторское свидетельство СССР №980936 МПК В22D 11/04, опубл. 15.12. 1992 г. - прототип).The closest analogue of the present invention is a mold containing a cooled sleeve for forming a narrow and wide faces of the workpiece, which is fastened to the body by means of bushings and bolts. Vertical and horizontal dividing partitions are attached to the bushings. In the case opposite each chamber formed by dividing partitions, windows with nozzles for supplying cooler from the collector are made. Along the perimeter of the liner there are vertical and horizontal ribs to relieve stress from the fasteners. The gap between the sleeve and the housing is regulated by the height of the bushings and ribs and is 0.04-0.10 fraction of the perimeter of the cavity. The design of the mold provides controlled cooling along its height and perimeter (USSR Author's Certificate No. 980936 IPC B22D 11/04, publ. 15.12. 1992 - prototype).

Наряду с преимуществами рассматриваемого кристаллизатора ему присущ ряд недостатков.Along with the advantages of the mold in question, it has a number of disadvantages.

Разделение кристаллизатора с помощью и вертикальных, и горизонтальных перегородок не допускает постепенного изменения скоростей теплоотвода по высоте и периметру кристаллизатора. Необходимые вариации производятся ступенчато, что приводит не только к резким локальным перепадам температуры стенок кристаллизатора, но и к изменениям размеров его полости и, как следствие, к неконтролируемым изменениям размеров непрерывнолитого слитка и возникновению внутренних напряжений в поверхностных слоях металла. Отсутствие возможности периодических и контролируемых изменений скорости теплоотвода от охлаждаемых поверхностей для снятия накапливающихся напряжений. Образование накипи на участках интенсивного теплоотвода от поверхности кристаллизатора. Не использован наружный корпус кристаллизатора для ускорения теплоотвода. Остается возможным образование горизонтальных и продольных трещин как наружных, так и внутренних слоев металла в непрерывнолитом слитке. Возрастает вероятность зависания непрерывнолитого слитка на участках кристаллизатора с повышенной температурой его поверхности.The separation of the mold with the help of both vertical and horizontal partitions does not allow a gradual change in the rates of heat removal along the height and perimeter of the mold. The necessary variations are made stepwise, which leads not only to sharp local temperature drops in the walls of the mold, but also to changes in the dimensions of its cavity and, as a result, to uncontrolled changes in the sizes of the continuously cast ingot and the appearance of internal stresses in the surface layers of the metal. The lack of the possibility of periodic and controlled changes in the rate of heat removal from the cooled surfaces to relieve accumulated stresses. The formation of scale in areas of intense heat removal from the surface of the mold. The outer mold housing was not used to accelerate heat removal. The formation of horizontal and longitudinal cracks of both the outer and inner layers of the metal in the continuously cast ingot remains possible. The likelihood of freezing of the continuously cast ingot in the areas of the mold with an increased temperature of its surface increases.

Задачи, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, состоят в расширении сортамента непрерывнолитых сталей, в частности и сплавов с широким интервалом температур кристаллизации (среднеуглеродистых, углеродистых, легированных, в том числе и графитизированных), снижении усилий его вытягивания, стабилизации размеров непрерывнолитых слитков, уменьшении вероятности образования внешних и внутренних трещин и вероятности прорывов металла после выхода непрерывнолитого слитка из кристаллизатора, а также в диспергировании структуры слитка.The tasks to which the invention is directed include expanding the assortment of continuously cast steels, in particular alloys with a wide range of crystallization temperatures (medium carbon, carbon, alloyed, including graphitized), reducing the pulling forces, stabilizing the size of continuously cast ingots, and reducing the probability of the formation of external and internal cracks and the probability of metal breakthroughs after the continuously cast ingot leaves the mold, as well as in the dispersion of the structures ingot ry.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в устранении прогибов стенок кристаллизатора, в исключении кипения охлаждающей среды на поверхностях теплоотвода, в понижении скорости износа стенок кристаллизатора и повышении срока его службы.The technical result of the invention is to eliminate the deflection of the walls of the mold, to exclude boiling of the cooling medium on the surfaces of the heat sink, to reduce the rate of wear of the walls of the mold and increase its service life.

Технический результат достигается тем, что в кристаллизаторе, содержащем корпус и медную гильзу, установленные с зазором, разделенным перегородками на вертикальные каналы с независимыми подводом и отводом охлаждающей среды, согласно изобретению между корпусом и гильзой дополнительно установлен внутренний корпус, при этом оба корпуса и гильза соединены между собой изготовленными из материалов с различной теплопроводностью стержнями, на частях которых, расположенных в каналах, отводящих охлаждающую среду, нанесены теплоизолирующие волнообразные покрытия переменной толщины, стержни содержат отверстия для размещения в них полых втулок, выполненных с возможностью перемещений вдоль оси стержней, между наружным и внутренним корпусами установлены опорные втулки, центрируемые стержнями, гильза выполнена с теплоизолирующими покрытиями, толщина которых монотонно возрастает к нижней части кристаллизатора как с внешней, так и с внутренней сторон гильзы, а на внешнюю сторону гильзы, соприкасающуюся с расплавом, дополнительно нанесены износостойкие покрытия переменной толщины.The technical result is achieved by the fact that in the mold containing the casing and the copper sleeve installed with a gap separated by partitions into vertical channels with independent supply and removal of the cooling medium, according to the invention, an internal casing is additionally installed between the casing and the casing, while both casing and the casing are connected among themselves rods made of materials with different thermal conductivity, on the parts of which are located in the channels that divert the cooling medium, heat-insulating shaped coatings of variable thickness, the rods contain openings for accommodating hollow bushes in them, made with the possibility of movement along the axis of the rods, support bushes are installed between the outer and inner cases, centered by the rods, the sleeve is made with heat-insulating coatings, the thickness of which increases monotonically to the bottom of the mold as from the external and internal sides of the sleeve, and on the external side of the sleeve in contact with the melt, wear-resistant coatings of variable thickness are additionally applied us.

Медная основа гильзы выполнена с монотонным уменьшением ее толщины по высоте кристаллизатора. Торцы стержней соединены непосредственно с медной основой гильзы. В полых втулках размещены дифференциальные термопары. На наружных концах стержней расположены волноводы, соединенные с ультразвуковым генератором. Участки стержней, расположенные в наружном корпусе, герметизированы.The copper base of the sleeve is made with a monotonous decrease in its thickness along the height of the mold. The ends of the rods are connected directly to the copper base of the sleeve. Differential thermocouples are placed in hollow bushings. At the outer ends of the rods are waveguides connected to an ultrasonic generator. Parts of the rods located in the outer casing are sealed.

Сущность изобретения состоит в том, что снижение интенсивности потока тепла от непрерывнолитого слитка за счет изоляции компенсируется увеличением фактической поверхности контакта охлаждающей среды с кристаллизатором. Снижение плотности тепловых потоков достигается путем нанесения изоляции на охлаждаемые поверхности стержней и поверхности гильзы, контактирующей с расплавом. Компенсация уменьшения удельной скорости теплоотвода осуществляется за счет увеличения общей поверхности теплоотвода, которая состоит из нетеплоизолированных участков внутреннего корпуса кристаллизатора и теплоизолированных стержней, присоединенных к более нагретым участкам гильзы.The essence of the invention lies in the fact that the decrease in the intensity of the heat flux from the continuously cast ingot due to insulation is compensated by the increase in the actual contact surface of the cooling medium with the mold. Reducing the density of heat fluxes is achieved by applying insulation to the cooled surfaces of the rods and the surface of the liner in contact with the melt. Compensation for the decrease in the specific heat sink rate is carried out by increasing the total heat sink surface, which consists of non-heat-insulated sections of the inner mold body and heat-insulated rods attached to more heated sections of the liner.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено вертикальное сечение кристаллизатора, на фиг.2 изображено горизонтальное сечение, на фиг.3 - схема нанесения покрытия на стенку гильзы, на фиг.4 - схема установки стержней в кристаллизаторе.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 schematically shows a vertical section of a mold, in Fig. 2 shows a horizontal section, in Fig. 3 is a diagram of a coating on a wall of a sleeve, in Fig. 4 is a diagram of an installation of rods in a mold.

Кристаллизатор содержит два корпуса - наружный 1 и внутренний 2, медную гильзу 3 (фиг.1 и 2), нанесенные на ее поверхность с двух сторон теплоизолирующие металлические, металлокерамические или керамические покрытия 5 и 6 (фиг.3 и 4) переменной толщины, возрастающей от верхней части кристаллизатора по всей длине гильзы. Со стороны гильзы, соприкасающейся с охлаждающей средой, дополнительно нанесены покрытия 4 периодически (волнообразно) переменной толщины и протяженности (фиг.3), состоящие из слоев текстолита, фаолита или других материалов с теплопроводностью, не превышающей 2 ватт/мК. На теплоизолирующее покрытие 6 наносят защитные износостойкие слои покрытий, например, из карбида титана 7 и нитрида титана 8 (фиг.3). Оба корпуса 1, 2 и гильза 3 соединены между собой стержнями 9, выполненными из меди, бронзы или латуни, охлаждаемыми средой, подводимой и отводимой через вертикальные каналы 10 и 11 соответственно. Части стержней 9, расположенные в отводящих каналах 11, покрыты волнообразными теплоизолирующими покрытиями 12 переменной толщины. Вертикальные перегородки 13 и 14, образующие каналы 10 и 11, отделяют стержни друг от друга и расположены между внешним 1 и внутренним 2 корпусом, а также между корпусом 2 и гильзой 3. Торцы 15 стержней 9 соединены непосредственно с медной составляющей 16 гильзы 3. Опорные стальные втулки 17, представленные на фиг.4, центрируемые стержнями 9, фиксируют величину зазора между внешним корпусом 1 и внутренним корпусом 2. В отверстиях стержней 9 расположены полые втулки 18 (фиг.4), в которых размещены зачехленные термопары 19. Стержни 9, выходящие из наружного корпуса 1, через волновод 20 соединены с ультразвуковым генератором 21. Герметизация внешнего корпуса кристаллизатора осуществляется пробкой 22 с резиновым или тефлоновым уплотнителем 23.The mold contains two cases - the outer 1 and the inner 2, a copper sleeve 3 (Figs. 1 and 2), heat-insulating metal, ceramic-metal or ceramic coatings 5 and 6 (Figs. 3 and 4) of variable thickness, increasing on its surface, on both sides from the top of the mold along the entire length of the sleeve. On the side of the sleeve in contact with the cooling medium, additionally 4 coatings are applied periodically (wave-like) of variable thickness and length (Fig. 3), consisting of layers of textolite, faolite or other materials with a thermal conductivity not exceeding 2 watts / mK. On the heat-insulating coating 6 is applied protective wear-resistant coating layers, for example, of titanium carbide 7 and titanium nitride 8 (figure 3). Both cases 1, 2 and sleeve 3 are interconnected by rods 9 made of copper, bronze or brass, cooled by a medium supplied and discharged through vertical channels 10 and 11, respectively. Parts of the rods 9 located in the outlet channels 11 are covered with wave-like heat-insulating coatings 12 of variable thickness. Vertical partitions 13 and 14, forming channels 10 and 11, separate the rods from each other and are located between the outer 1 and inner 2 cases, and also between the case 2 and the sleeve 3. The ends 15 of the rods 9 are connected directly to the copper component 16 of the sleeve 3. Support 4, the steel sleeves 17 shown in FIG. 4, centered by the rods 9, fix the gap between the outer case 1 and the inner case 2. Hollow sleeves 18 (FIG. 4) are located in the holes of the rods 9, in which the sheathed thermocouples are placed 19. The rods 9, coming out of the outer corp the whisker 1, through a waveguide 20 connected to an ultrasonic generator 21. Sealing the outer casing of the mold is carried out by a stopper 22 with a rubber or teflon seal 23.

Предлагаемый кристаллизатор (см. фиг.1) работает следующим образом. Сначала охлаждающая среда поступает во внешние каналы 10, между корпусом 1 и 2, отводящими тепло от стенок внутреннего корпуса 2. Далее охлаждающая среда поступает в зазор с каналами 11, расположенными между стенкой внутреннего корпуса 2 и гильзой 3, где нагревается от поверхностей гильзы с покрытиями 4 и 5 от стержней 9, теплоизолированных слоем 12, и от и внутреннего корпуса 2. По мере продвижения охлаждающей среды от нижних участков кристаллизатора охлаждающая среда нагревается до температуры не выше 100°С, т.е не в режиме кипения из-за большой величины поверхности теплообмена, а также из-за ограничений теплоотвода от гильзы 3, покрытой слоями 4-7, и уходит из кристаллизатора через каналы 11. Величина потока воды через каждый из каналов устанавливается в соответствии с достигаемыми температурами по высоте кристаллизатора положением полых втулок 17. Повышение интенсивности теплоотвода стержнями 9 от медной основы 16 гильзы достигается подсоединением торцов 15 стержней к участкам гильзы с повышенной температурой. Регулирование температуры стержней 9 достигается перемещением полых втулок 17 вдоль оси стержней 9, после измерения температуры термопарами 19 и изменением расходов воды через каналы 10 и 11. Прогиб корпуса 2 относительно корпуса 1 исключается установкой опорных втулок 16. Кроме того, увеличение теплообмена достигается за счет подвода ультразвуковой энергии к концам стержней 9, выходящих из наружного корпуса 1 через волновод 20 от генератора 21The proposed mold (see figure 1) works as follows. First, the cooling medium enters the external channels 10, between the housing 1 and 2, which removes heat from the walls of the inner case 2. Next, the cooling medium enters the gap with the channels 11 located between the wall of the inner case 2 and the sleeve 3, where it is heated from the surfaces of the coated sleeve 4 and 5 from the rods 9, insulated with a layer 12, and from the inner case 2. As the cooling medium moves from the lower sections of the mold, the cooling medium heats up to a temperature of no higher than 100 ° C, i.e. not in boiling mode due to the large The reasons for the heat transfer surface, as well as due to restrictions on heat removal from the sleeve 3, covered with layers 4-7, and leaves the mold through the channels 11. The magnitude of the water flow through each of the channels is set in accordance with the temperature reached by the height of the mold by the position of the hollow bushings 17. An increase in the intensity of heat removal by the rods 9 from the copper base 16 of the sleeve is achieved by connecting the ends of the 15 rods to portions of the sleeve with an elevated temperature. The temperature control of the rods 9 is achieved by moving the hollow bushings 17 along the axis of the rods 9, after measuring the temperature with thermocouples 19 and changing the water flow through the channels 10 and 11. The deflection of the housing 2 relative to the housing 1 is eliminated by the installation of the supporting sleeves 16. In addition, an increase in heat transfer is achieved by supply ultrasonic energy to the ends of the rods 9 emerging from the outer casing 1 through the waveguide 20 from the generator 21

Предлагаемая конструкция кристаллизатора позволяет регулировать температуру поверхности слитков и толщину затвердевшего слоя. Это осуществляется за счет варьирования расхода охладителей, выбора значений теплопроводности и толщин изолирующих слоев, что позволяет фиксировать заданные размеры и форму непрерывнолитого слитка. За счет этого снимаются возникающие термические напряжения в затвердевшей оболочке непрерывнолитого слитка и предотвращается образование продольных и поперечных трещин; становится возможным увеличение скорости разливки металла, обусловленное повышением средней скорости теплоотвода и улучшается структура закристаллизованной стали.The proposed design of the mold allows you to adjust the surface temperature of the ingots and the thickness of the hardened layer. This is done by varying the flow rate of the coolers, choosing the values of thermal conductivity and the thickness of the insulating layers, which allows you to fix the specified size and shape of the continuously cast ingot. Due to this, the resulting thermal stresses in the hardened shell of the continuously cast ingot are removed and the formation of longitudinal and transverse cracks is prevented; it becomes possible to increase the rate of metal casting due to an increase in the average heat removal rate and the structure of crystallized steel is improved.

Достигаемые преимущества новой конструкции кристаллизатора состоят в следующем:The achieved advantages of the new mold design are as follows:

- снижаются прогибы стенок путем установки медных, бронзовых или латунных стержней заданного размера в зазоре между гильзой кристаллизатора и внутренним корпусом, ограничивающим ее смещения в процессе нагрева;- wall deflections are reduced by installing copper, bronze or brass rods of a given size in the gap between the mold sleeve and the inner case, limiting its displacements during heating;

- сохраняется форма непрерывнолитого слитка за счет увеличения поверхностей теплообмена с охлаждающей средой стержнями и вторым корпусом кристаллизатора;- the shape of the continuously cast ingot is preserved by increasing the heat exchange surfaces with the cooling medium by the rods and the second mold body;

- становится возможным периодическое изменение интенсивности теплоотвода по высоте кристаллизатора и снижение вероятности прорывов затвердевшей оболочки слитка;- it becomes possible to periodically change the intensity of the heat sink along the height of the mold and reduce the likelihood of breakthroughs of the hardened shell of the ingot;

- независимое регулирование потока охлаждающей среды в каждом из подводящих каналов кристаллизатора исключает ее кипение;- independent regulation of the flow of the cooling medium in each of the supply channels of the mold excludes its boiling;

- повышается срок службы гильзы за счет нанесения износостойких покрытий;- increases the service life of the sleeve due to the application of wear-resistant coatings;

- использование энергии ультразвуковых колебаний расширяет возможности дополнительного регулирования интенсивности теплоотвода;- the use of energy of ultrasonic vibrations expands the possibilities of additional regulation of the intensity of heat removal;

- стабилизация размеров «корочки», образовавшейся в кристаллизаторе, расширяет возможности последующего управления структурой слитка методом импульсно непрерывной кристаллизацией (ИНКО) как в кристаллизаторе, так и в зоне вторичного охлаждения [патент РФ №2101129, приоритет от 26.09.1996].- stabilization of the size of the “crust” formed in the mold expands the possibilities of subsequent control of the ingot structure by pulsed continuous crystallization (INCO) both in the mold and in the secondary cooling zone [RF patent No. 2101129, priority date 26.09.1996].

Claims (6)

1. Кристаллизатор машины непрерывного литья металлов, содержащий наружный корпус и медную гильзу, установленные с зазором, разделенным перегородками на вертикальные каналы с независимыми подводом и отводом охлаждающей среды, отличающийся тем, что дополнительно содержит внутренний корпус, установленный между наружным корпусом и медной гильзой и соединенный с ними посредством стержней, изготовленных из материала с различной теплопроводностью, с отверстиями для размещения в них полых втулок, выполненных с возможностью перемещения вдоль оси стержня, причем между наружным и внутренним корпусами установлены опорные втулки, центрируемые стержнями, стержни выполнены с теплоизолирующим волнообразным покрытием переменной толщины, нанесенным на участки, расположенные в каналах отвода охлаждающей среды, медная гильза выполнена с теплоизолирующими покрытиями с внешней и внутренней стороны, толщина которых монотонно возрастает к нижней части кристаллизатора, а на внутреннюю сторону медной гильзы, соприкасающуюся с расплавом, дополнительно нанесены износостойкие покрытия переменной толщины.1. The mold of a continuous metal casting machine, comprising an outer casing and a copper sleeve installed with a gap separated by partitions into vertical channels with independent inlet and outlet of a cooling medium, characterized in that it further comprises an inner casing installed between the outer casing and the copper sleeve and connected with them by means of rods made of material with different thermal conductivity, with holes for accommodating hollow bushings in them, made with the possibility of moving along the axis of the rod, with supporting sleeves centered between the rods installed between the outer and inner cases, the rods are made with a heat-insulating wave-like coating of variable thickness deposited on sections located in the channels of the cooling medium, the copper sleeve is made with heat-insulating coatings on the outside and inside, the thickness of which monotonously increases to the bottom of the mold, and on the inner side of the copper sleeve in contact with the melt, wear-resistant coatings are additionally applied belt thickness. 2. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что медная гильза выполнена с монотонным уменьшением толщины по высоте кристаллизатора.2. The mold according to claim 1, characterized in that the copper sleeve is made with a monotonous decrease in thickness along the height of the mold. 3. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что стержни соединены своими торцами непосредственно с медной гильзой.3. The mold according to claim 1, characterized in that the rods are connected with their ends directly to the copper sleeve. 4. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дифференциальными термопарами, размещенными в полых втулках.4. The mold according to claim 1, characterized in that it is equipped with differential thermocouples placed in hollow bushings. 5. Кристаллизатор по п.1 или 3, отличающийся тем, что он снабжен ультразвуковым генератором с волноводами, соединенными с наружными концами стержней.5. The mold according to claim 1 or 3, characterized in that it is equipped with an ultrasonic generator with waveguides connected to the outer ends of the rods. 6. Кристаллизатор по п.1 или 3, отличающийся тем, что стержни, расположенные на участке в наружном корпусе, герметизированы. 6. The mold according to claim 1 or 3, characterized in that the rods located on the site in the outer casing are sealed.
RU2007128516/02A 2007-07-24 2007-07-24 Ingot-forming equipment RU2374032C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128516/02A RU2374032C2 (en) 2007-07-24 2007-07-24 Ingot-forming equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128516/02A RU2374032C2 (en) 2007-07-24 2007-07-24 Ingot-forming equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007128516A RU2007128516A (en) 2009-01-27
RU2374032C2 true RU2374032C2 (en) 2009-11-27

Family

ID=40543835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007128516/02A RU2374032C2 (en) 2007-07-24 2007-07-24 Ingot-forming equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2374032C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782769C2 (en) * 2015-02-09 2022-11-02 ХАНС ТЕК, ЭлЭлСи Ultrasound grain grinding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782769C2 (en) * 2015-02-09 2022-11-02 ХАНС ТЕК, ЭлЭлСи Ultrasound grain grinding
RU2799513C1 (en) * 2023-03-27 2023-07-05 Общество с ограниченной ответственностью "Сталь 21" Resource-saving mold for producing continuously cast steel billets

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007128516A (en) 2009-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2182058C2 (en) Mold cooled with liquid
NZ286395A (en) Casting equipment for casting aluminium with oil and gas supplied through respective permeable rings above and at the metal freeze front
RU2310543C2 (en) Method for correlating heat transfer of molds, namely in zone of metal heel
EP0007581B1 (en) Mold assembly and method for continuous casting of metallic strands at exceptionally high speeds
US2835940A (en) Mold and method for continuously casting cakes
JPH01170550A (en) Mold for continuously casting steel
JPH11267794A (en) Casting mold cooled by liquid
RU2374032C2 (en) Ingot-forming equipment
RU2544978C2 (en) Casting mould
RU2487946C2 (en) Method of making cooling element for pyrometallurgical reactor and cooling element
US5172750A (en) Installation for continuous casting between rolls
KR20010051510A (en) Method and device for the reduction of the heat dissipation of a continuous casting mold
EP0034719B1 (en) Method and apparatus for the continuous casting of metal rods
SU908493A1 (en) Continuous casting unit
RU2203158C2 (en) Pipe of mold for continuous casting of steels, namely peritectic steels and mold with such pipe
SE512774C2 (en) Device for casting metal
Thomas et al. Optimization of water channel design in beam-blank molds
JP2020121329A (en) Mold and method for steel continuous casting
RU194551U1 (en) WALL OF CONTINUOUS CASTING MACHINE CRYSTALLIZER
EA002584B1 (en) Pyrometallurgical reactor cooling element and its manufacture
UA81247C2 (en) Mould for continuous casting of molten metals
CA1196465A (en) Apparatus and method for continuous casting of metallic strands at exceptionally high speeds using oscillating mold assembly
US20240091848A1 (en) Mold casting surface cooling
JPS62118948A (en) Continuous casting mold with high-temperature head
JP2001526590A (en) Casting wheel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140725