RU2517094C1

RU2517094C1 - Hollow blank continuous casting machine mould mandrel

Info

Publication number: RU2517094C1
Application number: RU2013103990/02A
Authority: RU
Inventors: Борис Александрович Сивак; Вадим Яковлевич Тонконогов; Анатолий Соломонович Смоляков; Виктор Николаевич Хребин; Сергей Анатольевич Беркович
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-05-27

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: mould mandrel comprises hollow sleeve arranged at crossbar and having vertical coolant channels. Through vertical grooves are arranged regularly over sleeve bottom edges. Width of said vertical through grooves does not exceed 2 mm. Sleeve inner surface is shaped to polyhedron, every face being arranged between said vertical through grooves. At replacement of steel teeming ladle, blank drawing rate is increased. Besides, blank temperature decreases while shrinkage increases, both being compensated for by sleeve flake resilience. After recovery of casting initial parameters, blank surface temperature increases to decrease said shrinkage so that blank flakes acquire initial shape.

EFFECT: higher reliability and quality of cast hollow blanks.

4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке полых заготовок.The invention relates to metallurgy, namely to the continuous casting of hollow billets.

Известен дорн кристаллизатора для непрерывного литья полых заготовок, содержащий полую коническую гильзу (авторское свидетельство СССР № 507397). В гильзе имеются вертикальные каналы для пропуска охлаждающей воды. Гильза установлена на траверсе, соединенной с кристаллизатором. Через каналы траверсы, соединенные с каналами гильзы, пропускается охлаждающая вода.Known mandrel mold for continuous casting of hollow billets containing a hollow conical sleeve (USSR copyright certificate No. 507397). In the sleeve there are vertical channels for the passage of cooling water. The sleeve is mounted on a traverse connected to the mold. Through the channels of the traverse connected to the channels of the liner, cooling water is passed.

Основным недостатком данного дорна является то, что при снижении скорости вытягивания полой заготовки из кристаллизатора, возникающей в случае замены опустевшего сталеразливочного ковша на новый полный, величина усадки заготовки увеличивается и заготовка обжимает поверхность гильзы дорна. При этом увеличивается трение между гильзой дорна внутренней поверхностью заготовки и увеличивается усилие вытягивания.The main disadvantage of this mandrel is that when the speed of pulling the hollow workpiece from the mold, which occurs when replacing the empty steel pouring ladle with a new full one, decreases, the shrinkage of the workpiece increases and the workpiece compresses the surface of the mandrel sleeve. This increases the friction between the sleeve of the mandrel inner surface of the workpiece and increases the pulling force.

Значительное снижение скорости вытягивания может привести к «подвисанию» заготовки на дорне, прорыву затвердевшей корочки заготовки, вытеканию жидкого ядра заготовки и нарушению процесса разливки.A significant decrease in the drawing speed can lead to the suspension of the workpiece on the mandrel, the breakthrough of the hardened crust of the workpiece, leakage of the liquid core of the workpiece and disruption of the casting process.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является дорн для отливки полых заготовок, содержащий полую коническую гильзу. В гильзе имеются вертикальные каналы для пропуска охлаждающей воды. Гильза установлена на траверсе, соединенной с кристаллизатором. Через каналы траверсы, соединенные с каналами гильзы, пропускается охлаждающая вода. В нижней части гильзы выполнены равномерно расположенные по ее окружности вертикальные сквозные пазы, которые формируют консольные «лепестки» (авторское свидетельство СССР №422522, приоритет от 27.03.72).The closest analogue adopted for the prototype is the mandrel for casting hollow billets containing a hollow conical sleeve. In the sleeve there are vertical channels for the passage of cooling water. The sleeve is mounted on a traverse connected to the mold. Through the channels of the traverse connected to the channels of the liner, cooling water is passed. In the lower part of the sleeve, vertical through grooves are made evenly spaced around its circumference, which form cantilever “petals” (USSR author's certificate No. 422522, priority date 03/27/72).

Основным недостатком данного дорна является то, что вследствие выполнения пазов гильзы широкими, деформации «лепестков» при снижении скорости вытягивания полой заготовки из кристаллизатора, когда величина усадки заготовки увеличивается и заготовка обжимает поверхность гильзы дорна, не ограничиваются только упругими деформациями, «лепестки» могут пластически деформироваться. Пластически деформированные «лепестки» не восстанавливают свою форму после возвращения режимов работы кристаллизатора к исходным. В результате увеличивается воздушный зазор между гильзой дорна и внутренней поверхностью полой заготовки, ухудшается ее охлаждение. Изменяется толщина стенок полых заготовок. Гильза выходит из строя.The main disadvantage of this mandrel is that due to the wide grooves of the sleeve, deformation of the “petals” with a decrease in the speed of drawing the hollow workpiece from the mold, when the shrinkage of the workpiece increases and the workpiece compresses the surface of the mandrel, not only limited to elastic deformations, the “petals” can plastically deform. Plastically deformed "petals" do not restore their shape after the return of the mold operating modes to the original ones. As a result, the air gap between the mandrel sleeve and the inner surface of the hollow billet increases, and its cooling deteriorates. The wall thickness of the hollow billets changes. The sleeve is out of order.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности работы дорна кристаллизатора, устранение «подвисания» заготовки на дорне и улучшение качества отливаемых полых заготовок.The technical result of the invention is to increase the reliability of the mold mandrel, eliminating the "suspension" of the workpiece on the mandrel and improving the quality of cast hollow workpieces.

Технический результат достигается тем, что в дорне кристаллизатора машины непрерывного литья полых заготовок, включающем установленную на траверсе коническую гильзу с вертикальными каналами для пропуска охлаждающей воды и выполненными в нижней части гильзы равномерно расположенными сквозными вертикальными пазами, внутренняя поверхность гильзы выполнена многогранной, при этом каждая грань размещена между вертикальными сквозными пазами и ширина каждого вертикального паза не превышает 2 мм.The technical result is achieved by the fact that in the mold mandrel of a continuous casting machine of hollow billets, including a conical sleeve mounted on a traverse with vertical channels for passing cooling water and uniformly arranged through vertical grooves in the lower part of the sleeve, the inner surface of the sleeve is multifaceted, with each face placed between vertical through grooves and the width of each vertical groove does not exceed 2 mm

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами, где на фиг.1 изображен дорн кристаллизатора, продольный разрез; на фиг.2 - то же, разрез в зоне «А»; на фиг.3 - то же, разрез в зоне «Б»; на фиг.4 - то же, вид «Д».The invention is illustrated by the following graphic materials, in which Fig. 1 shows a mold mandrel, a longitudinal section; figure 2 is the same, a section in the zone "A"; figure 3 is the same, a section in the zone "B"; figure 4 is the same, view "D".

Дорн кристаллизатора содержит коническую гильзу 1 с подводящими 2 и отводящими 3 вертикальными каналами для пропуска охлаждающей воды. Дорн установлен на траверсе 4 и закреплен на ней с помощью шпонок 5. В нижней части гильзы 1 в зоне «Б» выполнены сквозные вертикальные пазы 6, образующие «лепестки» 7. Внутренняя полость конической гильзы 1 выполнена многогранной, с гранями 8, которые размещены между вертикальными сквозными пазами 6. В результате внутренняя поверхность «лепестка» получается плоской, что снижает концентрацию напряжений изгиба в местах соединения «лепестков» с основным телом гильзы и повышает долговечность последней.The mold door contains a conical sleeve 1 with inlet 2 and outlet 3 vertical channels for the passage of cooling water. The mandrel is mounted on the traverse 4 and fixed on it with the help of dowels 5. In the lower part of the sleeve 1 in the zone “B”, through vertical grooves 6 are made, forming “petals” 7. The internal cavity of the conical sleeve 1 is multi-faceted, with faces 8 that are placed between the vertical through grooves 6. As a result, the inner surface of the “petal” is flat, which reduces the concentration of bending stresses at the junctions of the “petals” with the main body of the sleeve and increases the durability of the latter.

Дорн кристаллизатора работает следующим образом.Dorn mold works as follows.

При снижении скорости вытягивания полой заготовки из кристаллизатора ее поверхность больше времени находится в контакте с водоохлаждаемой поверхностью гильзы. В результате снижается температура ее поверхности, усадка увеличивается, а диаметр внутренней поверхности гильзы начинает уменьшаться. Заготовка обжимает наружную поверхность гильзы 1 и деформирует «лепестки» 7, расположенные в нижней части гильзы 1. При деформации «лепестков» 7 ширина пазов 6 уменьшается, конусность наружной поверхности гильзы 1 увеличивается, что компенсирует увеличение усадки полой заготовки. Дальнейшее увеличение усадки заготовки может привести к замыканию поверхностей пазов. Пазы шириной 2 мм позволяют компенсировать усадку заготовки при кратковременном прекращении вытяжки заготовки.With a decrease in the speed of pulling the hollow billet from the mold, its surface is in contact with the water-cooled surface of the sleeve for more time. As a result, its surface temperature decreases, shrinkage increases, and the diameter of the inner surface of the sleeve begins to decrease. The blank compresses the outer surface of the sleeve 1 and deforms the “petals” 7 located in the lower part of the sleeve 1. When the “petals” 7 are deformed, the width of the grooves 6 decreases, the taper of the outer surface of the sleeve 1 increases, which compensates for the increase in shrinkage of the hollow billet. A further increase in shrinkage of the workpiece can lead to shorting of the groove surfaces. Grooves with a width of 2 mm make it possible to compensate for shrinkage of the workpiece during a short termination of the drawing of the workpiece.

Выполнение сквозных вертикальных пазов гильзы 6 шириной не более 2 мм ограничивает деформацию «лепестков» гильзы и исключает формирование пластических деформаций последних.The implementation of the through vertical grooves of the sleeve 6 with a width of not more than 2 mm limits the deformation of the "petals" of the sleeve and eliminates the formation of plastic deformations of the latter.

По мере восстановления скорости вытягивания заготовки до первоначальных заданных значений температура поверхности заготовки увеличивается, усадка уменьшается, «лепестки» 7 начинают освобождаться, гильза дорна начинает приобретать первоначальную форму. Процесс разливки возвращается к заданным режимам. Обеспечиваются требуемые геометрические параметры полой заготовки.As you restore the speed of drawing the workpiece to its original set values, the surface temperature of the workpiece increases, shrinkage decreases, the "petals" 7 begin to be released, the mandrel sleeve begins to take its original shape. The casting process returns to the set modes. The required geometric parameters of the hollow workpiece are provided.

Примером реализации устройства может служить Дорн кристаллизатора, используемый для непрерывного литья полой круглой заготовки с размерами ⌀330/⌀160 мм. Длина гильзы 1 дорна составляет 800 мм, вертикальные пазы 6 располагаются в нижней части гильзы и имеют длину 400 мм (зона Б), образуют «лепестки» 7. Ширина вертикальных пазов -2 мм.An example of the implementation of the device is the mold Dorn used for continuous casting of a hollow round billet with dimensions of ⌀330 / ⌀160 mm. The length of the sleeve 1 of the mandrel is 800 mm, the vertical grooves 6 are located in the lower part of the sleeve and have a length of 400 mm (zone B), form “petals” 7. The width of the vertical grooves is -2 mm.

Оптимальная скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора составляет 0,9 м/мин.The optimal speed of drawing the workpiece from the mold is 0.9 m / min.

При «перековшовке», замене опустевшего сталеразливочного ковша на новый полный скорость вытягивания заготовки может быть снижена до 0,2-0,3 м/мин. Задержка при установке разливочных стаканов ковша приводит к приостановке процесса вытягивания.With a “re-bucket”, replacing an empty steel pouring ladle with a new full speed, the workpiece can be pulled down to 0.2-0.3 m / min. A delay in the installation of bucket filling glasses results in a suspension of the drawing process.

Усадка, связанная с кратковременной остановкой процесса, компенсируется за счет упругой деформации «лепестков» в поле зазора между «лепестками», равном 2 мм.The shrinkage associated with a short-term shutdown of the process is compensated by the elastic deformation of the "petals" in the gap between the "petals" of 2 mm.

После окончания «перековшовки» скорость вытягивания постепенно возвращается к заданным значениям - 0,9 м/мм, температура поверхности заготовки возрастает, усадка снижается, «лепестки» под действием сил упругости приобретают первоначальную форму, процесс разливки возвращается к исходным, заданным параметрам.After the “reflowing” is completed, the drawing speed gradually returns to the specified values - 0.9 m / mm, the surface temperature of the workpiece increases, shrinkage decreases, the “petals” under the action of elastic forces acquire their original shape, the casting process returns to its original, given parameters.

Claims

The mold core of the continuous casting machine, including a conical sleeve mounted on a traverse with vertical channels for passing cooling water and uniformly arranged through vertical grooves in the lower part of the sleeve, characterized in that the inner surface of the sleeve is multifaceted, with each face placed between the vertical through grooves and the width of each vertical groove does not exceed 2 mm.