RU2628225C2

RU2628225C2 - Production method of tube billet by continuous casting with billet extracting upward from casting mould

Info

Publication number: RU2628225C2
Application number: RU2015155529A
Authority: RU
Inventors: Илья Валерьевич Чуманов; Валерий Иванович Чуманов; Андрей Николаевич Аникеев; Вадим Валерьевич Седухин; Дмитрий Владимирович Сергеев; Мария Андреевна Матвеева
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-08-17
Also published as: RU2015155529A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method involves pouring the metal melt into the casting mould cavity through the center gate system, the high melting inoculating particles supply into the center, and extracting of the hollow tube billet from the casting mould upward. The billet extraction from the casting mould is carried out at the rate of 0.05-0.08 m/min.

EFFECT: uniform distribution of the introduced modifier in the hollow tube billet.

1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению полых трубных заготовок методом непрерывного литья с вытягиванием заготовок вверх из кристаллизатора.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of hollow pipe billets by continuous casting with pulling the billets up from the mold.

Известен способ получения слитков, включающий непрерывную подачу металла через сифонную литниковую систему в кристаллизатор и вытягивание из него слитка вверх, при этом в процессе подачи металла осуществляют его модифицирование путем ввода тугоплавких модифицирующих частиц, через сифонную литниковую систему осуществляют подачу выплавляемого в индукционной печи металла, а тугоплавкие модифицирующие частицы вводят порционно под давлением в разливочный стакан в днище индукционной печи (RU №2080206, 6B20D 11/00, опубл. 27.05.1997).A known method of producing ingots, including a continuous supply of metal through a siphon gating system into the mold and pulling the ingot from it upward, while in the process of supplying metal, it is modified by introducing refractory modifying particles, the metal melted in the induction furnace is fed through the siphon gating system, and refractory modifying particles are introduced portionwise under pressure into a pouring glass in the bottom of the induction furnace (RU No. 2080206, 6B20D 11/00, publ. 05.27.1997).

В качестве ближайшего аналога выбран способ заливки металлического расплава через сифонную литниковую систему в полость кристаллизатора, подачу в центровую тугоплавких модифицирующих частиц и вытягивание из кристаллизатора заготовки вверх. Вытягивание заготовки из кристаллизатора осуществляют со скоростью 0,028-0,032 м/мин. В качестве тугоплавких модифицирующих частиц используют частицы карбида титана. Перед разливкой в сталеразливочный ковш вводят металлический титан в количестве, равном объемной доле карбида титана. Данный способ позволяет получить литую заготовку с равномерным распределением тугоплавких модифицирующих частиц и обеспечить изотропию механических свойств по сечению (RU №2376105, B22D 11/108, опубл. 20.12.2009).As the closest analogue, the method of pouring a metal melt through a siphon gating system into the cavity of the mold, feeding refractory modifying particles into the center, and pulling the workpiece from the mold upward was selected as the closest analogue. Pulling the workpiece from the mold is carried out at a speed of 0.028-0.032 m / min. As refractory modifying particles using particles of titanium carbide. Before casting, titanium metal is introduced into the steel pouring ladle in an amount equal to the volume fraction of titanium carbide. This method allows to obtain a cast billet with a uniform distribution of refractory modifying particles and to provide isotropy of mechanical properties over the cross section (RU No. 2376105, B22D 11/108, publ. 20.12.2009).

Недостатком способа является то, что способ позволяет получить литую заготовку с равномерным распределением тугоплавких модифицирующих частиц и не позволяет получить полую трубную заготовку с равномерным распределением тугоплавких модифицирующих частиц.The disadvantage of this method is that the method allows to obtain a cast billet with a uniform distribution of refractory modifying particles and does not allow to obtain a hollow tube billet with a uniform distribution of refractory modifying particles.

Технической задачей изобретения является получение полой трубной заготовки методом непрерывного литья с вытягиванием заготовки вверх из кристаллизатора с равномерным распределением введенных тугоплавких модифицирующих частиц.An object of the invention is to obtain a hollow tubular billet by continuous casting with pulling the billet up from the mold with a uniform distribution of the introduced refractory modifying particles.

Указанная задача решается тем, что при введении тугоплавких модифицирующих частиц и вытягивании слитка увеличивается скорость вытягивания до 0,05-0,08 м/мин, что позволяет получить полую трубную заготовку с равномерным распределением введенных тугоплавких модифицирующих частиц.This problem is solved by the fact that when introducing refractory modifying particles and drawing the ingot, the drawing speed increases to 0.05-0.08 m / min, which allows to obtain a hollow tube billet with a uniform distribution of the introduced refractory modifying particles.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где обозначено: 1 - индукционная тигельная печь, 2 - тугоплавкие модифицирующие частицы, 3 - устройство порционного ввода тугоплавких модифицирующих частиц, 4 - центровая литниковой системы, 5 - кристаллизатор, 6 - упрочненная трубная заготовка, 7 - поддон с литниковой системой, 8 - затравка.The invention is illustrated in the drawing, where it is indicated: 1 - induction crucible furnace, 2 - refractory modifying particles, 3 - portioned input device of refractory modifying particles, 4 - center gating system, 5 - mold, 6 - hardened tube billet, 7 - pallet with gating system , 8 is the seed.

Технический результат достигается тем, что металл из индукционной печи с организованным в ней донным выпуском в виде шиберного затвора по сифонной проводке поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор, из которого формирующийся слиток вытягивается вверх. По мере уменьшения объема металла в тигле индукционной печи верхние витки индуктора отключаются, что позволяет поддерживать температуру жидкого металла постоянной в течение всего времени разливки. Устройство порционного ввода тугоплавких модифицирующих частиц под давлением в разливочный стакан позволяет вводить тугоплавкие модифицирующие частицы в жидкий металл при разливке, а механизм вытягивания слитка вверх позволяет равномерно распределять тугоплавкие модифицирующие частицы в кристаллизующейся заготовке. Первые минуты скорость вытягивания заготовки должна соответствовать скорости подачи металла для обеспечения закрепления заготовки в затравке. После закрепления заготовки в затравке необходимо обеспечить, чтобы скорость вытягивания была не менее 0,05 м/мин, это приведет к тому, что процесс кристаллизации будет иметь место только у стенок кристаллизатора, а внутренняя часть заготовки будет оставаться жидкой, это позволит вытягиваемой заготовке принять полый трубный профиль. В то же время скорость вытягивания трубной заготовки не должна превышать 0,08 м/мин во избежание нарушения целостности закристаллизовавшейся корочки металла, приводящее к разрыву заготовки.The technical result is achieved by the fact that the metal from the induction furnace with the bottom outlet organized in it in the form of a slide gate through a siphon wiring enters a water-cooled mold, from which the formed ingot is pulled upward. As the volume of metal in the crucible of the induction furnace decreases, the upper turns of the inductor are turned off, which makes it possible to maintain the temperature of the liquid metal constant throughout the casting time. A batch device for introducing refractory modifying particles under pressure into a pouring cup allows refractory modifying particles to be introduced into the molten metal during casting, and the ingot pulling mechanism upwards allows uniform distribution of refractory modifying particles in the crystallized billet. The first minutes, the speed of drawing the workpiece should correspond to the feed rate of the metal to ensure the fixing of the workpiece in the seed. After fixing the workpiece in the seed, it is necessary to ensure that the drawing speed is not less than 0.05 m / min, this will lead to the fact that the crystallization process will take place only at the walls of the mold, and the inner part of the workpiece will remain liquid, this will allow the drawn workpiece to accept hollow pipe profile. At the same time, the pulling speed of the tube billet should not exceed 0.08 m / min in order to avoid violating the integrity of the crystallized metal crust, leading to rupture of the billet.

Пример конкретного осуществленияCase Study

Изучение возможности получения слитков по предлагаемому способу проводилось на индукционной печи ИСТ-0,06, оснащенной донным выпуском. Мощность преобразователя 160 кВт, частота тока 2,4 кГц. Контурное напряжение 800 В. Сифонная проводка выполнялась из стандартного сифонного припаса. Кристаллизатор медный, водоохлаждаемый, диаметр сечения кристаллизатора 100 мм. Механизм вытягивания выполнен в виде винта с затравкой и электродвигателя постоянного тока с редуктором, что обеспечивает вытягивание слитка в направлении, противоположном направлению фронта кристаллизации со скоростью до 0,05-0,08 м/мин. Для переплава была выбрана сталь марки 45, а в качестве тугоплавких модифицирующих частиц - карбид титана TiC, титан вводился в объеме 4% от массы подаваемого металла. Устройство порционного ввода тугоплавких модифицирующих частиц в разливочный стакан под давлением выполнено в виде трубы из графитошамота, тугоплавкие модифицирующие частицы подавались в разливочный стакан под давлением 1 кг/см². В результате были получены три полых трубных заготовки с различной толщиной стенок с удовлетворительным качеством поверхности, а плотность распределения тугоплавких модифицирующих частиц в полученных заготовках составила 2 частицы/мкм².The study of the possibility of obtaining ingots by the proposed method was carried out on an induction furnace IST-0.06, equipped with a bottom outlet. Converter power 160 kW, current frequency 2.4 kHz. Circuit voltage 800 V. Siphon wiring was performed from a standard siphon supply. The crystallizer is copper, water-cooled, the diameter of the crystallizer is 100 mm. The pulling mechanism is made in the form of a screw with a seed and a DC motor with a reducer, which ensures the pulling of the ingot in the direction opposite to the direction of the crystallization front with a speed of up to 0.05-0.08 m / min. For remelting, steel of grade 45 was chosen, and titanium carbide TiC was used as refractory modifying particles, titanium was introduced in a volume of 4% by weight of the supplied metal. A batch device for introducing refractory modifying particles into a pouring cup under pressure is made in the form of a graphite chamotte pipe, refractory modifying particles are fed into a pouring cup at a pressure of 1 kg / cm ² . As a result, three hollow tube blanks with different wall thicknesses were obtained with satisfactory surface quality, and the distribution density of the refractory modifying particles in the resulting blanks was 2 particles / μm ² .

Claims

A method for producing a hollow tube billet by continuous casting with the billet being pulled upward from the mold, comprising pouring a metal melt into the cavity of the mold through a central gate system, characterized in that refractory modifying particles are fed into the center, and the hollow tube billet is pulled from the mold at a speed of 0, 05-0.08 m / min.