SU1109246A1

SU1109246A1 - Horizontal-type installation for continuous metal casting

Info

Publication number: SU1109246A1
Application number: SU792849404A
Authority: SU
Inventors: Евгений Алексеевич Коршунов; Александр Николаевич Кузнецов; Максим Борисович Оводенко; Геннадий Григорьевич Кузьмин; Валерий Павлович Костров; Александр Николаевич Тимофеев; Валерий Леонидович Бастриков; Татьяна Владимировна Мещанинова
Original assignee: Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова; Предприятие П/Я А-2780
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1984-08-23

Abstract

1. УСТАНОВКА НЕПРЕРЬШНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА, содержаща металлоприемник, систему подачи металла из металлоприемника в кристаллизатор, выполненную В- виде блока с сообщающимис каналами, охлаждаемый кристаллизатор с торцовыми крышками, направл ющие с размещенным на них механизмом дл выт гивани заготовки из кристаллизатора и устройство дл разделени заготовки на мерные длины, отличающа с тем, что, с целью увеличени выхода годного металла при непрерывной разливке и снижени материальных затрат при разделении заготовки на мерные длины, установка снабжена охлаждаемым элементом , расположенным между блоком и кристаллизатором. 2. Установка по п.1, отличающа с тем, 4fo охлаждае- , мый элемент выполнен заодно с торцо (Л вой крьшкой кристаллизатора.1. INSTALLATION OF CONTINUOUS CASTING OF METALS OF HORIZONTAL TYPE, containing a metal reservoir, a system for supplying metal from the metal receiver to the mold, made in the form of a block with communicating channels, a cooled mold with end caps, guiding with a mechanism for extracting the crystal from the crystalline crystal with end caps placed on them to extract the crystal from the crystal of the crystal of the end cover, ejecting the crystal from the crystalline crystal with end caps, guiding the mechanism of extracting the crystal from the crystalline crystal with end caps on it to extract the crystal from the crystal with end caps, to pull out the crystal from the crystal of the lids, which are placed on them with a mechanism for extracting the crystal from the crystal of the end cover for dividing the workpiece into measured lengths, characterized in that, in order to increase the yield of the metal during continuous casting and reduce material costs during the separation of the workpiece for measuring lengths, the installation is equipped with a cooled element located between the block and the mold. 2. Installation according to claim 1, wherein the 4fo cooling element is integral with the end face (Looser of the mold.

Description

оabout

10ten

ю 1 Изобретение относитс к металлур гии, в частности к установкам непре рывной разливки металлов горизонтального типа, Известна установка горизонтально го, типа дл Непрерывной разливки ле коплавких сплавов, содержаща обогр ваемый миксер, систему подачи метал ла в кристаллизатор, состо щую из металлопровода и герметичного метал лоприемника. К металлоприемнику через соединительную асбестоцементную или из нержавек цей стали втулку подсоединен охлаждаемый кристаллиза тор. За кристаллизатором последовательно установлены устройство втори ного охлаждени , т нуща клеть, поз вол кица осуществл ть периодическое выт гивание заготовки из кристаллизатора , и летуча пила дл разделени непрерывнолитой заготовки на мерные части t1lОднако в известной установке не предусмотрены элементы и узлы, кото рые при периодическом выт гивании заготовки из .кристаллизатора в зона первичного и вторичного охлаждени позвол ли бы подготовить непрерывно отливаемую заготовку к эффективному безотходному разделению на мерные заготовки, Целью изобретени вл етс увели чение выхопа годного металла при непрерывной разливке и снижение материальных затрат при разделении заготовки на мерные длины. Указанна цель достигаетс тем что установка снабжена охлаждаемым элементом, расположенным между блоком и кристаллизатором. Охлаждаемый элемент может быть выполнен заодно с торцовой крышкой кристаллизатора. На установке непрерывнолита заготовка в кристаллизаторе формирует с участками при шаговом выг гиван их из кристаллизатора, причем длина шага соответствует длине мерной отдел емой заготовки и не может быть более дилны кристаллизатора. При формировании очередных участ ков заготовки в паузах между выт гивани ми ее из кристаллизатора отвод тепла осуп1ествл етс не только через стенки кристаллизатора, но и через вводимый охлаждаемый элемент от периферийной торцовой части фор6 мируемого участка, причем от площади этой части, составл ющей 10-60% площади сечени отливаемой заготовки. Этим определ етс размер охлаждаемого элемента. На фиг. 1 изображена предлагаема установка непрерывной разливки горизонталг ного типа, общий вид} на фиг. 2 - узел подсоеди ени кристаллизатора к керамическому блоку с сообщающимис каналами, на фиг. 3 охлаждаемый элемент, вьтолненный заодно с торцовой крышкой кристаллизатора . Установка имеет обогреваемый металлоприемник 1 (фиг.1), перекрываемый сверху крьшзкой 2. Между металлоприемником и крышкой имеетс герметичное уплотнение. В крьпдке 2 выполнены следующие отверсти ; дл заливки жидкого металла в металлоприемник, герметичноперекрываемое после того, как металл будет подан в металлоприемник, дл подачи газа под давлением, дл выдачи разливаемого металла через металлопровод 3 с фланцем 4. На 2 установлен заключенный в металлический кожух 5 огнеупорный блок 6 с сообщающимис вертикальным 7 и горизонтальным 8 каналами (фиг.2). Металлопровод 3 с фланцем 4 установлен соосно с вертикальным каналом 7 и через фланец 4, огнеупорный блок 6 и герметизирующую ог {еупорную замазку прижат к крьш1ке 2, К горизонтальному каналу 8, через огнеупорную вставку 9, прокладку 10 и охлаждаемый элемент 11 с отверстием 12, площадь которого равна АО90% от площади сечени отливаемой заготовки, соосно подсоединен охлаждаемый кристаллизатор 13 с торцовыми крышками 14. Охлаждаемый элемент 11 выполн етс .гЕ из материала высокой теплопроводности , например из алюмига евого сплава или меди, и имеет рабочую 15 и нерабочую 1Ь части. Плоскость рабочей части 15 охлаждаемого элемента 11, площадь которой равна 10-60% от площади сечени отливаемой заготовки , может совпадать с плоскостью, проход щей через торец кристаллизатора 13, и может (фиг.2) быть смео;енной на несколько миллиметров, например на 2-10 мм, внутрь кристализатора . Нерабоча часть 16 охлаждаемого элемента 11 плотно прижата к торцовой крышке 1А кристаллизатора 13. Тепловой поток от торцовой части формируемого в кристаллизаторе участка заготовки проходит к охлаждаемой жидкости в кристаллизаторе 13 через рабочую часть 15 охлаждаемого элемента 11 к его нерабочей части 16 и далее через торцовую крышку 14. С целью уменьшени сопротивлени тепловому потоку от рабочей части охлаждаемого элемента нерабочую часть охлаждаемого элемента можно вьшолн ть заодно с торцовой крьш1кой кристаллизатора (фиг.З). За кристаллизатором 13 (фиг.1) на направл ющих 17 размещен механиз 18 выт гивани заготовки из кристал лизатора с гидравлическим приводом 19. Далее по технологической линии размещен механизм 20 дл создани в заготовке знакопеременных изгибных напр жений, стационарно установ ленный механизм 21 дл зажима заготовки и механизм 22 дл разделени непрерывнолитой заготовки на мерные части. Механизм 20 дл создани в заготовке знакопеременных изгибных напр жений представл ет собой жесткую раму 23, относительно которой размещены не менее одной пары диаметрально расположенных толкателей 24 с гидравлическими приводами. Механизм 21 дл зажима заготовки имеет две стационарно закрепленные стойки 25 с двум ос ми 26, на которых установлены два рычага 27 с возможностью поворота относительно этих осей. На одних концах каждого рычага закреплены зажимные губки 28 а между другими концами рычагов установлен привод поворота рычагов (не показан), обеспечивающий зажати непрерывнолитой заготовки с необходимым усилием в зажимных губках. Установка работает следующим об разом. Первоначально в металлоприемник 1 заливают жидкий металл и обеспеч вают герметизацию металлоприемника В кристаллизатор 13 с помощью механизма 18 дл выт гивани заготов ки из кристаллизатора ввоц т затра ку и прижимают ее к охлаждаемому элементу 11. 64 Далее в металлоприемнике 1 над идким металлом создают давление аза достаточное, чтобы жидкий меалл через металлопровод 3 и вертикальный канал 7 подн лс в горизональный канал 8 и вошел в соприкосновение с затравкой (не показана). Воздух (или инертный газ) из металлопровода и каналов удал етс при этом через отверстие в затравке,. Затем механизмом 18 дл выт гивани заготовки из кристаллизатора затравку выт гивают из кристаллизато да на шаг выт гивани , равный длине мерной отдел емой части заготовки. При выт гивании затравки из кристаллизатора в него поступает жидкий металл. Далее наступает пауза между выт гивани ми заготовки из кристаллизатора продолжительностью в 10-60 с и более, дл охлаждени периферийной части азготовки до температуры менее 1/2 температуры плавлени разливаемого металла. Врем паузы зависит от площади сечени отливаемой заготовки , шага выт гивани и длины зоны вторичного охлаждени . В период паузы давление газа над мениском жидкого металла в металлоприемнике 1 увеличивают, причем при разливке, например, алюминиевых сплавов давление рекомендуетс увеличить до 2-3 ати, при разливке стали до 3-5 ати. Участок корки заготовки , таким образом, формируетс в услови х плотного прижати ее к стенкам кристаллизатора 13 и к рабочей части 15 охлаждаемого элемента 1 1 . После паузы производ т выт гивание сформированной корки заготовки на шаг выт гивани и одновременно в кристаллизатор подают очередную порцию жидкого металла. В следующую паузу повтор ют указанные операции. В результате переохлаждени торцовой поверхности корочки затрудн етс ее сваривание с жидким металлом. Поэтому при формировании след тощего участка заготовки контакт переохлажденной торцовой поверхности корочки и жидкого металла приводит к образо ванию по всему периметру поперечного сечени заготовки разрыва (трещины) в ее поверхностном слое, ориентированного перпендикул рно оси заготовки , облегчающего разделенне заготовки на мерные длины по спаю.The invention relates to metallurgy, in particular, to the installation of continuous casting of metals of the horizontal type. A known installation is horizontal, of the type for Continuous casting of high-melting alloys, containing a heated mixer, a system for supplying the metal to the crystallizer consisting of a metal conductor and hermetic metal receiver A cooled crystallizer is connected to the metal receiver through a connecting asbestos-cement or stainless steel sleeve. A secondary cooling device is successively installed behind the crystallizer; the dredging cage, after the volcano, periodically pulling the billet out of the crystallizer, and the volatile saw to divide the continuously cast billet into dimensional parts t1l. However, in a known installation, elements and components are not provided that the preheating of the preform from the crystallizer to the zone of primary and secondary cooling would allow preparing the continuously cast preform for efficient waste-free separation into measured preform object of this invention is led away chenie vyhopa metal yield in the continuous casting and reducing material costs in the separation of the workpiece to length. This goal is achieved by the fact that the installation is equipped with a cooled element located between the unit and the mold. The cooled element can be made integral with the end cover of the mold. At the continuous mill installation, the billet in the mold forms with the sections at the step-wise them from the mold, and the stride length corresponds to the length of the detachable piece and cannot be longer than the mold. During the formation of the next sections of the workpiece in the pauses between its stretching from the crystallizer, heat removal occurs not only through the walls of the crystallizer, but also through the injected cooled element from the peripheral end part of the formed section, and from the area of this part constituting 10-60 % of the sectional area of the cast billet. This determines the size of the element to be cooled. FIG. 1 shows the proposed installation for the continuous casting of horizontal type, a general view} in FIG. 2 shows a unit for connecting a crystallizer to a ceramic block with communicating channels; FIG. 3 cooled element, merged together with the end cover of the mold. The installation has a heated metal reservoir 1 (Fig. 1), overlapped from the top with a flange 2. There is a hermetic seal between the metal receptacle and the cover. In the plate 2, the following holes are made; for pouring a liquid metal into a metal receiver, hermetically intercepted after the metal is fed into the metal receiver, to supply pressurized gas, to dispense the metal to be cast through the metal conduit 3 with a flange 4. On 2 a refractory block 6 enclosed in a metal casing 5 with associated vertical 7 is installed and 8 horizontal channels (figure 2). Metal conduit 3 with flange 4 is installed coaxially with vertical channel 7 and through flange 4, refractory block 6 and sealing sealing {pressured putty is pressed against shank 2, to horizontal channel 8, through refractory insert 9, gasket 10 and cooled element 11 with hole 12, the area of which is equal to AO90% of the sectional area of the cast billet, the cooled mold 13 with end caps 14 is coaxially connected. The cooled element 11 is made of this material from a high thermal conductivity, such as an aluminum alloy or copper, and has ochuyu 15 and non-working part 1b. The plane of the working part 15 of the cooled element 11, whose area is equal to 10-60% of the cross-sectional area of the cast billet, may coincide with the plane passing through the end of the mold 13, and may (Fig. 2) be displaced by several millimeters, for example 2-10 mm, inside the crystallizer. The non-working part 16 of the cooled element 11 is tightly pressed to the end cover 1A of the mold 13. The heat flow from the end part of the preform section formed in the mold passes to the cooled liquid in the mold 13 through the working part 15 of the cooled element 11 to its non-working part 16 and then through the end cover 14 In order to reduce the resistance to heat flow from the working part of the cooled element, the non-working part of the cooled element can be carried out at the same time as the end face of the mold (Fig. 3). Behind the mold 13 (Fig. 1) on the guides 17 is placed a mechanism 18 for pulling a billet from a crystallizer with a hydraulic drive 19. Next, along the production line is placed mechanism 20 for creating alternating bending stresses in the workpiece, a stationary mechanism 21 for clamping the workpiece and a mechanism 22 for separating continuously cast billets into dimensional parts. The mechanism 20 for creating alternating bending stresses in the workpiece is a rigid frame 23, in relation to which at least one pair of diametrically arranged pushers 24 with hydraulic drives are placed. The mechanism 21 for clamping the workpiece has two fixed pillars 25 with two axes 26, on which two levers 27 are mounted, which can be rotated about these axes. At one end of each lever, clamping jaws 28 are fixed, and between the other ends of the levers, a lever-turning actuator (not shown) is installed to ensure that a continuously cast workpiece is clamped with the necessary force in the clamping jaws. The installation works as follows. Initially, the liquid metal 1 is poured into the metal receiver 1 and the metal reservoir B is sealed to the mold 13 by means of a mechanism 18 for pulling the preform from the mold into the second charge and pressed against the cooled element 11. 64 Next, a sufficient pressure is created above the liquid metal in the metal receiver 1 so that the liquid metal through the metal pipe 3 and the vertical channel 7 lifts into the horizontal channel 8 and comes into contact with the seed (not shown). Air (or inert gas) from the metal pipe and channels is removed through the hole in the seed ,. Then, the mechanism 18 for pulling the billet from the crystallizer pulls the seed out of the crystallizer per drawing step equal to the length of the measured part of the billet. When the seed is pulled from the mold, liquid metal enters it. Then there is a pause between stretching the workpiece from the mold with a duration of 10-60 s and more, to cool the peripheral part of the billet to a temperature of less than 1/2 the melting temperature of the cast metal. The pause time depends on the cross-sectional area of the cast billet, the drawing step and the length of the secondary cooling zone. During the pause period, the gas pressure above the meniscus of the liquid metal in the metal reservoir 1 is increased, and when casting, for example, aluminum alloys, it is recommended that the pressure be increased to 2-3 MPa, and when casting steel to 3-5 MPa. The crust of the preform is thus formed under the conditions of tight pressing it against the walls of the mold 13 and against the working part 15 of the cooled element 1 1. After a pause, the formed crust of the preform is pulled out at the drawing step and at the same time another portion of the liquid metal is fed to the mold. In the following pause, the indicated operations are repeated. As a result of the supercooling of the end surface of the crust, its welding with the liquid metal is difficult. Therefore, when forming the wake of the lean part of the workpiece, the contact of the supercooled end surface of the crust and liquid metal results in the formation of a break (crack) in its surface layer, oriented perpendicular to the axis of the workpiece, which permits splitting the workpiece into dimensional lengths along the junction.

$$

Разделение литой заготовки на . мерные длины производитс с помощью механизма22, который скручивает заготовку по ослаблениому сечению, обеспечива , таким образом, ее безотходное разделение.The separation of cast billet on. Measuring lengths are produced by means of a mechanism 22, which twists the workpiece along the weakening section, thus ensuring its non-waste separation.

Разделению мерных частей заготовки в механизме 22 может предшествовать дополнительное ослабление прочности сечений, по которым заготовка раздел етс на мерные длины с помо 1цью механизма 20, в котором за счет приложени к заготовке знакопеременных поперечных усилий в соответствую09246The separation of the dimensional parts of the workpiece in the mechanism 22 may be preceded by an additional weakening of the strength of the sections, in which the workpiece is divided into dimensional lengths by means of the mechanism 20, in which the alternating transverse forces are applied to the workpiece in accordance with 09246

щем сечении создаютс знакопеременные изгибак цие моменты. При этом уже имеюп иес разрывы поверхностного сло , т.е. трещины в теле заготовки, 5 вызывают высокую концентрацию напр жений , что значительно облегчает дальнейшее ослабление прочности сечени . Точки приложени усилий механизмом 20 можно последовательно смещать на угол (дл пр моугольного сечени только на 90), обеспечива ослабление требуемого поперечного сечени по всему периметру оAn alternating bending moment is created in the cross section. In this case, the gap of the surface layer already exists, i.e. cracks in the body of the workpiece, 5 cause a high concentration of stresses, which greatly facilitates the further weakening of the cross section strength. The force points of the mechanism 20 can be successively shifted by an angle (for a rectangular section only by 90), ensuring that the required cross section is attenuated along the entire perimeter

Claims

1. INSTALLATION OF CONTINUOUS CASTING OF HORIZONTAL TYPE METALS, containing a metal receiver, a system for supplying metal from the metal receiver to the mold, made in the form of a unit with communicating channels, a cooled mold with end caps, guides with a mechanism for pulling the workpiece from the mold and a device for separation workpieces for measured lengths, characterized in that, in order to increase the yield of metal during continuous casting and reduce material costs during separation agotovki to length, the installation is provided with a cooling element arranged between the block and the mold.

2. Installation pop. 1, characterized in that 4fo is cooling. The element is integral with the end cap of the mold.

Q spike>