SU1620204A1

SU1620204A1 - Closed-bottom mould for pouring steel

Info

Publication number: SU1620204A1
Application number: SU894661041A
Authority: SU
Inventors: Павел Денисович Стец; Николай Григорьевич Гоч; Виктор Александрович Курганов; Виктор Васильевич Лесовой; Иван Алексеевич Сердюк; Василий Алексеевич Горягин; Николай Ильич Глоба; Николай Сергеевич Селютин; Владимир Александрович Никитенко; Александр Петрович Труфанов; Надежда Акимовна Ильченко; Сергей Константинович Камма
Original assignee: Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии; Мариупольский металлургический институт
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии, а именно к конструкци м глуходонных изложниц, примен емых дл отливки сифоном на многоместных поддонах листовых слитков. Цель изобретени - повышение стойкости изложниц и уменьшение донной обрези слитков . Широкие стенки по высоте (0,10 - 0,20) длины слитка со стороны донного торца при сохранении базовой конусности выполн ют утолщенными и сопр женными с остальной частью внутренней поверхности стенок переходными участками, конусность которых в 5-18 раз превышает базовую, при этом конусность наружной поверхности широких стенок по высоте (0,4-0,5) от открытого торца соответствует базовой , а на остальной части в 2,0-2,5 раза превышает базовую, что позвол ет снизить удельный расход изложниц и металла с технологической обрезью при прокатке слитков. 1 ил. (ЛThe invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the structures of the deep-casting molds used for siphon casting on multi-bed pallets of sheet ingots. The purpose of the invention is to increase the durability of the molds and reduce the bottom cut of the ingots. The wide walls along the height (0.10–0.20) of the ingot length from the bottom end face while maintaining the base taper are made thickened and adjacent to the rest of the inner surface of the walls, the tapering is 5–18 times larger than the base one, the taper of the outer surface of the wide walls in height (0.4-0.5) from the open end corresponds to the base, and the rest part 2.0-2.5 times higher than the base, which allows to reduce the specific consumption of molds and metal with technological cutting when rolling ingots. 1 il. (L

Description

Изобретение относитс к черной металлургии, в частности к созданию конструкций изложниц дл отливки сифоном на многоместных поддонах стальных слитков.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to the construction of molds for siphon casting on multi-pallets of steel ingots.

Цель изобретени - повышение стойкости изложниц И уменьшение данной обрези слитков.The purpose of the invention is to increase the durability of molds and reduce this ingot trimming.

На чертеже схематично изображена глуходонна сталеразливочна изложница пр моугольного сечени дл отливки сифоном на многоместных поддонах листовых слитков спокойной стали ,The drawing schematically shows a rectangular slurry-casting casting mold for siphon casting on multi-pallets of sheet steel ingots of quiescent steel for siphon casting,

Изложница содержит широкую 1 и узкую 2 стенки, донную часть 3, переходный участок 4 и утолщение 5 на широкой стенке, у которой на высоту 0,4-0,5 от верхнего торца (930 мм) конусность наружной поверхности соответствует базовой слитка (6,3%), а на остальной части она составл ет 14,0% и в 2,22 раза превышает базовую . Конусность переходного участка внутренней поверхности 4 составл ет 55,0% и превышает в 8,7 раза базовую.The mold contains a wide 1 and a narrow 2 wall, the bottom part 3, the transition section 4 and the thickening 5 on the wide wall, in which, at a height of 0.4-0.5 from the upper end (930 mm), the taper of the outer surface corresponds to the base ingot (6, 3%), and the rest of it is 14.0% and 2.22 times higher than the baseline. The taper of the transition portion of the inner surface 4 is 55.0% and exceeds 8.7 times the base.

Конусность утолщени 5 по широкой стенке равна базовой слитка (6,3%). Ввод утолщений на внутренней рабочей поверхности широких стенок обу- словлен необходимостью обеспечени достаточной теплоаккумулирующей способности различных частей стенок изложниц , конструктивные параметры которой расчитаны на основании знали- за температурных полей и в соответствии с принципами термоуравновешенности , способствующими получению качественных слитков с одновременным сни- ением удельного расхода изложниц. , Известно, что при отливке на четырех местных поддонах листовых слитков сифоном две широкие стенки р дом сто щих изложниц прогреваютс до более высоких температур по сравнению с противоположными наружными. В св зи с этим теплоаккумулирутоща способность параллельно расположенных широких стенок р дом сто щих изложниц при повторном их наполнении сталью суще- ственно ниже, чем у наружных. Анализ температурных режимов работы листовых изложниц при отливке слитков на многоместных поддонах показал, что максимальный прогрев и минимальна теплоаккумулирующа способность наблюдаютс в зоне интенсивных циркул ционных потоков параллельно расположенных стенок р дом сто щих изложниц. Поэтому с целью обеспечени более интенсив ного отвода тепла от зоны интенсивной циркул ции стали и выравнивани скоростей охлаждени слитков по высоте в районе донной части широких стенок, примыкающей к зоне интенсивной цир- кул ции по высоте ввод тс утолщени , обеспечивающие отвод тепла достаточной дл получени через заданное врем прочной корочки и качественной макроструктуры слитков. Увеличение теплоотвода от донной части и примыкающей к зоне интенсивной циркул ции , стали нижней части изложницы приведет к улучшению качества поверхности слитка, которое произойдет за счет повышени прочности корковой зоны.Сопр жение утолщени с основной частью стенки переходным участком, отличающихс между собой конусност ми, будетThe taper of the thickening 5 along the wide wall is equal to the base ingot (6.3%). The insertion of bulges on the inner working surface of the wide walls is due to the need to ensure sufficient heat storage capacity of different parts of the walls of the molds, the design parameters of which are calculated based on know-how temperature fields and in accordance with the principles of thermal equilibrium that contribute to obtaining high-quality ingots while simultaneously reducing the specific flow rate molds. It is known that when casting on four local pallets of sheet ingots with a siphon, two wide walls of the standing molds are heated to higher temperatures compared to opposite external ones. In connection with this, the heat storage capacity of the parallel parallel wide walls of the standing molds when they are re-filled with steel is substantially lower than that of the outer ones. An analysis of the temperature regimes of operation of sheet ingots when casting ingots on multi-bed pallets showed that the maximum heating and minimum heat storage capacity is observed in the zone of intense circulation flows parallel to the walls located next to the standing molds. Therefore, in order to provide more intensive heat removal from the zone of intensive circulation of steel and leveling the cooling rates of ingots in height in the area of the bottom part of the wide walls adjacent to the zone of intensive circulation in height, thickenings are introduced that ensure heat removal is sufficient to set time of a strong crust and high-quality macrostructure of ingots. An increase in heat removal from the bottom part and the lower part of the mold, adjacent to the intensive circulation zone, will lead to an improvement in the surface quality of the ingot, which will occur due to an increase in the strength of the cortical zone. The thickening of the main part of the wall will be a transitional area that differs from each other

ВЫПОЛНеНО ПОД ТУПЫМ УГЛОМ, В СВЯЗИ PERFORMED UNDER A CHILDREN ANGLE IN CONNECTION

с чем в наиболее напр женной зоне тел слитка сопротивление образовавшейс корки воздействию гидростатического давлени стали значительно возрастет.with which, in the most stressed zone of the ingot bodies, the resistance of the formed crust to the effect of the hydrostatic pressure of the steel will increase significantly.

Высота утолщенной части внутренней рабочей поверхности изложницы равна 0,10-0,20 от общей его высоты определ етс длиной дуги касани , завис щей от диаметра прокатных валков обжимного стана и обжати за проход. С целью снижени неравномерности деформации , выражающейс искажением донного конца слитка, прот женность этого конца должна составл ть не менее 1,0-1,5 длины дуги касани О-а) ,The height of the thickened part of the inner working surface of the mold is 0.10-0.20 of its total height, which is determined by the length of the contact arc, depending on the diameter of the rolls of the mill and the reduction per pass. In order to reduce the non-uniformity of deformation, expressed by the distortion of the bottom end of the ingot, the length of this end should be at least 1.0-1.5 of the length of the tangential arc O-a)

tftf

определ емой по выражению За R- fib где R - радиус прокатных валков,мм; ДЬ - обжатие за проход, мм,defined by the expression For R-fib where R is the radius of the mill rolls, mm; DL - compression per pass, mm

Пример. Если диаметр валков обжимного стана равне 1000-1500 мм, обжатие за проход Дп 100-120 мм, то длина очага деформации составит соответственно 225-300 мм. При длине слитка 2080 мм прот женность нижнего участка слитка (утолщенной части стенок изложниц) составит 0,10-0,20 общей его длины.Example. If the diameter of the rolls of the blooming mill is 1000-1500 mm, compression for the passage Dp 100-120 mm, then the length of the deformation zone will be respectively 225-300 mm. With an ingot length of 2080 mm, the length of the lower portion of the ingot (the thickened part of the walls of the molds) will be 0.10-0.20 of its total length.

Конусность граней переходного участка определ етс прот женностью контакта поверхности слитка о рольганг . При максимальной длине обоих нижних участков их суммарна прот женность может составить не более половины общей длины слитка, что вл етс условием удовлетворительной устойчивости его на рольганге. Если суммарна прот женность этих участков первысит половину общей длины слитка, то это приведет к значительному уменьшению опорной поверхности слитка и он будет разворачиватьс на рольганге по отношению к оси прокатки . такое положение приведет к перекосу и потере устойчивости слитка в валках и в конечном итоге к увеличению отходов металла с технологической обрезью.The taper of the edges of the transition section is determined by the contact length of the ingot surface on the roller table. With a maximum length of both lower sections, their total length can be no more than half the total length of the ingot, which is a condition for its satisfactory stability on the roller table. If the total length of these sections is half the total length of the ingot, this will lead to a significant decrease in the support surface of the ingot and it will unfold on the roller table with respect to the rolling axis. such a situation will lead to imbalance and loss of stability of the ingot in the rolls and ultimately to an increase in metal waste with technological trimming.

С другой стороны утонение нижнего конца слитка определ етс суммарной степенью деформации и технологией изготовлени изложниц. С учетом этих особенностей утонение слитка не должно превысить 20% от средней его толщины.On the other hand, the thinning of the lower end of the ingot is determined by the total degree of deformation and the manufacturing technology of the molds. With these features, the thinning of the ingot should not exceed 20% of its average thickness.

Расчитаем конусность переходного участка.Calculate the taper of the transition section.

Исходные данные, мм: средн толщина слитка 700; длина тела слитка 2080; утонение нижнего торца 140; длина нижнего участка слитка (утол- шение -тенок изложницы) 300.Baseline, mm: average ingot thickness 700; ingot body length 2080; thinning of the lower end 140; the length of the lower part of the ingot (the thickening is the shade of the mold) 300.

Исход из изложенного максимальна длина переходного участка составит 1040 - 300 740 мм.The outcome from the above stated maximum length of the transition section will be 1040 - 300 740 mm.

Конусность переходного участка 140 : 740 х 100% 19%.The taper of the transition section 140: 740 x 100% 19%.

С увеличением высоты слитка максимальна прот женность переходной зоны будет увеличиватьс , а конусность уменьшатьс и наоборот. With an increase in the height of the ingot, the maximum extent of the transition zone will increase, and the taper will decrease and vice versa.

Как показали опыты, прот женность переходного участка не должна превышать 10% от общей высоты слитка. В противном случае на раскате образуетс накат и дл нашего примера он составит 2080 х 0,1 208 мм , при этом конусность будет равна 140 : : 208 х 100% 67,3%, что превышает базовую конусность слитка в 67,3 : : 6,3 10,6 раза.Experiments have shown that the transition area should not exceed 10% of the total ingot height. Otherwise, a roll-up is formed on the rollout and for our example it will be 2080 x 0.1 208 mm, while the taper is 140:: 208 x 100% 67.3%, which exceeds the base taper of the ingot by 67.3:: 6 , 3 10.6 times.

Дл реальных слитков расчетна конусность может быть увеличена в 1,2- 1,4 раза и составит 67,3 х (1,2-1,4) 80,7 - 94,2%, что превышает базовую в 12,8-14,9 раза.For real ingots, the calculated taper can be increased 1.2-1.4 times and will be 67.3 x (1.2-1.4) 80.7-94.2%, which exceeds the base 12.8-14 , 9 times.

Таким образом, исход из реальных условий конструировани слитков и изложниц , конусность переходного участка не должна превышать базовую больше , чем в 5-18 раз. Из приведенного расчета видно, что прин та форма слитка в продольном и поперечном сечении вл етс оптимальной дл прочих равных условий и дальнейший выбор параметров изложницы необходимо вести с учетом выбранной рациональной формы слиткаThus, based on the actual conditions of the design of ingots and molds, the taper of the transition section should not exceed the baseline more than 5-18 times. It can be seen from the above calculation that the adopted ingot shape in longitudinal and cross section is optimal for all other conditions being equal and the further selection of the parameters of the mold should be carried out taking into account the selected rational ingot shape.

Конусностью наружной поверхности широкой стенки по высоте 0,4-0,5 от открытого торца изложницы, равной базовой, определ етс максимальна толщина стенки, достаточна дл ее механической прочности и тегшоакку- мулирующей способности, обеспечиваю- щей равномерное охлаждение, кристаллизацию и усадку стали без перехватов , как известно затрудн ющих питание нижележащих слоев слитка.The taper of the outer surface of the wide wall at a height of 0.4-0.5 from the open end of the mold equal to the base, determines the maximum wall thickness, sufficient for its mechanical strength and accumulating ability, ensuring uniform cooling, crystallization and shrinkage of steel without interceptions that are known to impede the feeding of the underlying layers of the ingot.

В св зи с этим выполн ть высоту меньше 0,4 с конусностью, равной базовой , не рекомендуетс , так как в этом случае увеличиваетс теплоотвод от подприбыльной части слитка, ухудшаетс питание нижележащих слоев, в ре- зультате чего по вл ютс перехваты на слитке. Увеличивать же высоту больше 0,5 нецелесообразно, так как при том же эффекте мы имеем только увеличениеTherefore, a height less than 0.4 with a taper equal to the baseline is not recommended, since in this case the heat removal from the sub-profitable part of the ingot increases, the nutrition of the underlying layers deteriorates, resulting in ingots interceptions. To increase the height more than 0.5 is impractical, since with the same effect we only have an increase

массы изложницы,что приводит к нерациональному расходу чугуна. Конусностью остальной части наружной поверхности широкой стенки регулируетс ее толщина в месте сопр жени внутренней поверхности с переходным участком . Если конусность переходного участка превышает базовую в 5 раз, т при максимальном угле его сопр жени со стенкой и минимальном на ее скалывающем действии массы слитка конусность наружной поверхности должна превышать базовую в 2 раза. В этом случае широка стенка, благодар утолщению и переходному участку достаточной прочности и теплоаккумули- рующей способности, обеспечивает получение слитков без дефектов макроструктуры и поверхностных дефектов в районе интенсивной циркул ции стали. Увеличивать или уменьшать конусность наружной поверхности при том, что конусность переходного участка превышает базовую в 5 раз нельз ,так как в первом случае резко уменьшаетс толщина стенки, в том числе в месте перехода в переходный участок. Это приводит к резкому уменьшению теп- лоаккумулирующей способности стенки и неравномерности ее прогрева по высоте,в св зи с чем уменьшаетс прочность корочки в районе интенсивной циркул ции стали, на слитке по вл ютс поверхностные дефекты, а на стенке на ранних этапах эксплуатации - поперечные трещины.Во втором случае неоправданно увеличиваетс масса донной части и толщины стенки изложниц, которые в пределах заданного технологического цикла их эксплуатации не остывают и поступают под повторный налив с повышенной температурой . В результате этого тепло- аккумулирующа способность нижней части изложницы уменьшаетс , на поверхности слитка по вл ютс дефекты, а на внутренней поверхности широких стенок интенсивно начинает развиватьс сетка разгара (на ранних этапах эксплуатации). Если же конусность переходного участка превышает базовую в 18 раз, то угол встречи его с внутренней поверхностью широкой стенки резко уменьшаетс и возрастает соответственно его скалывающее воздействие. С целью предупреждени возникновени поперечных трещин на широких стенках на первых наливахthe mass of the mold, which leads to irrational consumption of iron. The conicity of the rest of the outer surface of the wide wall is governed by its thickness at the point of conjugation of the inner surface with the transition section. If the taper of the transition section exceeds the base one by 5 times, t, at the maximum angle of its mating with the wall and the minimum on its shearing action of the mass of the ingot, the taper of the outer surface should exceed the base one by 2 times. In this case, the wall is wide, due to the thickening and transition section of sufficient strength and heat storage capacity, provides ingots without defects in the macrostructure and surface defects in the area of intense steel circulation. Increasing or decreasing the taper of the outer surface while the taper of the transition section exceeds the base one by 5 times is impossible, since in the first case the wall thickness sharply decreases, including at the transition point to the transition section. This leads to a sharp decrease in the heat-accumulating capacity of the wall and uneven heating in height, and therefore the crust strength in the area of intense steel circulation decreases, surface defects appear on the ingot and transverse cracks appear on the wall in the early stages of operation. In the second case, the mass of the bottom part and the wall thickness of the molds, which do not cool down within the specified technological cycle of their operation and come under re-filling with an elevated temperature, unnecessarily increases. As a result, the heat storage capacity of the lower part of the mold decreases, defects appear on the surface of the ingot, and a high mesh (in the early stages of operation) intensively develops on the inner surface of the wide walls. If the conicity of the transition section exceeds the base one by 18 times, then the angle of its meeting with the inner surface of the wide wall sharply decreases and its splitting effect increases accordingly. In order to prevent the occurrence of transverse cracks on wide walls in the first pouring

ее толщину выбирают так, чтобы конусность наружной поверхности превышала базовую в 2,5 раза. При увеличении конусности наружной поверхно- сти так, что она превышает базовую больше, чем в 2,5 раза резко уменьшаетс толщина и аккумулирующа способность стенки в зоне интенсивной циркул ции стали. В результате этого уменьшаетс прочность корочки, на слитке по вл ютс поверхностные дефекты , а на самой стенке - поперечные трещины на ранних этапах эксплуатации . Если при этой конусности пе- реходного участка выбрать стенку так, что ее конусность будет превышать базовую меньше, чем в 2,5 раза, то в этом случае ее толщина и масса донной части неоправданно возрастут. В результате этого при заданном тех- нологическом цикле изложницы будут по поступать под повторное наполнение сталью с более высокой температурой. В результате этого снизитс теплоак- кумулирующа способность нижней части изложницы, на слитке в зоне интенсивной циркул ции стали по вл ютс поверхностные дефекты, а на внутренней поверхности широких стенок на ранних этапах эксплуатации будет интенсивно развиватьс сетка разгара, отрицатель . но вли юща на долговечность изложницы и качество поверхности слитков. Таким образом применение предлагаемо- го распределени толщины и конусностиits thickness is chosen so that the taper of the outer surface exceeds the base one by 2.5 times. With an increase in the taper of the outer surface so that it exceeds the base surface by more than 2.5 times, the thickness and storage capacity of the wall in the zone of intense steel circulation decreases sharply. As a result, the crust strength decreases, surface defects appear on the ingot, and transverse cracks appear on the wall itself in the early stages of operation. If at this conicity of the transition section we choose a wall so that its conicity will exceed the base one less than 2.5 times, then in this case its thickness and the mass of the bottom part will unnecessarily increase. As a result of this, for a given technological cycle, the molds will be supplied to refill with steel at a higher temperature. As a result, the heat accumulation capacity of the lower part of the mold will decrease, surface defects will appear on the ingot in the zone of intensive circulation of steel, and the full height mesh, the negative, will develop intensively on the inner surface of the wide walls in the early stages of operation. but influences the durability of the mold and the surface quality of the ingots. Thus, the application of the proposed distribution of thickness and taper

по высоте широких стенок позволит уменьшить отбраковку слитков по поверхностным дефектам и изложниц из-з интенсивного разгара и поперечных трещин широких стенок на ранних этапах эксплуатации.the height of the wide walls will allow to reduce the rejection of ingots for surface defects and molds due to the intensive height and transverse cracks of the wide walls in the early stages of operation.

Claims

Claims of the invention A glududon-casting mold, extended upwards, containing wide and narrow edges with a variable taper of the inner surface of wide edges in height, which means that in order to increase the durability of the molds and reduce the bottom cut of the ingots, the outer surface of the wide edge in height made of two sections of different taper, the upper section at a height of 0.4-0.5 height of the internal cavity of the mold - with a taper of 4-8%, and the lower section with a taper of 2.0-2.5 times the taper of the upper section The stack, the inner surface of the wide face in height is made of three sections: the lower, upper and transitional between them, with the taper of the upper and lower sections equal to the taper of the upper (outer section, the height of the lower section is 0.10-0.20 of the height of the internal cavity of the mold) , and the taper of the transition section is 5-18 times the taper of the upper outer section.